Definicion Tribometro 344cg

2.1.- D E F IN IC IÓ N DE T R IB Ó M E T R O . “Tribómetro es el nombra general que se le asigna a una máquina o prototipo utilizado para llevar a cabo pruebas y simulaciones de desgaste, fricción y lubricación los cuales son objetivos que persigue la tribología”

Un tribómetro puede medir la fricción sobre una superficie en base a una gran cantidad de métodos, uno de los cuales se realiza con una bola deslizante sobre la superficie de referencia para obtener un valor relativo de fricción (llamado bola sobre disco). El método original para medir la fricción es un aparato que incluye una masa constante que cuelga por medio de un cable que pasa por una polea y está conectada a una masa en reposo. Sabemos por los principios de la física que existen coeficientes que están relacionados con la fricción que puede sufrir un cuerpo, uno de ellos es el coeficiente de fricción estático (p,s), el cual es una constante necesaria para determinar la fuerza de fricción y resolver por análisis de fuerzas el sistema, puede medirse a través de este aparato. La ecuación general para la fuerza de fricción es Ff = p«N , donde N es la fuerza normal, la cual es igual a el peso o la masa por la constante gravitatoria. El coeficiente de fricción puede ser determinado por dos cosas en este aparato: la tensión de el cable con el que están conectadas las dos masas a través de la polea, m H es la masa colgante y m T la masa colgada en la superficie de referencia. La fuerza de fricción estática es la que determina la fuerza necesaria para mover el objeto, no hay aceleración en la masa mT y significa que la tensión de la cuerda o de la masa m T es igual a la fuerza de fricción y la fuerza de fricción es igual al peso del objeto colgante. A sí, Ff debe ser igual al peso W. Como Ft= ^sN y com o N =m g se tiene que ^s m Tg=F f y com o la fuerza de fricción es igual al peso del objeto colgante se obtiene que ^s =m Hg/m Tg. Abreviando, este tipo de aparato únicamente permite medir el coeficiente de fricción estático al encontrar la masa colgante que inicia el

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movimiento de la masa sobre la superficie, la fuerza de fricción se iguala al peso colgante. Este tribómetro sirve para realizar mediciones experimentales y solo se menciona porque ejemplifica el método más antiguo de medir fricción, pero en estos días la exigencia tecnológica descalifica por completo el uso de estos aparatos, pues simular las condiciones de cualquier máquina se com plica y la veracidad de los resultados queda en entredicho. 2.2.- IM PO R T A N C IA DE LO S T R IB Ó M E T R O S. El encontrar nuevos métodos que permitan reducir la fricción ha llevado a la creación de equipos los cuales simulen condiciones semejantes a las que se presentan en las máquinas. La gran y extensa necesidad de poder medir la fricción y el desgaste en piezas que son sometidas a condiciones de operación donde se exige alto desempeño llevó a la construcción de los tribómetros. El principal problema que ha limitado el uso de estos equipos, sin duda, es el elevado costo. Otro problema que se presenta es que el investigador se restringe a las pruebas que puede realizar con él y al tipo de muestras para las que se diseñó, por tanto es complicado conseguir un equipo que se amolde a sus exigencias. El inconveniente de presentar elementos manufacturados en otros países no permite garantizar que en caso de falla, existan refacciones o personal capacitado que pueda solucionarlo en un tiempo razonable. La falta de in equipo que permita medir fricción y desgaste en cualquier tipo de metal, con la capacidad de aplicar cargas y velocidad de rotación variable, de costo accesible y con un tamaño reducido condujo a la idea de diseñar y construir un equipo propio, además, al percatarse que un equipo de estos es indispensable para la investigación de nuevas aleaciones tribológicas o en la optimización de otras. El estudio de nuevas aleaciones tribológicas u optimizadas es posible con un equipo que imite el o en una máquina y permita medir el coeficiente de fricción y desgaste, este equipo facilitará la evaluación de las propiedades de estas aleaciones y la selección de la aplicación.

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El uso que puede darse a estos equipos no solo se limita al estudio de aleaciones tribológicas, porque también puede aplicarse en el diseño de sistemas tribológicos para maquinaria. La maquinaria actual se basa en diseños tribológicos que conducen a la reducción de las fuerzas de fricción, dentro de estos diseños se tiene una gran variedad de componentes como: los rodamientos, cojinetes, anillos de pistón, levas, engranes, etc. Si al experimentar con nuevos materiales, estos presentan un mejor desempeño con respecto a la fricción y al desgaste, dichos materiales sustituirán a los aplicados actualmente, el tribómetro es la herramienta para evaluar e indicar si existe tal material. La ventaja de simular con los tribómetros las condiciones de operación de los metales en o permite que estos equipos puedan emplearse para probar lubricantes y aditivos. Un estudio más detallado de estos equipos se presenta en el contenido de este capítulo. 2.3.- JU ST IF IC A C IO N E S. D e forma general se conoce, que tanto en el período de explotación de las máquinas com o durante el periodo fuera de servicio, ocurren procesos que predeterminan no sólo la disminución de la capacidad de trabajo de las máquinas, sino también la pérdida total de esta cualidad. Las causas más frecuentes de los fallos de las máquinas como resultado de la pérdida de la capacidad de trabajo de éstas son las siguientes: • Rotura de las piezas debido a disminución de la resistencia.

la fatiga superficial y

• La variación de las dimensiones, forma geométrica y la posición relativa de las piezas com o resultado del desgaste de las capas superficiales producto de la acción de nuevas cargas. • Rotura y deterioro de las piezas debido a la acción de la corrosión y al envejecimiento de los materiales.

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• Dism inución de la capacidad de trabajo de las piezas y uniones tribológicas como resultado de la unión recíproca de las cargas externas. •

Fenómenos de desgaste.

•

A cción de los medios químicos activos.

D e todas estas causas la que m ás influencia tiene en la intensidad de fallos de las m áquinas, es el desgaste de los elem entos de fricción (uniones tribológicas). Se reconoce que entre el 80% a 90 % de las piezas que se sustituyen es debido al desgaste y que las pérdidas anuales causadas por el desgaste en los Países desarrollados esta en el rango de 0.5 - 1 % del producto neto nacional. En Estados Unidos de Norteamérica En Canadá En Cuba

15000 millones/año 4000 millones/año 400 millones/año

La aplicación consecuente de los conocimientos que brinda la Tribología, puede representar ahorro considerable en los gastos producto del desgaste. L as investigaciones tribológicas de las últim as décadas indican que m ás del 50% de los ensayos de desgaste se realizan a nivel de laboratorio y solo un 17% en los pares de fricción reales. Esto es explicable por la complejidad y alto costo de las propias unidades de ensayos (piezas reales), lo dificultoso de la observación sobre los índices objetivos del proceso de fricción y desgaste y también la complejidad del análisis de los resultados obtenidos com o consecuencia de que por sí solos los procesos de fricción y desgaste son un sistema de muchos factores que definen la capacidad de resistencia al desgaste de los elementos de máquinas, siendo este un esquema muy complejo. La incidencia de cada tipo de desgaste en la industria según estudios realizados por Eyre es la siguiente: D ISEÑO Y C ONSTRUCCIÓN D E U N TRIBÓM ETRO ROTATORIO. | CAPÍTULO II.- JUSTIFICACIÓN DEL TRIBÓMETRO ROTATORIO.

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