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tribología se deriva del termino griego tribos, el cual significa ‘frotamiento o rozamiento’, así que el significado de la palabra puede ser ‘la ciencia del rozamiento’. ...

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TRIBOLOGIA La palabra tribología se deriva del termino griego tribos, el cual significa ‘frotamiento o rozamiento’, así que el significado de la palabra puede ser ‘la ciencia del rozamiento’. Es la ciencia y la aplicación de los principios de fricción, lubricación y desgaste. También se puede definir como la ciencia y la tecnología que estudia la interacción de las superficies en movimiento relativo. Es una ciencia interdisciplinaria basada en el conocimiento y experiencia de diferentes campos tales como la ingeniería mecánica, ciencia e ingeniería de los materiales, química e ingeniería química. La tribología involucra: 

Fricción: se define como la resistencia al movimiento durante el deslizamiento o rodamiento que experimenta un cuerpo sólido al moverse sobre otro con el cual está en contacto. Esta resistencia al movimiento depende de las características de las superficies. Una teoría explica la resistencia por la interacción entre puntos de contacto y la penetración de las asperezas. Existen dos tipos principales de fricción: fricción estática y fricción dinámica. La fricción no es una propiedad del material, es una respuesta integral del sistema. 1. Fuerza de fricción estático: Es aquella que impide que un objeto inicie un movimiento y es igual a la fuerza neta aplicada sobre el cuerpo, solo que con sentido opuesto. El roce estático es siempre menor o igual al coeficiente de roce entre los dos objetos (número que se mide experimentalmente y está tabulado) multiplicado por la fuerza normal.

2. Fuerza de fricción dinámica: Es aquella que aparece cuando un objeto se desliza sobre otro; la superficie de contacto hace una fricción opuesta hacia donde estemos hablando, dependiendo del material de las superficies varia la fricción un objeto liso casi no presenta fricción.

Existen tres leyes de la fricción: 1. La fuerza de fricción es proporcional a la carga normal. 2. La fuerza de fricción es independiente de la aparente área de contacto entre las superficies deslizantes. 3. La fuerza de fricción es independiente a la velocidad de deslizamiento.

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Coeficientes de rozamiento de algunas sustancias: Vincula la oposición al deslizamiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto según la intensidad del apoyo mutuo que experimentan. Es un coeficiente adimensional. Usualmente se representa con la letra griega μ Es característico de cada par de materiales en contacto; no es una propiedad intrínseca de un material. Depende además de muchos factores como la temperatura, el acabado de las superficies, la velocidad relativa entre las superficies, etc. La naturaleza de este tipo de fuerza está ligada a las interacciones de las partículas microscópicas de las dos superficies implicadas. Por ejemplo, hielo sobre una lámina de acero pulido tiene un coeficiente bajo; mientras que el caucho sobre el pavimento tiene un coeficiente alto. El coeficiente de fricción puede tomar valores desde casi cero hasta no sobrepasar la unidad.

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Desgaste: es el daño de la superficie por remoción de material de una o ambas superficies sólidas en movimiento relativo. Es un proceso en el cual las capas superficiales de un sólido se rompen o se desprenden de la superficie. Al igual que la fricción, el desgaste no es solamente una propiedad del material, es una respuesta integral del sistema. Los análisis de los sistemas han demostrado que 75 % de las fallas mecánicas se deben al desgaste de las superficies en rozamiento. Se deduce fácilmente que para aumentar la vida útil de un equipo se debe disminuir el desgaste al mínimo posible. 1. Desgaste por adherencia: es el proceso por el cual se transfiere material de una a otra superficie durante su movimiento relativo como resultado de soldadura en frío debido a las grandes presiones existentes entre las asperezas; en algunos casos parte del material desprendido regresa a su superficie original o se libera en forma de virutas o rebaba. Existen pruebas de este tipo en las que se emplea una máquina de perno o esfera en disco. 2. Desgaste por abrasión: es el daño por la acción de partículas sólidas presentes en la zona del rozamiento. 3. Desgaste por ludimiento: aparece como resultado del movimiento oscilatorio de dos superficies en contacto, como sucede en máquinas donde existe vibración entre las partes.

4. Desgaste por fatiga: surge por concentración de tensiones mayores a las que puede soportar el material. Incluye las dislocaciones, formación de cavidades y grietas. 5. Desgaste por erosión: es producido por una corriente de partículas abrasivas, muy común en turbinas de gas, tubos de escape y de motores. 6. Desgaste por corrosión: ocasionado principalmente por la acción del oxígeno (dioxígeno) atmosférico o disuelto en el lubricante, sobre las superficies en movimiento. 7. Desgaste de impacto: son las deformaciones producidas por golpes y que producen una erosión en el material.

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Lubricación: el uso de un fluido para minimizar la fricción y el desgaste. Consiste en la introducción de una capa intermedia de un material ajeno entre las superficies en movimiento. Estos materiales intermedios se denominan lubricantes y su función es disminuir la fricción y el desgaste. El término lubricante es muy general, y puede estar en cualquier estado material: líquido, sólido, gaseoso e incluso semisólido o pastoso. 1. Líquidos: Son los de uso más frecuente y los que se basan en fracciones de petróleo refinado o en fluidos sintéticos. Los lubricantes líquidos de petróleo son los de uso más extenso, debido a su adaptabilidad general a la mayoría de los equipos existentes o por su disponibilidad a un costo moderado. 

Fluidos sintéticos: aquellos que han sido obtenidos exclusivamente por síntesis en laboratorio en lugar de utilizar productos extraídos del petróleo u otras sustancias naturales. Son aceites de coste elevado normalmente destinados a la lubricación de motores y máquinas de alta prestación.

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Fluidos resistentes al fuego

2. Solidos: es una película delgada constituida por sólido o una combinación de sólidos introducida entre dos superficies en rozamiento con el fin de modificar la fricción y el desgaste y pueden ser:  

Lubricantes sólidos no ligados:

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Lubricantes sólidos ligados:

3. Gases: empleados como lubricantes en aplicaciones especiales. Los cojinetes lubricados con aire pueden funcionar a altas velocidades, pero deben tener bajas cargas. Un ejemplo de lubricación por aire son las Fresas de los dentistas. 4. Aceites: Una grasa es un lubricante semifluido generalmente a partir de aceites minerales y agentes especiales (tradicionalmente jabón o arcilla), que permite retener el lubricante en los sitios donde se aplica. Las grasas protegen efectivamente las superficies de la contaminación externa, sin embargo, son más difíciles de aplicar una máquina cuando está en operación. Tipos de lubricación:

Estos últimos años la tribología ha ido ganando importancia en el campo del conformado de chapa metálica ya que tiene en cuenta los efectos del movimiento así como la interacción entre el material de la chapa, el lubricante y la herramienta o el material de revestimiento durante el proceso de conformado....