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Universidad Veracruzana FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA. ENSAYOS TRIBOLÓGICOS. Dr. Andrés López Velázquez [email protected] Índice. Introducción Beneficios de la tribología Ensayos tribológicos Desarrollo experimental en tribología Tribómetros Ejemplos. INTRODUCCIÓN.

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Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

Universidad VeracruzanaFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

ENSAYOS TRIBOLÓGICOS

Dr. Andrés López Velázquez

[email protected]


Ndice

Índice

  • Introducción

  • Beneficios de la tribología

  • Ensayos tribológicos

  • Desarrollo experimental en tribología

  • Tribómetros

  • Ejemplos


Introducci n

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.


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Tribología


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  • 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).


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DEFINICION

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


La tribolog a se centra en el estudio de tres fen menos

La tribología se centra en el estudio de tres fenómenos:


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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.


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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.


3 la lubricaci n como un medio para reducir el desgaste

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.


Beneficios de la tribolog a

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. 


Por qu realizar ensayos tribol gicos

¿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.


Objetivo de los ensayos tribol gicos

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.


Efectos de la velocidad de deslizamiento contra la raz n de desgaste

Efectos de la velocidad de deslizamiento contra la razón de desgaste


Problemas espec ficos de desgaste

Problemas específicos de desgaste


Problemas espec ficos de desgaste1

Problemas específicos de desgaste


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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.


Desarrollo experimental aplicado a la tribolog a

Desarrollo experimental aplicado a la tribología


Trib metros

TRIBÓMETROS


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  • 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.


Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

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:


M quina de cilindros cruzados astm g83

Máquina de Cilindros CruzadosASTM- G83


M quina de perno contra disco astm g 99

Máquina de Perno contra DiscoASTM G-99


M quina arena seca disco vulcanizado astm g 65

Máquina Arena Seca - Disco VulcanizadoASTM G 65


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


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  • 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.


Resultados

Resultados


Resistencia de pel cula

Resistencia de película


Desempe o anti desgaste

Desempeño Anti desgaste


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Minilab 5200


An lisis tribol gico del acero aisi sae 1045

Análisis tribológico del Acero AISI SAE 1045


Resultados experimentales

Resultados experimentales


Resultados1

Resultados

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


Resultados2

Resultados

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


Resultados3

Resultados

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


Resultados4

Resultados

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


An lisis de los resultados mediante statgraphics

Análisis de los resultados mediante StatGraphics


Ecuaci n de correlaci n

W = 0,0135821 - 0,0000274365*V - 0,000720474*P + 0,00000345347*V*P

Ecuación de correlación

  • R cuadrada = 97,9623 %

  • o


  • Validaci n de resultados

    Validación de resultados


    Ensayos adicionales

    Ensayos adicionales

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


    Ensayos adicionales1

    Ensayos adicionales

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


    Caracterizaci n tribol gica del par bronce s a e 64 acero aisi 4140 en un contacto anillo bloque

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


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    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.


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    • La S-350 es una grasa de alto rendimiento basada en sulfonato de calcio para aplicación automotriz, industrial y naval. Ofrece una excelente estabilidad mecánica, gran capacidad de resistencia a la carga, al agua, a la oxidación, el óxido y al calor. No contiene metales pesados ni otros contaminantes que dañen el medio ambiente.


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    • Top 5 es una grasa de alto impacto con propiedades muy fibrosas. Altamente adhesiva a los metales, incluso bajo extremas condiciones de lavado con agua y de elevadas temperaturas.


    Desempe o tribol gico de las dif grasas y sin lubricaci n

    Desempeño Tribológico de las dif. Grasas y sin lubricación.


    Comparaci n de desgaste con lubricaci n y sin lubricaci n

    Comparación de desgaste con lubricación y sin lubricación.


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA, XALAPA

    UNIVERSIDAD VERACRUZANA

    Laboratorio de Tribología

    Encargado:

    Dr. Andrés López Velázquez

    [email protected]

    [email protected]

    [email protected]


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    Líneas de Investigación:

    Desarrollo de Tecnología Tribológica

    Caracterización Tribológica de Materiales, lubricantes y aditivos.

    Modelación y Simulación Tribológica por computadora


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    1.- Desarrollo de Tecnología Tribológica

    Tribómetro Pin/Disco

    ASTM G99

    Tribómetro Arena Seca/Disco Vulcanizado ASTM G65


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    1.- Desarrollo de Tecnología Tribológica

    Máquina Deslub

    ASTM D5182

    Tribómetro de Cilindros cruzados

    ASTM G83


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    1.- Desarrollo de Tecnología Tribológica

    Máquina Timken

    ASTM D2782

    Tribómetro de Cilindros Frontales


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    Tribómetro Multiespecimen


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    2.- Caracterización Tribológica de Materiales

    Desgaste = 102.661 - 0.0191138*P - 0.256529*V + 0.000259083*P*V


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    Análisis de Rugosidad de Superficies en contacto Tribológico.


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    Caracterización Tribológica de Lubricantes

    Resistencia

    de película

    Análisis de Viscosidad


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    3.- Modelación y Simulación Tribológica por computadora


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    Proyectos de Investigación Aprobados:


    Universidad veracruzana facultad de ingenier a mec nica el ctrica

    Proyecto de Investigación Aprobado: FOMIX CONACYT-GOB. VER

    “Desarrollo de tecnología tribológica y de nuevos materiales, que reduzcan el desgaste en piezas mecánicas y la contaminación ambiental”.

    Etapas:

    • Diseño del tribómetro (31-Oct-2010)

    • Construcción e Implementación del tribómetro (Nov-2010-Mar-2011)

    • Instrumentación Electrónica y Digitalización del tribómetro (Ago-2011- Feb-2012)

    • Operación y Calibración del tribómetro (Feb-2012-Jun-2012)


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    Proyecto de Investigación Aprobado: PROMEP 2010

    “Obtención y caracterización mecánico-tribológica de un material compuesto de aluminio reforzado con partículas de un material obtenido a partir de desechos avícolas”.

    Etapas:

    • Marco Teórico de los Materiales Compuestos

    • Evaluación de posibles materiales a utilizar

    • Obtención de los materiales compuestos

    • Caracterización de los nuevos materiales compuestos


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