1. TRIBOLOGIA

2. INTRODUCCIÓN A LA TRIBOLOGIA
COMO CIENCIA
 DEFINICION.
 HISTORIA.
 LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA.

3. DEFINICIÓN:
 La palabra Tribología se deriva del término
griego “tribos”, el cual puede entenderse
como "frotamiento o rozamiento", así que la
traducción literal de la palabra podría ser, "la
ciencia del frotamiento".
 Los diccionarios definen a la Tribología como
la ciencia y tecnología que estudia la
interacción de las superficies en movimiento
relativo, así como los temas y prácticas
relacionadas.

4. HISTORIA:
 En sí, la Tribología podría parecer algo nuevo, pero solamente
el término como tal lo es, ya que el interés en temas
relacionados con la disciplina existe desde antes de que la
historia se escribiera.
 El término Tribología viene usándose desde finales del siglo
XX y hoy en día es usado universalmente para la ciencia que
estudia la interacción entre superficies en contacto y en
movimiento así como los problemas que surgen relacionados
con ellos: fricción, adhesión, desgaste y lubricación
 Para entender a la tribología se requiere de conocimientos de
física, de química y de tecnología de materiales
 El objetivo de la Tribología no solo es aminorar las desventajas,
sino que dependiendo de la situación, el objetivo a alcanzar
puede ser distinto:

5. HISTORIA (OBJETIVOS) :
 Mínimo desgaste y mínima fricción:
rodamientos, engranajes, levas…gracias a la lubricación y las
capas de recubrimiento, para conservar y reducir energía,
logrando así movimientos más rápidos y precisos, incrementar
la productividad y reducir el mantenimiento.
 Mínimo desgaste y máxima fricción:
frenos, embragues, neumáticos…con materiales resistentes al
desgaste.
 Máximo desgaste y mínima fricción:
lápices, deposición de lubricantes sólidos mediante
deslizamiento.
 Máxima fricción y máximo desgaste:
borradores.

6. LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA:
 Con la Tribología como ciencia se estudia la fricción y sus
efectos asociados, como el desgaste, tratando de prevenirlos
con mejores diseños y prácticas de lubricación. Toma en
cuenta, entre otros aspectos de la maquinaria industrial, los
siguientes:
 El diseño
 Los materiales de las superficies en
contacto
 El sistema de aplicación del lubricante
 El medio circundante
 Las condiciones de operación

7. LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA (Aplicaciones) :
 Las aplicaciones La Tribología está presente
prácticamente en todas las piezas en
movimiento tales como:
 Embragues
 Frenos
 Engranes o engranajes
 Levas
 Motores eléctricos y de combustión (componentes y funcionamiento)

8. LA TRIBOLOGIA COMO CIENCIA (Aplicaciones) :
 Turbinas
 Compresores
 Extrusión
 Rolado
 Fundición
 Forja
 Procesos de corte (herramientas y fluidos)
 Elementos de almacenamiento magnético
 Prótesis articulares (cuerpo humano)

9. EMBRAGUES:

10. FRENOS:

11. ENGRANES O ENGRANAJES:

12. LEVAS:

13. MOTORES ELÉCTRICOS Y DE COMBUSTIÓN:

14. TURBINAS:

15. COMPRESORES:

16. EXTRUSIÓN:

17. ROLADO:

18. FUNDICIÓN:

19. Fundamentos de la
Tribología :
 En la iteración entre dos superficies aparecen
diversos fenómenos cuyo conocimiento es de
vital importancia. Estos tres fenómenos
fundamentales que aparecen son:
 Contacto y Adhesión
 Fricción
 Desgaste
 Lubricación

20. CONTACTO Y ADHESIÓN:
Dos tipos:
Mecánico.
Fisicoquímicos.

21. FRICCIÓN:
 Por efecto de la aplicación de fuerzas
tangenciales pueden dar lugar a fricción de
deslizamiento y a fricción de rodadura, con la
consiguiente transmisión y disipación de energía.

22. FRICCIÓN:
 Esta resistencia al movimiento depende de:
 La interacción molecular (adhesión) de las
superficies .
 La interacción mecánica entre las partes.
 Hay que distinguir entre dos situaciones:
 FUERZA DE FRICCIÓN ESTÁTICA: La necesaria para iniciar el
movimiento.
Si la fuerza tangencial aplicada es menor a este valor, no
existe movimiento y la fuerza de fricción es igual o mayor a la
tangencial aplicada. (Ver resúmenes manual coeficientes de
fricción) EJEMPLO
 FUERZA DE FRICCIÓN CINÉTICA O DINÁMICA: La necesaria
para mantener el movimiento. De valor menor a la anterior.
EJEMPLO

23. FRICCIÓN:
 LEYES FUNDAMENTALES:
 La fuerza de fricción es proporcional a la carga o
fuerza normal.
F = μ ∙ N
 La fuerza de fricción es independiente del área
aparente de contacto(Aa: área de deslizamiento). Por
esta razón objetos grandes y pequeños del mismo par
de materiales, presentan el mismo coeficiente de
fricción.
 La fuerza de fricción teóricamente es independiente de
la velocidad de deslizamiento (aunque no es así en la
práctica debido a la sensibilidad de los materiales de
fricción a la presión, a la velocidad y a la
temperatura).

24. FRICCIÓN:

25. FUERZA DE FRICCIÓN ESTÁTICA:

26. FUERZA DE FRICCIÓN CINÉTICA O
DINÁMICA:
MATERIAL μS μK
Madera sobre madera 0.7 0.4
Acero sobre acero 0.15 0.09
Metal sobre cuero 0.6 0.5
Madera sobre cuero 0.5 0.4
Caucho sobre concreto, seco 0.9 0.7
húmedo 0.7 0.57

27. FUERZA DE FRICCIÓN CINÉTICA O
DINÁMICA:

28. COLOCAR UN BLOQUE CUYO PESO ES W, SOBRE UNA
SUPERFICIE INCLINADA UN ÁNGULO q, LISA CON
ms = 0 (NULO)
x
x
x
x
q = 0°
q = 5°
q = 15°
q = 25°

29. DESGASTE:
 El desgaste es el daño de la superficie por
remoción de material de una o ambas superficies
sólidas en movimiento relativo.
 Tipos de desgaste según su origen:
 Desgaste por fatiga.
 Desgaste abrasivo.
 Desgaste por erosión.
 Desgaste por corrosión.
 Desgaste por frotación.
 Desgaste adhesivo.

30. DESGASTE POR FATIGA:
Surge por concentración de tensiones mayores a las
que puede soportar el material, incluye las
dislocaciones, formación de cavidades y grietas.

31. DESGASTE ABRASIVO:
Es el daño por la acción de partículas
sólidas presentes en la zona del
rozamiento.

32. DESGASTE POR EROSIÓN:
Es producido por una corriente de partículas
abrasivas, muy común en turbinas de gas,
tubos de escape y de motores.

33. DESGASTE POR CORROSIÓN:
Originado por la influencia del medio ambiente, principalmente
la humedad, seguido de la eliminación por abrasión, fatiga o
erosión, de la capa del compuesto formado. A este grupo
pertenece el Desgaste por oxidación. Ocasionado
principalmente por la acción del oxígeno atmosférico o disuelto
en el lubricante, sobre las superficies en movimiento.

34. DESGASTE POR FROTACIÓN:
Aquí se conjugan las cuatro formas de desgaste, en
este caso los cuerpos en movimiento tienen
movimientos de oscilación de una amplitud menos de
100 μm. Generalmente se da en sistemas
ensamblados.

35. DESGASTE ADHESIVO:
Es el proceso por el cual se transfiere material de una a otra
superficie durante su movimiento relativo, como resultado de
soldado en frío en puntos de interacción de asperezas, en
algunos casos parte del material desprendido regresa a su
superficie original o se libera en forma de virutas o rebaba.

36. LUBRICACIÓN:
Tipos de lubricación.
Lubricantes:
Líquidos.
Sólidos.
Aceites animales, vegetales y de pescado.
Grasas.

37. TIPOS DE LUBRICACIÓN:
 Las superficies pueden estar secas o lubricadas.
Fricción en seco.
Lubricación límite o grasosa.
Lubricación completa o viscosa.
Lubricación incompleta o mixta.

38. FRICCION EN SECO:
 Se dice de las superficies que no cuentan con la
presencia de fluidos o películas contaminantes.
Como ejemplos podemos mencionar la fricción de
las zapatas de freno sobre la rueda de un ferrocarril.

39. LUBRICACIÓN LIMITE O GRASOSA:
 Sucede cuando las superficies en frotamiento están
separadas entre si por una película muy delgada de
lubricante. En este caso, la lubricación depende de la fuerte
adhesión del lubricante al material de las superficies que se
frotan, las capas de lubricante resbalan una sobre la otra, en
lugar de que lo hagan las superficies secas.
Ejemplos: un muñón al arrancar, invertir su sentido de giro o
girar a velocidad muy baja bajo una carga pesada.

40. LUBRICACIÓN COMPLETA O VISCOSA:
 Sucede cuando la lubricación se dispone de modo que
las superficies que se frotan queden separadas por
una película de fluido, y la carga en las superficies
quede por completo soportada por la presión
hidrostática o hidrodinámica de la película.
Ejemplos de lubricación completa son anillos de
lubricación, los cojinetes de empuje del tipo de zapata
pivotada y las chumaceras, los cojinetes que funcionan
en un baño de aceite, los cojinetes hidrostáticos de
aceite, las sustentaciones de aceite y las quicioneras.

41. LUBRICACIÓN INCOMPLETA O MIXTA:
 Se tiene si la carga sobre las superficies que
se frotan es soportada parcialmente por una
película viscosa de fluidos y por otra parte,
por zonas de lubricación límite. La fricción
intermedia entre la de lubricación fluida y la
límite.
Ejemplos: los cojinetes con lubricación de
alimentación por goteo, con empaquetadura
de estopa o de alimentación por mecha, o en
los cojinetes de superficies paralelas.

42. LUBRICANTES:
 LIQUIDOS:
 Son los de uso mas frecuente y los que se basan en
fracciones de petróleo refinado o en fluidos sintéticos. Los
lubricantes líquidos de petróleo son los de uso mas extenso,
debido a su adaptabilidad general a la mayoría de los
equipos existentes o por su disponibilidad a un costo
moderado.
 Fluidos sintéticos:
 Fluidos resistentes al fuego:

43. LUBRICANTES:
 SÓLIDOS:
 Un lubricante sólido 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.
Lubricantes sólidos no ligados:
 Lubricantes sólidos ligados:

44. LUBRICANTES:
 ACEITES ANIMALES, VEGETALES Y DE PESCADO:
 Los aceites grasos se obtienen a partir
de la extracción de los aceites de
muchas fuentes vegetales y de la grasa
de los animales domésticos y también
del pescado. Su característica común se
basa en su estructura química glicérica.

45. LUBRICANTES:
 GRASAS:
 Las grasas lubricantes se forman al
dispersar un agente espesador en un
lubricante liquido. Los jabones son los
espesadores más comunes. Los jabones
se forman por la reacción de grasas
animales o vegetales.

46. BIBLIOGRAFIA:
 Manual del Ingeniero Mecánico.
Editorial: Mc. Graw Hill
Autor: Eugene A. Avallone / Theodore Baumeister III
Págs: Fricción 3.23-3.36
 Tribología.
Editorial: Selección de publicaciones.
Autor: Luis Arizmendi Espuñes.
Consejo superior de Investigaciones Científicas.
 Páginas Web de interés:
 www.roadhouse.es/manual/cap2.PDF
 Fabricantes de lubricantes:
 www.metallube.es
 www.balzers.com.ar/bar/spa/02-applications/01-wear-tribology/
indexW3DnavidW263.php (Efectos tribológicos bajo
el microscopio)

47. FIN