Fatiga superficial
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Fatiga Superficial. El desgaste por el mecanismo de fatiga es el resultado de esfuerzos cíclicos entre las asperezas de dos superficies en contacto. El coeficiente de fricción es factor determinante, ya que al estar las superficies lubricadas la adhesión es mínima, pero en sistemas con altos coeficientes de fricción, tendremos zonas de intensa deformación muy cercanas a la superficie, creando grietas superficiales y sub-superficiales.
La teoría del desgaste por fatiga superficial fue planteada por Kragelski en 1952 y ha sido desarrollada por él y sus colaboradores.
De acuerdo al estado tensional - deformacional de las capas superficiales se distinguen dos tipos de desgaste por fatiga: Desgaste por fatiga de alto número de ciclos y desgaste por fatiga de bajo número de ciclos.
Sumario
Clasificaciones del desgaste por fatiga
Desgaste por fatiga de alto número de ciclos.
Se produce cuando las capas superficiales de los cuerpos en contacto están deformadas elásticamente.
El número de ciclos que lleva a la producción de partículas de desgaste se conoce como "número de ciclos crítico- elástico" (nE).
La tensión friccional t f se determina según la siguiente expresión:
t f = b f Pr
ß - Coeficiente que se toma igual a:
b = 2 materiales de alta elasticidad.
b = 3 materiales frágiles.
El exponente de la curva de fatiga (t) de pende del tipo de material.
La intensidad lineal del desgaste varia en el rango de
Ih = 10-13 - 10-7; la densidad de energía aparente
e* = 109 - 106 N-m/mm3; el número de ciclos para la fatiga
nk= 105 - 108.
Desgaste por fatiga de bajo número de ciclos
Se presenta cuando se producen deformaciones plásticas en las asperezas en contacto. Este tipo de desgaste esta presente en la mayoría de los elementos de máquinas y se hace mas evidente durante el periodo de asentamiento.
El número de ciclos a los cuales surge la fatiga plástica se calcula según: La deformación unitaria a tracción (Et) se obtiene de los diagramas tensión - deformación para 5 % de elongación. La deformación unitaria producto de la fricción (Ef) se calcula:
Ef = C f tg q donde C = 0.01 - 0.05; y q = 5 - 10° ángulo de inclinación de las asperezas.
Los parámetros que caracterizan este tipo de desgaste son:
Ih = 10-7 - 10-5.
e* = 106 - 104 N-m/mm3.
np = 10² - 104.
Un tipo de desgaste por fatiga superficial muy difundido en las transmisiones dentadas (engranes); cojinetes de rodamiento; levas; etc. se conoce con el nombre de "picadura".
Enlaces Externos
Fuentes
- Martínez, P.F. 1996. La tribología, ciencia y técnica para el mantenimiento, Limusa
- Rabinowicz, E. 1995. Friction and Wear of Materials. Second edition. John Wiley & Sons.
