El brote falso es un daño en los rodamientos causado por el roce , con o sin corrosión , [1] que causa huellas que se parecen al brote , pero son causadas por un mecanismo diferente. Pueden producirse falsas vibraciones en rodamientos que actúan bajo pequeñas oscilaciones [2] o vibraciones. [3]
La causa básica de la falsa deformación es que el diseño del rodamiento no tiene un método para la redistribución del lubricante sin un gran movimiento de rotación de todas las superficies del rodamiento en la pista de rodadura. [4] El lubricante se expulsa de una región cargada durante pequeños movimientos oscilatorios y vibraciones donde las superficies de los cojinetes repetidamente no se mueven muy lejos. [5] Sin lubricante, el desgaste aumenta cuando se repiten los pequeños movimientos oscilatorios. Es posible que los residuos de desgaste resultantes se oxiden y formen un compuesto abrasivo que acelera aún más el desgaste.
Mecanismo de acción
En funcionamiento normal, un cojinete de elemento rodante tiene los rodillos y las pistas separados por una fina capa de lubricante, como grasa o aceite . [6] Aunque estos lubricantes normalmente parecen líquidos (no sólidos), a alta presión actúan como sólidos y evitan que el rodamiento y la pista se toquen. [7] [8]
Si se quita el lubricante, los cojinetes y las pistas se pueden tocar directamente. Si bien los cojinetes y las pistas parecen suaves a la vista, son microscópicamente rugosos. Por lo tanto, los puntos altos de cada superficie pueden tocarse, pero los "valles" no. Por tanto, la carga del rodamiento se distribuye sobre un área mucho menor aumentando la tensión de contacto , [9] provocando que las piezas de cada superficie se rompan o se suelden a presión y luego se rompan cuando el rodamiento rueda.
Las piezas rotas también se denominan escombros de desgaste . Los residuos de desgaste son malos porque son relativamente grandes en comparación con el acabado de la superficie circundante y, por lo tanto, crean más regiones de alta tensión de contacto. Peor aún, el acero en los cojinetes ordinarios se puede oxidar ( oxidar ), [10] produciendo un compuesto más abrasivo que acelera el desgaste.
Simulación de falsa salmuera
La simulación de falsos brotes es posible con la ayuda del método de elementos finitos. Para la simulación, se determinan los desplazamientos relativos (deslizamiento) entre el elemento rodante y la pista de rodadura, así como la presión en el contacto rodante. Para la comparación entre la simulación y los experimentos, se utiliza la densidad de trabajo de fricción, que es el producto del coeficiente de fricción, el deslizamiento y la presión local. Los resultados de la simulación se pueden utilizar para determinar los parámetros críticos de la aplicación o para explicar los mecanismos de daño. [11]
Ejemplos de
El falso brinelling fue mencionado por primera vez por Almen en 1937. [12] Almen descubrió que los cojinetes de las ruedas estaban dañados antes de que los clientes los usaran. Además, descubrió que los cojinetes estaban más dañados para el envío de automóviles a larga distancia y que la temporada de envío también influía. El motivo de los rodamientos dañados fueron las micro-oscilaciones [13] que se produjeron debido al envío. Debido a que el daño tiene un aspecto similar al brote, se le llamó falso brote. [14]
Aunque se ha resuelto el problema de la entrega automática, existen muchos ejemplos modernos. Por ejemplo, los generadores o bombas pueden fallar o necesitar servicio, por lo que es común tener una unidad de repuesto cercana que se deja apagada la mayor parte del tiempo pero se pone en servicio cuando es necesario. Sorprendentemente, sin embargo, la vibración de la unidad de operación puede causar fallas en los cojinetes de la unidad que está apagada. Cuando se enciende esa unidad, los cojinetes pueden hacer ruido debido a daños y pueden fallar por completo en unos pocos días o semanas [15] [16] aunque la unidad y sus cojinetes sean nuevos. Las soluciones comunes incluyen: mantener la unidad de repuesto a distancia de la que está encendida y vibrando; ejes rotativos manualmente de las unidades de repuesto de forma regular (por ejemplo, semanal); o cambiar regularmente entre las unidades para que ambas estén en funcionamiento regular (por ejemplo, semanalmente).
Hasta hace poco, los audífonos de bicicleta tendían a sufrir un falso brincos en la posición de dirección "recta", debido a pequeños movimientos causados por la flexión de la horquilla. Los buenos auriculares modernos incorporan un cojinete liso para adaptarse a esta flexión, dejando que la carrera de la bola proporcione un movimiento de rotación puro. [ cita requerida ]
Los cojinetes de las turbinas eólicas modernas a menudo se ven afectados por falsos brillos. Especialmente el cojinete de paso, [17] que se utiliza bajo oscilación, muestra a menudo daños falsos por brillos. [18]
Referencias
- ^ Schwack, Fabian (25 de mayo de 2017). "Análisis de desgaste dependiente del tiempo en aplicaciones de rodamientos oscilantes (Descarga PDF disponible)" . ResearchGate . Consultado el 27 de junio de 2017 .
- ^ Schwack, Fabián; Encuesta, Gerhard. "Vida de servicio de los cojinetes de cuchillas - Problemas enfrentados en la estimación de la vida útil de los cojinetes de cuchillas" . ResearchGate . Consultado el 27 de junio de 2017 .
- ^ Pittroff, Hans (1 de septiembre de 1965). "Corrosión causada por vibraciones con rodamientos estacionarios". Revista de Ingeniería Básica . 87 (3): 713–723. doi : 10.1115 / 1.3650657 . ISSN 0098-2202 .
- ^ Schwack, Fabián; Bader, Norbert; Leckner, Johan; Demaille, Claire; Encuesta, Gerhard (15 de agosto de 2020). "Un estudio de grasas lubricantes en condiciones de cojinetes de paso de aerogeneradores" . Use . 454–455: 203335. doi : 10.1016 / j.wear.2020.203335 . ISSN 0043-1648 .
- ^ Feng, Chen; Maruyama, Taisuke; Saito, Tsuyoshi (2009). "Comportamiento de la película de aceite en condiciones de vibración mínima en contactos de punto EHL". Tribología avanzada . Springer, Berlín, Heidelberg. págs. 42–43. doi : 10.1007 / 978-3-642-03653-8_16 . ISBN 978-3-642-03652-1.
- ^ Maruyama, Taisuke; Saitoh, Tsuyoshi; Yokouchi, Atsushi (4 de mayo de 2017). "Diferencias en los mecanismos de reducción del desgaste por fricción entre lubricación con aceite y grasa". Transacciones de tribología . 60 (3): 497–505. doi : 10.1080 / 10402004.2016.1180469 . ISSN 1040-2004 . S2CID 138588351 .
- ^ Godfrey, Douglas. "Corrosión por trasteo o falso brillo | Desgaste | Ciencia de la superficie" . Scribd . Consultado el 27 de junio de 2017 .
- ^ Errichello, Robert (abril de 2004). "Otra perspectiva: falsa corrosión por roce y brinelling (Descarga PDF disponible)" . Ingeniería de lubricación . 60 : 34–36 . Consultado el 27 de junio de 2017 .
- ^ Tonazzi, D .; Komba, E. Houara; Massi, F .; Le Jeune, G .; Coudert, JB; Maheo, Y .; Berthier, Y. (15 de abril de 2017). "Análisis numérico de la distribución de esfuerzos y deformaciones de contacto para rodamientos oscilantes de alta carga engrasados y no engrasados". Use . XXI Congreso Internacional de Desgaste de Materiales. 376–377, Parte B: 1164–1175. doi : 10.1016 / j.wear.2016.11.037 .
- ^ Tomlinson, GA (1 de julio de 1927). "La oxidación de superficies de acero en contacto" . Actas de la Royal Society of London A: Ciencias matemáticas, físicas y de ingeniería . 115 (771): 472–483. Código Bibliográfico : 1927RSPSA.115..472T . doi : 10.1098 / rspa.1927.0104 . ISSN 1364-5021 .
- ^ Schwack, F .; Prigge, F .; Encuesta, G. (octubre de 2018). "Simulación de elementos finitos y análisis experimental de falsa corrosión por contacto y por contacto". Tribology International . 126 : 352–362. doi : 10.1016 / j.triboint.2018.05.013 . ISSN 0301-679X .
- ^ Almen, JO (1937). "Lubricantes y falso brillo de rodamientos de bolas y rodillos". Ingeniería Mecánica . 59 (6): 415–422.
- ^ Pittroff, Hans (1965). "Corrosión causada por vibraciones con rodamientos estacionarios". Revista de Ingeniería Básica . 87 (3): 713–723. doi : 10.1115 / 1.3650657 .
- ^ Schwack, Fabián; Encuesta, Gerhard. "Vida de servicio de los cojinetes de cuchillas - Problemas enfrentados en la estimación de la vida útil de los cojinetes de cuchillas" . ResearchGate . Consultado el 27 de junio de 2017 .
- ^ Schwack, Fabián (2016). "Comparación de cálculos de vida útil para cojinetes oscilantes considerando el control de paso individual en aerogeneradores" . Journal of Physics: Serie de conferencias . 753 (753): 11. Código bibliográfico : 2016JPhCS.753k2013S . doi : 10.1088 / 1742-6596 / 753/11/112013 .
- ^ Ecotrib (3, 2011 (2011). Los falsos marcas brinelación de parada en los rodamientos de rodillos - Technische Informationsbibliothek (TIB) . Www.tib.eu . ISBN 9783901657382. Consultado el 27 de junio de 2017 .CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
- ^ Stammler, Matthias (marzo de 2015). "Cojinetes de cuchillas: mecanismos de avería y estrategias de prueba" . CWD 2015 : 371–379.
- ^ Schwack, Fabián (2017). "Análisis de desgaste en función del tiempo en rodamientos oscilantes" . STLE (72º).
enlaces externos
- Emerson Bearing imagen de falso Brinelling
- Explicación del husillo de precisión de Brinelling falso
- MRO Today sobre repuestos rotativos
- Estudio de caso, explicación e imágenes del boletín de servicio de US Motors (PDF)