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DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN DE DESLIZAMIENTO
PARA ALGUNOS MATERIALES DE USO COMÚN EN INGENIERÍA MEDIANTE
EL MÉTODO DE LAS OSCILACIONES ARMÓNICAS

LUISA FERNANDA ESPITIA DELGADO

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
INGENIERÍA MECÁNICA
PEREIRA - RISARALDA
2013

DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN DE DESLIZAMIENTO
PARA ALGUNOS MATERIALES DE USO COMÚN EN INGENIERÍAMEDIANTE
EL MÉTODO DE LAS OSCILACIONES ARMÓNICAS

LUISA FERNANDA ESPITIA DELGADO

Trabajo de grado para optar al título de Ingeniera Mecánica

Director:
M.Sc. EDISON HENAO CASTAÑEDA

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
INGENIERÍA MECÁNICA
PEREIRA - RISARALDA
2013

Nota de aceptación

Firma del presidente del jurado

Firma del jurado

Pereira, Julio 12 de 2013

"El verdaderoconocimiento tiene que salir del interior de cada uno. No puede ser
impuesto por otros. Sólo el conocimiento que llega desde adentro es el verdadero
conocimiento."
Sócrates
Gracias a todas las personas que me dieron su apoyo para la realización de este
trabajo, sus enseñanzas y todos los momentos de inspiración y satisfacción por
aprender, por último agradezco a mi familia y a Ricardo por surespaldo y
comprensión durante todo este proceso
Muchas Gracias
Luisa Fernanda Espitia Delgado

AGRADECIMIENTOS

-

Especial agradecimiento al ingeniero M. Sc. Edison Henao Castañeda por
sus enseñanzas, guía, paciencia, dedicación, esfuerzo, inversión, ánimo,
éste trabajo de grado.

-

A la Universidad Tecnológica de Pereira, Facultad de Ingeniería Mecánica.

-

A nuestrasfamilias por su incondicional apoyo.

-

A nuestros compañeros, profesores y amigos.

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

14

1. CONCEPTOS TEÓRICOS ASOCIADOS

16

1.1 INTRODUCCIÓN A LOS CONCEPTOS GENERALES

16

1.1.1 Fricción

16

1.1.1.1 Fricción estática

17

1.1.1.2 Fricción dinámica

18

1.2 VIBRACIONES MECÁNICAS

18

1.2.1 Oscilaciones armónicas

19

1.2.2Tipos de oscilador

22

1.2.2.1 Oscilador Armónico sin Pérdidas

22

1.2.2.2 Oscilador Armónico Amortiguado

22

1.2.2.3 Oscilador Sobreamortiguado

24

1.2.2.4 Oscilador con Amortiguamiento Crítico

25

1.2.2.5 Oscilador con Amortiguamiento Débil

25

1.3 PROCEDIMIENTOS UTILIZADOS PARA DETERMINAR LA FRICCIÓN
DINÁMICA

26

1.3.1 Determinación del coeficiente derozamiento dinámico entre madera y
aluminio

26

1.3.2 Investigación experimental de la fricción dinámica en una interfaz madera
sobre madera
27
1.3.3 Determinación experimental del coeficiente de fricción dinámico suelo-metal
en un suelo Ferralítico rojo
28
1.3.4 Determinación del coeficiente de fricción dinámica a partir de oscilaciones
armónicas
29
1.4 EQUIPOS UTILIZADOS PARA DETERMINAR LAFRICCIÓN DINÁMICA

33

1.4.1 PARAM MXD-01

33

1.4.2 Equipo tipo PIN-ON-DISK

34

1.4.3 Sistema de bola sobre disco (BALL ON DISK)

35

1.5 METALES DE USO COMÚN EN INGENIERÍA

36

1.5.1 Metales

37

2. DISEÑO DEL PROTOTIPO

39

2.1 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DEL MÓDELO

39

2.1.1 Posibles disposiciones de la transmisión de movimiento

39

2.2 Parámetros inícialesPARA EL dimensionamiento del prototipo

41

2.2.1 Barra

42

2.2.2 Relación de período, velocidad de giro de las poleas y Amplitud de la
oscilación (A)

44

2.2.3 Polea de soporte

48

2.2.4 Selección del motor, análisis de las relaciones de transmisión y número de
escalones
49
2.2.4.1 Selección del motor

50

2.2.4.2 Análisis de las relaciones de transmisión

502.2.4.3 Número de escalones

51

2.2.5 Diseño de elementos a construir

52

2.2.5.1 Diseño de los árboles de transmisión

52

2.2.5.2 Cálculo de la velocidad de rotación de los árboles

54

2.2.5.3 Cálculo del par de torsión y el diámetro previo de los ejes

55

2.2.5.4 Cálculo de la transmisión por cadena

57

2.2.5.5 Diseño de la transmisión por engranajes helicoidales

59...