Friccion

TRIBOLOGÍA Y MANTENIMIENTO PROACTIVO

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

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 lo engranajes, de los cojineteshidrodinámicos 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 cojinetes se prolongaconsiderablemente. 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 su rango de valores para los tresregímenes 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 elastohidrodinámicamente
dificultan que se puedan hacer distinciones claras.
1.11Ejemplo 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 1.6 micras.
Hallar. Como se deberán maquinar los engranes vaciadosen arena para que se obtenga un
parámetro de película igual a 1?
Tribología y Mantenimiento Proactivo

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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 tiene que para una aspereza superficial de 1 micra el rectificado constituye el
método mas rápidoy 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)

Arithmetic average, Ra

Procesos
Vaciado en arena; laminado en caliente
Cortado
Planeado y formado
Forjado
Perforado
Molido
Torno; barreno
Espitado; uniformado agrandado;rolado
en frio; estirado
Fundido a presión
Molido, grueso
Molido, fino
Rectificado
Pulido
Lapidado
Componentes
Engranes
Cojinetes simples - chumacera (rodillo
de rodadura)
Cojinetes simples, cojinete (apoyo)
Cojinetes de rodillos - elementos
rodantes
Cojinetes de rodillos, pistas

Tribología y Mantenimiento Proactivo

µm

µPlg

12.5-25
3.2-25
0.8-25
3.2-12.5
1.6-6.3
0.8-6.3
0.4-6.3
0.8-3.2500-1000
128-1000
32-1000
128-500
64-250
32-250
16-250
32-128

0.8-1.6
0.4-1.6
0.1-0.4
0.03-0.4
0.02-0.2
0.005-0.1

32-64
16-64
4-16
1.2-16
0.8-8
0.2-4

0.25-10

10-400

0.12-0.5
0.25-0.12

5-20
10-50

0.015-0.12
0.1-0.3

0.6-5
4-12

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

1.12...