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

  1. Similitud de las propiedades de los materiales en contacto (dureza, composición química, acabado superficial, etc.).
  2. Presencia de otros cuerpos (partículas de desgaste, polvo, óxidos, etc.).
  3. 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.

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