el america

TRIBOLOGÍA Y MANTENIMIENTO PROACTIVO

Generalidades de la Tribologia
Fundamentos de la Lubricación, Fricción
y el Desgaste
Parte 2

Ing. Omar Linares O.
Widman International S.R.L.
Santa Cruz, Bolivia

1.10 El parámetro de película
Cuando los elementos se diseñan de forma adecuada y se lubrican por medio de una película
fluida, como el caso de cojinetes o chumaceras, de loengranajes, de los cojinetes
hidrodinámicos y de empuje, y de los sellos, las superficies lubricadas se encuentran
completamente separadas por una película lubricante. Por ejemplo, los ensayos de fatiga,
como se han reportado por Tallian y otros en 1967, han demostrado que cuando la película
lubricante es suficientemente gruesa para separar los cuerpos en contacto, la vida a la fatiga de
los cojinetesse prolonga considerablemente. De manera inversa, cuando la película no es
suficientemente gruesa para proporcionar una separación completa entre las asperezas
existentes en la zona de contacto, la vida de los cojinetes se afecta de manera adversa por los
altos esfuerzos cortantes que resultan del contacto directo entre metales.
Aquí se estudiara el parámetro de película y se describirá surango de valores para los tres
regímenes de lubricación. La relación entre el parámetro de película adimensional λ y el
espesor mínimo de película hmin, es
λ=

hmin
(Ra ^ 2+ Rb ^ 2)^½

Ec. 2

Donde
Ra = Aspereza superficial rms de la superficie a
Rb = Aspereza superficial rms de la superficie b
El parámetro de película sirve para definir los cuatro regímenes de lubricación principales.El
rango para estos cuatro regímenes es:
a. Lubricación hidrodinámica,
b. Lubricación Elastohidrodinámica
c. Lubricación parcial o mixta,
d. Lubricación marginal,

5 ≤ λ ≤ 100
3 ≤ λ ≤ 100
1≤λ ≤5
λ≤1

Estos valores son aproximados. Las mayores diferencias en la conformidad geométrica entre
las conjunciones lubricadas hidrodinámicamente y las lubricadas elastohidrodinámicamentedificultan que se puedan hacer distinciones claras.
1.11 Ejemplo 1
Datos. Los engranajes para una escavadora se fabrican vaciados en arena. La medición de la
aspereza superficial tiene una línea central promedio de 18 micras. Esta alta aspereza
superficial hace que los engranajes se desgasten rápidamente. El espesor de la película para
los engranes lubricados con grasa se determinó igual que 1.6micras.
Hallar. Como se deberán maquinar los engranes vaciados en arena para que se obtenga un
parámetro de película igual a 1?
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Solución.
Usando la Ec.2 y asumiendo que las asperezas son iguales en las dos superficies, tenemos
λ=

hmin
Ra √2

o

Ra =

hmin
λ √2

=

1.6
1 √2

=

1.131 µm

De la tabla 1 se tieneque para una aspereza superficial de 1 micra el rectificado constituye el
método mas rápido y económico de lograr tales acabados superficiales.
Tabla 1. Promedio aritmético normal de la aspereza de la superficie para varios procesos y componentes
de maquinas (BJ Hamrock, Fundamentals of Fluid Film Lubrication, 1991)

Es posible manufacturar superficies mas uniformes por medio delrectificado, pulido y
lapidado, pero necesariamente son procesos más costosos.

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1.12 Curva de Stribeck y Beerbower
Entre 1900 y 1902 Stribeck realiza experimentos sistemáticos para medir f en cojinetes en
función de la velocidad de giro -N-, de la carga por unidad de área proyectada -P- y de la
viscosidad. Son la base de la teoría deSommerfeld. La curva de Stribeck -aunque hay
algunas dudas de que Stribeck la usara exactamente en la forma que se presenta aquírepresenta las características generales de superficies lubricadas en movimiento relativo entre
sí.
La expresión
µP
N
es conocida como el número de Sommerfeld. En la Fig 1.4 se mantienen constantes N y P
para representar la relación existente entre la viscosidad del...