Desgastes Mecanicos

TIPOS DE FALLAS MECÁNICAS:

1. Brinelling

Definición:

Puntos de desgaste localizados en elementos rodantes debido a una falla en la superficie de los materiales causados por el estrés o tensión de contacto que excede el límite de dureza del material. Este error se produce por una sola aplicación de una carga lo suficientemente grande como para exceder el límite de dureza del material. El resultado es un hueco permanente o marca "Brinell".

Cargas excesiva o de impacto en cojinetes inmóviles. Es una forma de daño mecánico en la cual el metal se desplaza sin desgaste. Daño o desgaste Brinell se caracteriza por la deformación del material permanente (sin pérdida de material) y se produce durante el evento de una sola carga.

Brinelling son depresiones creadas por parte de la pista de rodadura de

superficie que entra en contacto con los elementos rodantes, y se debe a la deformación plástica. Estas pequeñas depresiones en la superficie de rodadura son causadas por la contaminación por sólidos y materias extrañas.

Brinelling en la superficie de rodadura de Brinelling en la pista exterior de un

la pista interior de un rodamientos de anillo de rodamiento rígido de

rodillos cónicos. bolas.

Causas:

1.- Una carga extremadamente pesada (carga estática, carga de impacto) que se aplica a los rodamientos o cualquier otro mecanismo en movimiento.

2.- Pequeñas partículas de materia solida atrapada en las piezas de los rodamientos.

Falsa Fractura Brinell (falsa sobrecarga) ocurre debido micro-movimientos bajo vibraciones cíclicas en contactos estáticos o rotativos en condiciones de lubricación limítrofe. Ocurre una adhesión ligera de las asperezas del metal. Se generan ligeras depresiones o hendiduras en el lugar donde las marcas originales de mecanizado se han desgastado y que ya no son visibles debido al daño causado por el desgaste del metal. La falsa fractura Brinell (falsa sobrecarga) ocurre en los elementos rodantes y en las pistas, muy parecida a deformaciones plásticas a pequeña escala o brinelling (sobrecargas) y de ahí provienen el nombre de “falsa fractura Brinell (falsa sobrecarga)”.

2. Fretting

Dos metales son mantenidos en contacto y sujetos a una repetición de deslizamientos cortos con movimientos relativos. El desgaste por fretting ocurre entre dos superficies en contacto las cuales experimentan pequeñas oscilaciones cíclicas (del orden de 1 a 100m). Cuando algunas vibraciones aparecen en las superficies en contacto, ocurren pequeños deslizamientos en la dirección del movimiento relativo, esos pequeños deslizamientos son causa de desgaste por fretting.

Desgaste por fretting es comúnmente observado en los cubos de las ruedas de vehículos, entre las esferas y su camino de rodadura en un rodamiento de bolas, en los puntos de contacto entre dos engranajes, entre otros ejemplos.

Desgaste por fretting en el anillo exterior de la superficie de un rodamiento rígido de bolas.

Si los cojinetes recibir una carga de vibración cuando se detienen u operan, se origina un deslizamiento leve y se produce en el tramo comprendido entre los elementos rodantes y los anillos del rodamiento debido a la distorsión elástica.

El desgaste por fretting puede conducir a la pérdida de las uniones de contacto de los cuerpos, incrementando la vibración y acelerando la tasa de desgaste. También se ha observado que en general los debris (partículas de desgaste), son óxidos y como estos ocupan un mayor volumen que el material que los origina, pueden conducir a falla por Seizure (adhesión severa que conduce a soldado de las superficies), en partes diseñadas para trabajar con una determinada holgura. De esta forma la holgura será ampliada y los debris tendrán la posibilidad de abandonar la interface más fácilmente.

Un fenómeno asociado al daño por fretting, es la aparición de grietas en la región afectada, lo que ocasiona reducción de la resistencia a fatiga del material, en caso que el componente experimente esfuerzos cíclicos.

El desgaste por fretting es comúnmente estudiado en laboratorios, utilizando un sistema esfera-plano, donde son aplicadas tanto carga normal como carga tangencial. Como fue mostrado en el capítulo de la mecánica de contacto, cuando una esfera es presionada normalmente contra una superficie plana, se genera debajo de esta zona una distribución de presiones, obteniéndose una presión máxima en el centro y aproximadamente cero en el borde del contacto. Cuando además de aplicar una fuerza normal, se aplica una fuerza tangencial y esta a la vez tiene la posibilidad de ser aumentada, se generan deslizamientos que cambian la distribución de presión y llevan a un desgaste de la zona de contacto, la cual varía de acuerdo a la intensidad de la fuerza tangencial.

3. Spalling

Las fisuras superficiales (“spalling”) son grietas que se forman en la superficie de rodamientos o mecanismos móviles por diversas causas y que se propagan hacia el interior de la superficie, llegando a producir pequeños desprendimientos de material.

Las fisuras superficiales pueden ser causadas por el deslizamiento de las superficies o por la acumulación de deformación plástica en la superficie de la banda de un rodamiento.

Destrucción

...