martes, 16 de octubre de 2018
Desarrollo:
La realización de ensayos específicos de fatiga, aplicados a situaciones particulares, permiten incrementar la capacidad de predicción hasta un límite habitual para las ciencias mecánicas y elevar la fiabilidad y seguridad de servicio.
Sin embargo, la infraestructura necesaria para la realización de estos ensayos, resulta un patrimonio casi exclusivo de los países más desarrollados, las referencias encontradas sobre el tema, resultan escasas y provienen en su mayoría, de Estados Unidos y otros países de Europa Occidental, los cuales precisamente, marcan pauta en materia de investigación sobre engranajes y lideran su producción global.
En Cuba no se tiene referencia de que exista en estos momentos ningún centro o institución dedicada a esta actividad, o que cuenten con las instalaciones necesarias para su realización. Tampoco ha sido posible acceder a publicaciones realizadas por autores cubanos, donde se expongan resultados obtenidos en la realización de ensayos en engranajes.
Una valoración completa y precisa de cualquier falla en engranajes, requiere un conocimiento previo de los modos básicos de fallas propios de estos elementos, sus causas y posibles soluciones. Con el objetivo de profundizar al respecto, se consultaron varios artículos dedicados a este tema.
Generalmente, las fallas principales de los dientes en engranajes, tienen un carácter de fatiga, como consecuencia de la acción periódica de la carga, dada la entrada sucesiva del diente en ciclos de trabajo y vacío. El deterioro de los dientes se manifiesta con aumento del nivel de ruido y sobrecalentamiento de la transmisión.
Existen múltiples factores que pueden incidir en el desencadenamiento de fallas en los sistemas de transmisión por engranajes, los cuales resultan necesario conocer, para poder controlar sus efectos negativos sobre estos fenómenos.
Uno de los métodos más racionales para el estudio de la lubricación, el desgaste, y las formas de destrucción de los contactos metálicos lubricados altamente cargados, consiste en la simulación del contacto real empleando máquinas especialmente construidas para este fin.
Precisamente todas las instalaciones experimentales para estos estudios se basaron en la simulación del contacto de las transmisiones dentadas. Los primeros trabajos experimentales en la lubricación de los engranajes, estaban encaminados, fundamentalmente, hacia la determinación de su influencia en las transmisiones, sin entrar a analizar los aspectos relacionados con los fenómenos locales de las superficies lubricadas; algunos de estos trabajos se señalan en las referencias.
Al surgir la teoría de Martín sobre la lubricación hidrodinámica en los engranajes y su desarrollo posterior sobre la base de los conceptos elasto-hidrodinámicos, se realizaron una serie de trabajos experimentales para dar respuestas a la contradicción existente entre la alta eficiencia observada en las transmisiones por engranajes y el pequeño espesor de la película lubricante que predecía dicha teoría.
En el año 1940, Beek, Givens y Smith utilizaron la máquina de cuatro bolas para la investigación de las propiedades de capa límite de lubricante. En 1949, Mckee, Swindells, White y Wayne diseñaron una máquina de simulación, que denominaron SAE, formada por dos cilindros en contacto rotados a diferentes velocidades bajo carga, provocando condiciones de deslizamiento-rodadura típicas de los engranajes, para medir el desgaste de los rodillos.
Con las máquinas de ensayo del tipo engranaje, se consigue una reproducción más fiable de las condiciones de servicio reales. Generalmente son del tipo de potencia circulante bajo el principio conocido como Four Square.
La opinión general de la industria apunta hacia la tendencia del empleo de máquinas de ensayo tipo engranajes, pues la correlación con el comportamiento real en servicio, ha sido mejor utilizando engranajes como especímenes de ensayo.
Los especímenes de ensayo pueden ser engranajes reales cuya forma, dimensiones y material pueden estar normalizados para la evaluación de lubricantes, pero pueden ser alterados para evaluar específicamente determinados requerimientos de servicio que se deseen.
las máquinas de potencia circulante, también es utilizada para evaluar el comportamiento de engranajes a la fatiga por flexión, montados en parejas y sometidos a una carga previamente establecida, se hacen girar engranados entre sí, a velocidades preferiblemente inferiores a las 1000 rpm para detener la máquina y evitar que se dañe, cuando ocurra la falla. Como en esta configuración los engranajes trabajan en rotación, el reto principal estriba en diseñar ensayos, donde no ocurran modos de fallas indeseados (picadura, agarramiento), lo cual requiere controlar las características constructivas de los engranajes y la propia metodología de ensayo, debiendo atenuarse los elementos que propicien la aparición de fallas no deseadas, antes de que se cumpla el número de ciclos requeridos. Esta constituye la principal desventaja que poseen estas máquinas, aunque los resultados alcanzados son más precisos que los obtenidos en los ensayos sobre diente único, especialmente si se eliminan o minimiza la influencia de otros modos de fallas sobre el ensayo.
La irregularidad en el funcionamiento del sistema de frenado y las vibraciones y sacudidas producidas durante el mismo son consecuencia directa del fenómeno stick-slip.
Este fenómeno se produce cuando dos objetos en contacto deslizan y se adhieren, de forma alternativa, debido a un cambio en la magnitud del coeficiente de fricción, ya que de González Ursueguía, Fernando Reconversión de Banco de Ensayo de Engranajes Memoria 12 forma general, el coeficiente de fricción estático es mayor que el coeficiente de fricción dinámico.
Una forma sencilla de modelizar el fenómeno stick-slip aplicado a los frenos de disco se lleva a cabo mediante un sistema simplificado de un grado de libertad con amortiguamiento, que desliza sobre una plataforma móvil.
