Universidad Veracruzana FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

1. Universidad VeracruzanaFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA ENSAYOS TRIBOLÓGICOS Dr. Andrés López Velázquez andlopez@uv.mx

2. Índice • Introducción • Beneficios de la tribología • Ensayos tribológicos • Desarrollo experimental en tribología • Tribómetros • Ejemplos

3. INTRODUCCIÓN El desgaste de los materiales ha estado presente desde el mismo momento en que se da inicio a la construcción de los primeros mecanismos mecánicos; la tribología, que no es más que la evaluación del desgaste de los materiales ha tomado vital importancia tanto a nivel industrial como académico.

4. Tribología

5. La palabra tribología se deriva del griego “TRIBOS” que significa “ROZAMIENTO”. Y la investigación en este campo abarca sistemas en donde ocurre: • Desgaste debido al rozamiento entre dos superficies. (desgaste adhesivo). • Entrada de partículas en el punto de contacto.(desgaste de tres cuerpos).

6. DEFINICION Ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la Lubricación que tienen lugar durante el contacto entre superficies sólidas en movimiento.

7. La tribología se centra en el estudio de tres fenómenos:

8. 1.- La fricción entre dos cuerpos en movimiento: definida como la resistencia al movimiento durante el deslizamiento o rodamiento que experimenta un cuerpo sólido al moverse sobre otro.

9. 2.-El desgaste como efecto natural de este fenómeno: • El desgaste es el daño de la superficie por remoción de material de una o ambas superficies sólidas en movimiento relativo.

10. 3.-La lubricación como un medio para reducir el desgaste: • La lubricación consiste en la introducción de una capa intermedia de un material ajeno entre las superficies en movimiento.

11. Beneficios de la Tribología • Aumento de la Productividad • Reducción de fallas mecánicas en los equipos. • Mayor Confiabilidad en los Procesos • Incremento en la vida útil de los equipos • Mayor eficiencia • Reducción de Costos • Reducción del desgaste en equipos • Reducción del Consumo de Energía por disminución de la fricción. 

12. ¿Por qué realizar ensayos tribológicos? Es importante considerar las pérdidas económicas que se presentan debido al desgaste de materiales. Para minimizar los costos de desgaste, es necesario analizarlo. Uno de los factores determinantes para realizar un estudio sobre el desgaste, es la velocidad de desgaste.

13. Objetivo de los ensayos tribológicos • La investigación fundamental en los mecanismos básicos de la fricción y el desgaste. • La investigación aplicada para resolver problemas de fricción y desgaste específicos de la industria y la medicina.

14. Efectos de la velocidad de deslizamiento contra la razón de desgaste

15. Problemas específicos de desgaste

16. Problemas específicos de desgaste

17. INCONVENIENTES: Uno de los principales inconvenientes generados en el campo de la tribología es la dificultad de reproducir con exactitud las condiciones de servicio en el laboratorio. Ante un problema de desgaste es necesario elegir entre las diferentes configuraciones de ensayo disponibles, tratando de emular al máximo las condiciones reales. Pero este objetivo es difícilmente alcanzable, puesto que las variables y condiciones de servicio son tan particulares y concretas como posibles aplicaciones. Tampoco resulta práctico ni viable disponer de tantos dispositivos de ensayo como posibilidades reales, por lo que el problema se traslada a conseguir la configuración más extrapolable posible.

18. Desarrollo experimental aplicado a la tribología

26. TRIBÓMETROS

27. Un tribómetro es un equipo mediante el cual se puede determinar la resistencia al desgaste de un material cuando se pone en contacto con otro y existe movimiento relativo entre ellos, en un determinado medio.

28. Las investigaciones tribológicas y los avances tecnológicos de métodos que permitan simular los diferentes mecanismos de la fricción y el desgaste, han hecho posible la construcción de los tribómetros, de acuerdo a cada sistema de desgaste y dentro de los que se destacan:

29. Máquina de Cilindros CruzadosASTM- G83

30. Máquina de Perno contra DiscoASTM G-99

31. Máquina Arena Seca - Disco VulcanizadoASTM G 65

32. ANÁLISIS TRIBOLOGICO DE LOS ACEITES LUBRICANTES UTILIZADOS EN EL TURBOGENERADOR DEL INGENIO MAHUIXTLÁN, VER.

33. Se sometieron las probetas a condiciones de carga y velocidad constantes de: 50 N y 800 rpm, respectivamente. Para cada lubricante, se corrió un ensayo, con una duración total de 7.5 horas, obteniendo 15 lecturas de desgaste; una cada 30 minutos. Esto, con el fin de contar con un número de datos suficiente que arrojaran resultados significativos.

34. Resultados

35. Resistencia de película

36. Desempeño Anti desgaste

37. Minilab 5200

38. Análisis tribológico del Acero AISI SAE 1045

39. Resultados experimentales

40. Resultados Desgaste obtenido en primer grupo de probetas bajo las siguientes condiciones: 300 RPM - 20 N – tiempo constante

41. Resultados Desgaste obtenido en segundo grupo de probetas bajo las siguientes condiciones: 300 RPM - 50 N – tiempo constante

42. Resultados Desgaste obtenido en segundo grupo de probetas bajo las siguientes condiciones: 800 RPM - 20 N – tiempo constante

43. Resultados Desgaste obtenido en segundo grupo de probetas bajo las siguientes condiciones: 800 RPM - 50 N – tiempo constante

44. Análisis de los resultados mediante StatGraphics

45. W = 0,0135821 - 0,0000274365*V - 0,000720474*P + 0,00000345347*V*P Ecuación de correlación • R cuadrada = 97,9623 % • o

46. Validación de resultados

47. Ensayos adicionales Condiciones de prueba: carga de 30N y velocidad de 500 RPM constantes, 16 periodos de tiempo de 10 minutos y en seco.

48. Ensayos adicionales Condiciones de prueba: carga de 30N y velocidad de 500 RPM constantes, 11 periodos de tiempo de 10 minutos y lubricada.

49. Caracterización tribológica del par bronce S.A.E 64 –acero AISI-4140 en un contacto anillo-bloque

50. Alimex-1 se distingue por su excepcional estabilidad mecánica, alto punto de gota y su resistencia al agua y a la corrosión. Alimex-1 es una grasa de alto rendimiento de complejos de sulfonatos de calcio. Esta tecnología es superior a otras grasas más ricas de alta temperatura como complejos de litio, de aluminio y las grasas de poliurias.