Desgaste De Los Cuerpos Solidos1

Capítulo I
DESGASTE DE LOS CUERPOS SÓLIDOS
1.1 - INTRODUCCIÓN.
De forma general se conoce, que tanto durante el período de explotación de las máquinas, como el almacenaje, ocurren procesos que predeterminan no sólo la disminución de la capacidad de trabajo de las máquinas, sino también la pérdida total de esta cualidad.
Se reconoce que el 80 - 90 % de las piezas que se sustituyen es debido aldesgaste y que las perdidas anuales causada por el desgaste en los Países desarrollados esta en el rango de 0.5 - 1 % del producto neto nacional.
En Estados Unidos de Norteamérica 15000 millones/año
En Canadá 4000 millones/año
En Cuba 400 millones/año
La aplicación consecuente de los conocimientos que brinda la Tribología, puede representar ahorro considerable en los gastos productodel desgaste; así por ejemplo en un informe realizado en Canadá en el año 1984 se plantea:
Rama de la Economía Gasto (millones) Posible ahorro
Industria Papelera 381.5 100.3
Agricultura 940 232
Transporte Ferroviario 466.8 168.5
1.2 - DEFINICION Y DINAMICA DEL DESGASTE.
Cuando una máquina entra en servicio sus distintas piezas en movimiento están sometidas, en la generalidad de loscasos, a esfuerzos y solicitaciones mecánicas múltiples y combinadas.
Definición: El desgaste es un proceso complejo que se produce en las superficies de los cuerpos sólidos debido a la fric­ción de otro cuerpo o medio; trayendo por consecuencia la variación de la macro y microgeometria superficial; de la estructura; y de las propiedades de las capas superficiales; con o sin perdida dematerial.
Dinámica del desgaste.
La ley que define la variación de la magnitud del desgaste con el tiempo se denomina "dinámica del desgaste". El modelo mas tradicional de la dinámica del desgaste se da en la Fig.1.1

Fig. 1.1- Dinámica del desgaste. 1 - Periodo de asentamiento;
2 - Periodo de desgaste (normal); 1.- Periodo de desgaste catastrófico.
Periodo de Asentamiento.
Se caracteriza por una altavelocidad e intensidad del desgaste. La magnitud del desgaste en este periodo puede llegar al 30 - 50 % del desgaste permisible. Durante este periodo el contacto se produce en los picos mas altos de la rugosidad superficial generando altas presiones y deformaciones; con el transcurso del tiempo aumenta Ar y la velocidad del desgaste se hace menor.
Periodo de desgaste normal.
Producto de ladisminución de las presiones reales, al existir una mayor área de contacto real; la velocidad del desgaste se hace constante y el desgaste sigue aumentando con un ritmo mas lento; hasta llegar al punto B (Fig. 1.1)
Periodo de desgaste catastrófico.
La magnitud del desgaste es tal que se genera en la unión tribológica cargas dinámicas complementarias; lo que representa aumento de la temperatura; del nivel deruido; y de las vibraciones; este periodo se conoce como "periodo de avería"
1.3 - MECANISMOS DEL DESGASTE.
Las altas tensiones que surgen en las áreas reales de contacto y la temperatura que producto de la fricción se genera predefinen, para cualquier par tirbológico los siguientes mecanismos básicos de enlace (agarre) superficial: Mecánico, Térmico, Químico, y adhesivo (Fig.1.2).

Fig. 1.2 –Relación entre el tipo de agarre y el mecanismo de desgaste.
El mecanismo mecánico depende en primer lugar de las deformaciones elasto – plásticas que tienen lugar en las microirregularidades en contacto y de la magnitud de las tensiones térmicas. este tipo de deterioro origina diferentes niveles de defectos de la estructura y el incremento de las tensiones residuales.
Los procesos térmicos surgencomo consecuencia de la acción del calor generado durante la fricción y en otros casos por fuentes externas. Este tipo de deterioro está relacionado con los cambios del estado físico de las fases de los materiales heterogéneos o de sus estructuras y define el mecanismo de desgaste.
Los procesos químicos se caracterizan por la formación de finas capas superficiales pasivas, como resultado de...