Brinelling / b r ɪ n ə l ɪ ŋ / es la permanente indentación de una superficie dura. Lleva el nombre de la escala de dureza Brinell., en el que se empuja una pequeña bola contra una superficie dura a un nivel de fuerza preestablecido, y la profundidad y el diámetro de la marca indican la dureza Brinell de la superficie. Brinelling es una deformación plástica permanente de una superficie y generalmente ocurre mientras dos superficies en contacto están estacionarias (como los elementos rodantes y la pista de rodadura de un cojinete) y se ha excedido el límite elástico del material. El brote es indeseable, ya que las partes a menudo se aparean con otras partes muy próximas. Las hendiduras muy pequeñas pueden conducir rápidamente a un funcionamiento inadecuado, como traqueteo o vibración excesiva, lo que a su vez puede acelerar otras formas de desgaste , como el desconchado y , en última instancia, la falla del rodamiento.
Introducción
Brinelling es una falla de la superficie del material causada por la tensión de contacto de Hertz que excede el límite del material. Suele ocurrir en situaciones en las que se distribuye una fuerza de carga significativa sobre una superficie relativamente pequeña. El brinellismo generalmente resulta de una carga de impacto pesada o repetida, ya sea mientras está parado o durante la rotación, aunque también puede ser causado por una sola aplicación de una fuerza mayor que el límite del material.
El brinellismo puede ser causado por una carga pesada que descansa sobre un cojinete fijo durante un período prolongado. El resultado es una abolladura permanente o "marca de Brinell". Las marcas Brinell a menudo aparecer en patrones uniformemente espaciados a lo largo del cojinete carreras , se asemeja a los elementos primarios del cojinete, tales como filas de líneas indentadas para agujas rodamientos de rodillos o de agujas o muescas redondeadas en rodamientos de bolas . Es una causa común de fallas en los rodamientos de rodillos y pérdida de precarga en uniones atornilladas cuando no se usa una arandela endurecida. [1] Por ejemplo, el brote se produce en las ruedas cuando los rodamientos de bolas dentro del cabezal giratorio producen ranuras en la tapa dura, lo que degrada el rendimiento al aumentar la fuerza de giro requerida.
Evitar el daño por brote
Los ingenieros pueden utilizar la dureza Brinell de los materiales en sus cálculos para evitar este modo de falla. La capacidad de carga estática de un rodamiento de elemento rodante se define para evitar este tipo de falla. Aumentar el número de elementos puede proporcionar una mejor distribución de la carga, por lo que los rodamientos destinados a una gran carga pueden tener muchas bolas o utilizar agujas en su lugar. Esto disminuye las posibilidades de que se produzca un brote, pero aumenta la fricción y otros factores. Sin embargo, aunque los rodamientos de bolas y de rodillos funcionan bien para cargas radiales y de empuje, a menudo son propensos a deformarse cuando se experimentan cargas de impacto muy altas, cargas laterales o vibraciones. Los cojinetes de Babbitt o los casquillos de bronce se utilizan a menudo en lugar de los cojinetes de rodillos en aplicaciones donde existen tales cargas, como en los cigüeñales de los automóviles o en las poleas de las poleas , para disminuir la posibilidad de que se produzcan brotes al distribuir la fuerza en una superficie muy grande.
Una causa común de brote es el uso de procedimientos de instalación inadecuados. El brineling ocurre a menudo al presionar los rodamientos en los orificios o en los ejes. Por lo general, se debe tener cuidado para garantizar que se aplique presión a la pista de rodamiento adecuada para evitar transferir la presión de una pista a otra a través de las bolas o los rodillos. Si se aplica fuerza de presión a la carrera incorrecta, se pueden producir brotes en una o ambas carreras. El acto de presionar o sujetar también puede dejar marcas de Brinell, especialmente si el tornillo de banco o la prensa tienen mordazas dentadas o superficies rugosas. Las placas de prensado planas se utilizan a menudo en el prensado de cojinetes, mientras que las cubiertas de mordazas de cobre blando, latón o aluminio se utilizan a menudo en las prensas para ayudar a evitar que las marcas de Brinell se introduzcan en la pieza de trabajo. [2]
Brinell falso
Un tipo de daño de apariencia similar se llama falsa brida y es causado por desgaste por rozamiento . Esto ocurre cuando los cuerpos en contacto vibran entre sí en presencia de cargas muy pequeñas, lo que empuja el lubricante fuera del área de la superficie de contacto, mientras que el conjunto de cojinetes no puede moverse lo suficiente (o girar lo suficiente) para redistribuir el lubricante desplazado. El resultado es una superficie finamente pulida que se asemeja a una marca Brinell, pero que no ha deformado permanentemente ninguna de las superficies de contacto. Este tipo de falsa formación de salmuera ocurre generalmente en los rodamientos durante el transporte, entre el momento de la fabricación y la instalación. Las superficies pulidas a menudo se confunden con brillos, aunque no existe ningún daño real en el rodamiento. La falsa salmuera desaparecerá después de un breve período de funcionamiento. [1]
El desgaste por fricción también puede ocurrir durante la operación, causando hendiduras más profundas. Esto ocurre cuando se forman pequeñas vibraciones en el eje giratorio y se sincronizan armónicamente con la velocidad de rotación, provocando oscilaciones circulares en el eje. La oscilación hace que el eje se mueva en precesión , y la sincronización de la velocidad de rotación hace que las bolas o los rodillos entren en contacto con las pistas solo cuando están en posiciones similares. Esto forma marcas de desgaste causadas por el contacto con los cojinetes y las pistas en áreas específicas, pero no en otras, dejando un patrón de desgaste desigual que se asemeja a un brote. Sin embargo, las marcas suelen ser demasiado anchas y no coinciden exactamente con la forma del rodamiento, por lo que este tipo de desgaste se puede diferenciar de las verdaderas marcas. [1]