Estudio experimental de la interacción sólido-líquido y la generación de partículas de desgaste esféricas en fisuras abiertas por FCR
El daño por fatiga de contacto que involucra la formación y desprendimiento de fragmentos de la superficie en forma de “escamas” es una de las principales causas de degradación y falla en elementos sometidos a movimiento relativo de rodadura, tales como dientes de engranajes, componentes de cojin...
Guardado en:
| Autor principal: | |
|---|---|
| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2016
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/3178 |
| Aporte de: |
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Materiales Resistencia de materiales Fisuras Partículas esféricas Desgaste Urrestarazu, Adrian Matias Estudio experimental de la interacción sólido-líquido y la generación de partículas de desgaste esféricas en fisuras abiertas por FCR |
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El daño por fatiga de contacto que involucra la formación y desprendimiento de
fragmentos de la superficie en forma de “escamas” es una de las principales causas de
degradación y falla en elementos sometidos a movimiento relativo de rodadura, tales como
dientes de engranajes, componentes de cojinetes rodantes, árboles de levas, rieles de
ferrocarril, etc. Este modo de daño llamado “fatiga de contacto por rodadura” ó por sus siglas
“FCR” (en inglés “rollingcontact fatigue” ó “RCF”) es fenomenológicamente complejo, y su
comprensión realizaría un gran aporte al área de la tribología. Además, la generación de
partículas de desgaste de forma esférica es asociada a los fenómenos de FCR.
En este trabajo de tesis se estudia el comportamiento de diferentes materiales sometidos a
fatiga por rodadura de contacto. Esto involucra el análisis de penetración de diferentes fluidos
en fisuras pre-existentesy el estudio de las partículas de desgaste esféricas generadas durante
el mencionado proceso tribológico.
Con este propósito se realizaron ensayos en un tribómetro de contacto lineal y otro de
contacto puntual. Los ensayos lineales fueron realizados con materiales de contacto
rueda/pista de SAE 4140/SAE 4140 y SAE 4140/CAMPLO 2005 T3 con cuatro lubricantes
diferentes. Los lubricantes utilizados fueron glicerina pura, agua pura, y dos disoluciones de
la glicerina con agua al 75% y 50%en peso. Los lubricantes fueron mezclados con una
pequeña cantidad de elementos trazadores para ser reconocidos dentro de la fisura mediante
análisis de composición química puntual. Asimismo, los ensayos de contacto puntual se
realizaron sobre rodamientos comerciales tipo crapodina, con pista de SAE 52100 y bolillas
de Nitruro de Silicio (Si3N4). Como lubricante se utilizó vaselina líquida, libre de aditivos.
Por otra parte, las condiciones de contacto fueron modeladas mediante teorías termoelastohidrodinamicas
TEHD, para conocer principalmente la distribución de presión sobre la superficie y el espesor de película lubricante generado en las diferentes condiciones de
contacto.
Los resultados obtenidos en ensayos de FCR con contacto lineal en probetas de aleación de
base aluminio muestran que en el rango de velocidad y presión de contacto aplicados, la
penetración fluido lubricante dentro de las fisuras no depende de la viscosidad del fluido (en
un rango de 8x10-4 a 5.9x10-1Pa.s) y que el mecanismo produce una notable cantidad de
partículas esféricas de desgaste en el interior de las fisuras.
Por otra parte, en los ensayos de contacto puntualse forman partículas de desgaste esféricas
cuyos elementos componentes están relacionados con el estado de las superficies de rodadura.
Al desarrollarse fisuras por RCF aparecenpartículas esféricas con hierro, oxígeno y cromo.
Globalmente, los resultados de esta tesis permiten concluir que la nueva metodología
propuesta para el análisis de penetración de líquido en diferentes condiciones de ensayo,
permite identificar experimentalmente el comportamiento de las fisuras por FCR para
diferentes materiales y condiciones.Además, las conclusiones alcanzadas en este estudio
representan un aporte al conocimiento tecnológico del área de mantenimiento predictivo
facilitando la toma de decisiones respecto de acciones que prevengan la falla prematura severa
en equipos industriales. |
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Quinzani, Lidia María |
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Quinzani, Lidia María Urrestarazu, Adrian Matias |
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tesis doctoral |
| author |
Urrestarazu, Adrian Matias |
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