• Author / Uploaded
• sdquinterop

Citation preview

Universidad Nacional de Colombia Proyecto de Desgaste Ingeniería de materiales Juan Sebastián Castillo Figueroa 234809 Sebastián David Quintero Pineda 25471706 Norberto Galvis Agudelo 25471662 José Ricardo Humberto Balaguera 264836 Resumen-



Abstract-

I.

Introducción

En la industria automovilística, uno de los aspectos importantes a tener en cuenta es el sistema de frenos hidráulico. A medida que el vehículo aumenta su kilometraje, las pastillas de freno y el disco de freno pueden verse afectadas de diversas maneras. Uno de los factores que requiere principal atención es el desgaste. En este proyecto se desea analizar algunos tipos de desgaste como lo son el desgaste abrasivo y el desgaste adhesivo siguiendo las normas ASTM G65-04 y ASTM G83-96 respectivamente.





III.

Analizar el comportamiento que tiene el disco dependiendo de los diferentes materiales de los que este compuesto la pastilla de freno. Analizar el comportamiento que tienen las pastillas de freno respecto al desgaste con el disco de freno. Poder dar un análisis sobre que material en las pastillas de freno se comporta de la mejor manera frente al desgaste causado por el disco y poder determinar cuál de estos tendría una mayor vida útil.

Desarrollo de Contenido A. 

II. Objetivos Objetivo general Realizar ensayos de desgaste a dos tipos de pastillas de freno simulando una situación real, es decir, con apoyo del disco de freno.

Objetivos específicos 

Comparar entre las pastillas de freno cual posee mayor resistencia al desgaste de acuerdo al ensayo realizado.

Marco teórico Desgaste por fatiga de contacto

Se da cuando piezas son sometidas a grandes esfuerzos, las cuales provocan propagación de grietas. Las capas en contacto sufren deformaciones debido a las tensiones superficiales y a la fuerza de fricción, generalmente estos esfuerzos llevan a alteraciones en la estructura cristalina y el tamaño de grano. Una de las fallas por fatiga más conocida en la presentada en rodamientos y ruedas dentadas, debido al picado originado a partir de grietas generadas en el contacto.



Desgaste Abrasivo

Este se presenta cuando existe pérdida de masa debido a la interacción de la superficie con asperezas duras que se mueven a lo largo de la superficie del material. Existen dos tipos de desgaste abrasivo; por desgaste de los cuerpos y desgaste de tres cuerpos. El desgaste por desgaste de los cuerpos es donde una de las superficies contiene “imperfecciones” o rugosidades duras, debido al movimiento relativo entre las piezas se produce perdida de material (Corte, ladrado). El desgaste por desgaste por tres cuerpos es provocado por partículas duras que están presentes entre dos superficies (aceites, agua, etc). Estas superficies tienen un tamaño normalizado para ser consideradas partículas abrasivas (mayor que 10 micrómetros), aunque no solamente depende de esto ya que las condiciones del sistema (ductos, aceites, materiales, geometría) también juegan un papel dentro del mecanismo de abrasión. 

Desgaste por Cavitación

Se presenta generalmente en procesos hidráulicos, debido al flujo de fluidos sobre los materiales por los que pasan. Durante el flujo de un fluido ocurren caídas de presión que pueden llegar a presiones cercanas las del punto de vapor del líquido, lo que lleva a la formación de burbujas. Al transportar estas burbujas y alcanzar sitios de mayores presiones, están burbujas colapsan y general esfuerzos en los sólidos cercanos. Las presiones pueden llegar al orden de GPa, que actúan en intervalos de tiempo muy corto lo cual conlleva a una tasa de deformación muy alta. Este mecanismo de desgaste puede ser controlado con la viscosidad del fluido, y la compresibilidad debido a que estos actúan como disipadores de energía.



Desgaste por adhesión

La adhesión es la formación de enlaces adhesivos entre las interfaces cuando dos superficies son puestas en contacto. El principal factor en la calidad de la adhesión es la interacción de estas superficies, una cantidad de área de contacto apropiada de y las impurezas presentes en el proceso de soldado frio. El desgaste adhesivo se da por concentración de presiones en las asperezas de contacto, estas se deforman plásticamente. El desgaste se lleva a cabo cuando hay desprendimiento de material de una superficie a la otra, la superficie que gano material adquiere una rugosidad mayor lo que lleva al inicio de un desgaste abrasivo. La falla en la pieza se da ya sé porque la franja de adhesión tiene una menor resistencia al corte, produciendo una falla en la adhesión o ya sea porque la superficie de adhesión tiene una resistencia mayor lo que lleva a que uno de los materiales falle y se rasgue. Mientras la fuerza de adhesión dependa del área real de contacto, esta será influenciada por la resistencia de los materiales a la deformación plástica, por el tipo de estructura cristalina y por el número de sistemas de deslizamiento. 

Desgaste erosivo y corrosivo

El desgaste erosivo es un proceso de perdida de material que ocurre de acuerdo al medio en el que este el elemento de máquina, principalmente en el sector minero, petrolero y de turbinas. La filosofía usada para predecir y prevenir el desgaste por erosión se da por métodos de modelación matemática y tienen inconvenientes debido a que sus aplicaciones son muy específicas. El desgaste erosivo es definido por el impacto de partículas sólidas, liquidas o gaseosas, estas partículas pueden actuar en cualquier medio al que sea expuesta

la máquina, Las partículas impactan las superficies a diferentes velocidades y ángulos de incidencia, donde el desgaste se da a través de diferentes mecanismos. Un fenómeno que acompaña generalmente a la erosión es la corrosión. La combinación de estos dos procesos lleva a la degradación acelerada del material, esto tiene efecto económicos muy altos, debido al estacionamiento de la maquina por largos periodos de mantenimiento y reparación. La corrosión puede ser definida como un fenómeno que deteriora un material, por acción química o electroquímica del medio ambiente, asociada o no a esfuerzos mecánicos. 

Desgaste por deslizamiento

El desgaste por deslizamiento es aquel en el cual hay un movimiento relativo entre dos

superficies en contacto con una carga aplicada, este método de desgaste es de los más estudiados en la industria debido a que hay en el interfieren múltiples mecanismos. En el desgaste por deslizamiento están presentes mecanismos de adhesión, formación y crecimiento de grietas subsuperficiales por fatiga y formación de películas superficiales. También ocurre abrasión por microcorte. En el proceso de deslizamiento ocurre una deformación plástica y esta deformación es determinada por la influencia de la carga, la velocidad de aplicación, los intervalos de aplicación y la distancia de deslizamiento. La geometría de contacto también tiene una gran influencia en la deformación del material. El acabado superficial y la presencia de óxidos en el plano de deslizamiento.

IV.

Cronograma

Seman a 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Actividad Aprobación de ensayos de desgaste en el laboratorio Preparación de las probetas para ensayo de desgaste Prueba de desgaste en medio abrasivo Microscopia de la probeta Prueba de desgaste corrosivo Microscopia de la probeta prueba de desgaste oxidativo Microscopia de la probeta espectrometría de masa para cada probeta tabulación de datos Análisis de datos y asesoramiento de la docente

14 15

Preparación del informe Presentación del Proyecto Final

DESARROLLO EXPERIMENTAL

El desarrollo de esta práctica se hace según las normas ASTM G65-04 y ASTM G83-96. 

 



Antes de realizar el ensayo debemos tener en cuenta las características físicas del material (dimensiones, pesos y volúmenes) antes y después de la prueba. La máquina debe estar anclada en una base muy firme y nivelada. En el ensayo de desgaste abrasivo el flujo de arena debe ser constante. La probeta debe estar en contacto uniformemente con el disco durante todo el ensayo.



Para evitar cambios en las propiedades de los materiales debemos tener en cuenta las especificaciones que se mencionan en las normas ya mencionadas.