Fundamentos de Tribología: Fricción, Desgaste y Lubricación en Sistemas Mecánicos
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Fundamentos de Tribología: Interacción de Superficies
Clasificación de los Sistemas según Fricción y Desgaste
- Mínimo desgaste y mínima fricción: Rodamientos, engranajes, levas… gracias a la lubricación y las capas de recubrimiento, para conservar y reducir energía.
- Mínimo desgaste y máxima fricción: Frenos, embragues, neumáticos… con materiales resistentes al desgaste.
- Máximo desgaste y mínima fricción: Lápices, deposición de lubricantes sólidos mediante deslizamiento.
- Máxima fricción y máximo desgaste: Borradores.
Conceptos Básicos
- Rozamiento o fricción: Resistencia al movimiento tangencial relativo entre dos superficies en contacto.
- Desgaste: Pérdida progresiva de material de las superficies en contacto con movimiento relativo.
- Lubricación: Interposición de un material entre dos superficies para facilitar el movimiento y evitar el desgaste.
Tipos de Movimiento en el Contacto
- Deslizamiento: Cualquier desplazamiento según direcciones contenidas en el plano tangente (cojinetes, guías, etc.).
- Rodadura: Giro alrededor de cualquier eje contenido en el plano tangente que pase por el punto de contacto (rodamientos, etc.).
- Pivotamiento: Giro según el eje perpendicular al plano tangente que pasa por el punto de contacto (embragues, etc.).
Requerimientos según el Tipo de Contacto
- Contacto deslizante: Requiere un coeficiente de fricción bajo y una buena resistencia a la abrasión y a la temperatura (cojinetes de fricción, guías lineales de fricción).
- Contacto de rodadura: Requiere una buena dureza y resistencia a la fatiga superficial (rodamientos, husillos de bolas).
- Contacto deslizante y de rodadura: Requiere la combinación de las cualidades de los dos anteriores (levas, engranajes).
Factores que Influyen en el Desgaste
- Similitud de las propiedades de los materiales en contacto (dureza, composición química, acabado superficial, etc.).
- Presencia de otros cuerpos (partículas de desgaste, polvo, óxidos, etc.).
- Condiciones de servicio por encima de los límites (presión, temperatura, velocidad, lubricante inadecuado o ausente).
Mecanismos de Desgaste
- Desgaste por deslizamiento: Se da cuando dos cuerpos deslizan entre sí; se abrasan mutuamente.
- Desgaste por picado (pitting): Se da cuando dos cuerpos ruedan entre sí; se desprenden pequeñas porciones del material.