Proyecto Programacion de Análicis de Aceites

Mecanismos Básicos de Desgaste en Sistemas Lubricados
 
Robert Scott, Noria Corporation
 
Este artículo nos suministra la definición y el entendimiento básico de los principales modos o mecanismos de desgaste basados en la norma ISO 15234.2004, clasificación de modo de falla de rodamientos. Otros mecanismos de desgaste que ocurren en engranajes, chumaceras, bombas y pistones hidráulicos –que no ocurren en los rodamientos – serán analizados en este artículo. Es sistema ISO establece los mecanismos de desgaste en 6 categorías principales y 15 sub-categorías.
1.0 Fatiga
1.1 Subsuperficie 
1.2 Iniciado en la superficie

2.0 Desgaste 
2.1 Abrasivo 
2.2 Adhesivo 

3.0 Corrosión
3.1 Humedad 
3.2 Fricción 
3.2.1 Corrosión por rozamiento 
3.2.2 Falsa Fractura Brinell(apariencia de desgaste por sobrecargas) 

4.0 Erosión Eléctrica
4.1 Voltaje Excesivo 
4.2 Fugas de Corriente 

5.0 Deformación Plástica
5.1 Sobrecarga (Fractura verdadera)
5.2 Virutas de corte
5.3 Virutas por manejo 

6.0 Fractura 
6.1 Fractura por Fuerza
6.2 Fractura por Fatiga
6.3 Fractura Térmica
La clasificación ISO no contempla el desgaste por Erosión por partículas y la Cavitación Sepuede pensar que los mecanismos de desgaste también pueden ocurrir de dos maneras diferentes, por contacto y no contacto. El desgaste por contacto requiere que los componentes entren en contacto directo metal-metal para que se genere el desgaste. En el modo de no contacto, no se requiere que las superficies entren en contacto directo para que se desgasten, en otras palabras, existe una películafluida gruesa de lubricante entre las superficies.
Fatiga en Subsuperficie

La Fatiga en Subsuperficie es una forma de desgaste que ocurre después de muchos ciclos de altos esfuerzos de carga flexionando sobre el metal. Esto causa grietas en la subsuperficie del metal, que luego se propagan hacia la superficie resultando en la remoción de un pedazo de metal de la superficie.

Comienza coninclusiones o defectos en el metal del rodamiento debajo de la superficie. Se forman micro-grietas en la subsuperficie debido a la repetición por largo tiempo de cargas y esfuerzos cíclicos (500 000 psi) causando una deformación elástica (flexión) del metal. Esto es típico en los elementos y pistas de los rodamientos, dientes de engranajes, y todo lo que opere en un régimen de lubricaciónelastohidrodinámica (EHD). El esfuerzo de contacto está concentrado en un punto por debajo de la superficie del metal. 

Estas micro-grietas normalmente se propagan hacia la superficie lo que eventualmente resulta en el desprendimiento de material o delaminación. Aparecen como daños a la superficie o desgaste (grandes picaduras) conocidas como desconchado. Otros términos usados para fatiga en lasubsuperficie son hojuelas, pelado y picaduras mecánicas. Si existe una película de lubricante gruesa donde no haya contacto metal-metal, la superficie no se desgasta. La fatiga de superficie no es una preocupación común si se utilizan metales de buena calidad en la fabricación de rodamientos. La mayoría fallará primero por otros mecanismos que por fatiga de la subsuperficie. 

La falla por fatiga dela subsuperficie es el resultado de un rodamiento operando fuera del alcance de sus condiciones normales basadas en carga, velocidad y espesor de la película lubricante a las cuales está expuesto. El factor de vida por fatiga de un rodamiento L10 es el tiempo promedio (en horas o ciclos) para que falle el 10 porciento de un juego de rodamientos idénticos bajo ciertas condiciones. Un estimado delL10 puede ser calculado, si se suministra el valor nominal de vida de un rodamiento.

 
Fatiga Iniciada en Superficie

Esta comienza con la reducción del régimen de lubricación y una pérdida de la película normal de lubricante. La película de lubricante disminuye de fluida a límite o mixta. Entonces ocurre el contacto el metal-metal o una fricción por deslizamiento. Se genera daño sobre la...