111980363 falla de los elementos mecanicos por desgaste tribologia
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En la búsqueda de minimizar costos de
operación y maximizar el rendimiento demaquinarias y/o equipo, el desgaste tiene unpapel protagónico. El desgaste es un granenemigo en muchas de las industrias, pues
con su acción tiende a retirar recursosprematuramente. Los ingenieros hancomenzado una lucha contra él, a través dehacer análisis técnicos económicos, buscando
no ser derrotados y evitando alimentar patioscon desechos.
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El análisis del desgaste es complejo,
interviniendo factores como dureza, tenacidad,estructura, composición química, modo y tipode carga, velocidad, rugosidad de la superficie,distancia recorrida, corrosión presente, etc.
Todo evento que incluya fricción tiene dos
efectos negativos: el calor y el desgaste.
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Normalmente, el desgaste no ocasiona fallas
violentas, pero trae como consecuencias:reducción de la eficiencia deoperación, pérdidas de potencia porfricción, incremento del consumo delubricantes, eventualmente conduce alreemplazo de componentes desgastados y a la
obsolescencia de las máquinas en su conjunto.El desgaste junto con la fricción y la lubricaciónconstituyen los objetos de estudio de latribología. Martínez (1996) afirma que latribología es una ciencia multidisciplinaria que
incluye a la hidrodinámica, la mecánica delcuerpo sólido, la ciencia de materiales, química,física, matemáticas y computación. El sistematribológico consta de un par de fricción, un tercercuerpo (lubricante) y el medio ambiente.
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1.-Desgaste abrasivo
2.-Desgaste adhesivo3.-Desgaste por impacto4.-Desgaste por corrosión
5.-Desgaste por erosión6.-Desgaste por cavitación
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El desgaste por abrasión, que es el más común en laindustria, se define como la acción de corte de un material duroy agudo a través de la superficie de un material más suave.Tiende a formar ralladuras profundas cuando las partículasduras penetran en la superficie, ocasionando deformaciónplástica y/o arrancando virutas.
Factores que influyen en el desgaste abrasivo de las máquinasagrícolas:Dentro de los factores que influyen positivamente en el
desgaste abrasivo de las máquinas agrícolas en, se tiene:
1.- Condiciones climáticas:
2.-Contacto con las plantas y frutos:
3.-Contacto con el suelo:
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A continuación se relacionan los principales elementos detrabajo de las máquinas agrícolas que sufren desgasteabrasivo, producidos por los factores antes mencionados:
Arados: vertedera, cuchilla rotatoria, anterreja, costanera, reja ydiscos.
Cultivadores: escardillos, púas, rejas, surcadoras, machetes. Gradas: púas, discos. Escarificadores: rejas de cincel.
Fresas: cuchillas, ganchos. Rodillos: discos, anillos. Multiarado: rejas, cuchillas. Multilabradora: rejas, cuchillas y surcadores. Cosechadoras de cereales: segmentos de corte, dedos del
molinete, cóncavo, cribas de limpieza, transportadores sinfín. Cosechadoras de caña: segmentos de corte inferior,transportadores, aparato trozador, patín. Cosechadora de papa: rejas, elevadores. Silo cosechadoras: cuchillas, tambor de cuchillas.
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El desgaste adhesivo, también llamado desgastepor fricción ó deslizante, es una forma dedeterioro que se presenta entre dos superficiesen contacto deslizante. Este desgaste es elsegundo más común en la industria y ocurrecuando dos superficies sólidas se deslizan unasobre la otra bajo presión. El aspecto de lasuperficie desgastada será de ralladurasirregulares y superficiales.
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El desgaste corrosivo ocurre en una combinación dedesgaste (abrasiva o adhesiva) y de un ambientecorrosivo. El índice de la pérdida material puede sermuy alto debido a que los productos sueltos o flojos dela corrosión se desprenden fácilmente por el desgaste
y se revela continuamente el metal fresco y quealternadamente puede volverse a corroer rápidamente.
Los equipos industriales como tanques, ductos,codos, bombas, tolvas, centrífugas, colectores de polvo,
cajas de ventiladores, tornillos extrusores y, en general,cualquier equipo o superficie pueden sufrir corrosión sise dan las condiciones de humedad, oxigeno, etc.
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Es producido por una corriente de partículasabrasivas, muy común en turbinas de gas, tubosde escape y de motores.
La erosión tiene generalmente el aspecto depequeños hoyos lisos. El ataque puede tambiénexhibir un patrón direccional relacionado con latrayectoria tomada por el corroyente, al igual que
por movimientos sobre la superficie del metal. Laerosión prospera en condiciones de altavelocidad, turbulencia, choque, etc.
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De manera frecuente, aparece en bombas,mezcladores y tuberías, particularmente en
curvas y codos. Las partículas en suspensiónduras son también frecuentes causantes deproblemas.
Éstos se evitan mediante cambios en eldiseño, o seleccionando un material másresistente. Este material, además de ser másduro, generalmente debe presentar unaresistencia a la corrosión superior incluso encondiciones estancadas o sin movimiento defluidos.
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La cavitación o aspiración en vacío es un efectohidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquierotro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por unaarista afilada, produciendo una descompresión del fluidodebido a la conservación. Puede ocurrir que se alcance la
presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculasque lo componen cambian inmediatamente a estado devapor, formándose burbujas o, más correctamente,cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas demayor presión e implotan (el vapor regresa al estado
líquido de manera súbita, «aplastándose» bruscamente lasburbujas) produciendo una estela de gas y un arranque demetal de la superficie en la que origina este fenómeno.
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La implosión causa ondas de presión que viajanen el líquido. Estas pueden disiparse en lacorriente del líquido o pueden chocar con unasuperficie. Si la zona donde chocan las ondas depresión es la misma, el material tiende adebilitarse metalúrgicamente y se inicia unaerosión que, además de dañar la superficie,
provoca que ésta se convierta en una zona demayor pérdida de presión y por ende de mayorfoco de formación de burbujas de vapor. Si lasburbujas de vapor se encuentran cerca o encontacto con una pared sólida cuando
implosionan, las fuerzas ejercidas por el líquido alaplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar apresiones localizadas muy altas, ocasionandopicaduras sobre la superficie sólida.
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El fenómeno generalmente va acompañadode ruido y vibraciones, dando la impresión de
que se tratara de grava que golpea en lasdiferentes partes de la máquina.Se puede presentar también cavitación en
otros procesos como, por ejemplo, en hélices
de barcos y aviones, bombas.Hay dos tipos de cavitación:Cavitación de succiónCavitación de descarga
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Desgaste de Impacto: son las deformacionesproducidas por golpes y que producen unaerosión en el material.
Este tipo de desgaste se puede presentar enmuchas partes como en las llantas de los carros,amortiguadores, cajas de dompes, bandas
transportadoras, etc.
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