Ensayo de Desgaste

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

INGENIERÍA EN ROBÓTICA INDUSTRIAL

ENSAYE DE MATERIALES

PRÁCTICA #8 ENSAYO DE DESGASTE

PROF: M. EN C. JOSÉ RUBÉN AGUILAR SÁNCHEZ

GARCÍA VERA IRWIN MARTÍN

3RM2

Ensaye de Materiales

Practica #4 Ensayo de Desgaste

INDICE I.- OBJETIVO…………………………………………………………...…………………3

II.- JUSTIFICACION…………………………………………………….………….……4

III.- EQUIPO UTILIZADO……………………………………………….………..………5

IV.- METODOLOGÍA…………………………………………………………...….…….11

V.- DATOS OBTENIDOS……………………………

……………………...………14

VI.- CALCULOS, RESULTADOS Y GRÁFICAS……………………………………19

VII.- CONCLUSIONES……………………………………………………………….…25

VIII.- FUENTES DE INFORMACIÓN………………………………………………….26

ANEXO I.- COTIZACIÓN MAQUINA DE DESGASTE………………………………27

ANEXO II.- COTIZACIÓN DEL ENSAYO DE DESGASTE...…………………..….. 28

ANEXO III.- NORMA DEL ESNSAYO DE DESCASTE…………………………….29

Laboratorio Ensaye de Materiales

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I.- OBJETIVO.

 Realizar un ensayo de desgaste a una probeta de bronce fosforado de 50mm de diámetro por 11mm de espesor.


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II.- JUSTIFICACIÓN.



La tribología, ciencia que estudia los desgastes en la máquina, como la cuantificación de la maquina.



Con ella conoceremos la durabilidad y la resistencia que tendrá el concreto para la fabricación de losas, estructuras simples o estructuras que requieran que la resistencia del concreto sea la adecuada para ellas.



La selección de un material y procedimientos de prueba requieren análisis de las condiciones reales de servicio que obligan al ingeniero a obtener el material que resiste ese desgaste.



Se usan en métodos como medir la cantidad de partículas de acero en el aceite de un equipo.


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III.- EQUIPO UTILIZADO MÁQUINA DE DESGASTE POR ABRASIÓN MARCA: AMSLER

VISTA FRONTAL MAQUINA DE DESGASTE.


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VISTA LATERAL IZQUIERDA MAQUINA DE DESGASTE


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ELEMENTOS PRINCIPALES DE LA MÁQUINA DE DESGASTE.


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INDICADOR DE DEFORMACIÓN

Cronometro de celular Marca: Motorola Modelo: C113A

CELULAR C113A

Probeta de bronce fosforado SAE-65 de 50mm de diámetro por 11mm de espesor, con barreno en el centro de 16 mm de diámetro.

Probeta


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Arena sílica

Aceite Bital 2


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Termómetro electrónico Marca: RadioShack

TERMOMETRO ELECTRONICO


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IV.- METODOLOGÍA. 1.- La práctica se dio inicio cuando el profesor nos dio las medidas de la siguiente probeta la cual mostramos a continuación:

PROBETA

2.-La probeta es la misma que se utilizó en los ensayos de dureza solo que se tuvo que hacer un barreno de 16 mm de diámetro en el centro, como se muestra en la vista 1. 3.- Como ya se tenía la probeta de durezas solo se procedió a realizar el barreno, el barreno lo realizo un compañero del equipo por lo que no tuvo un costo monetario. 4.- Nuestro equipo fue asignado por el profesor para comprar la arena sílica (1 Kg) para todos los equipos con un costo de $30.00. 4.- lo siguiente fue conseguir el aceite especificado por el profesor que fue bital 2 el cual tuvo un costo de $50.00.


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5.- Teniendo la probeta totalmente acabada, la tierra sílica y el aceite indicado esperamos la aceptación del maestro para poder planear el día y la hora en la que íbamos hacer el ensayo, el profesor acepto y el día que planeamos fue el viernes 30 de octubre del año en curso a las 13:00 horas, todos los integrantes del equipo fueron avisados con anticipación para no tener problema a la hora de entrar al laboratorio ya que si algún integrante no acudiera tendríamos problemas con el profesor y con el equipo. Previamente el profesor que nos da a la hora de laboratorio nos explico cuales eran las partes principales de la máquina de desgaste. 6.- Además de que nos dio el procedimiento que se tiene que seguir para hacer este tipo de ensayo el cual es el siguiente: Procedimiento para un ensayo de compresión. a) Seleccionar el material (bronce fosforado SAE-65) b) Verificar que no tenga defectos superficiales como ralladuras de herramienta, golpes, nudos, aceite, grasas, etc. c) Pesar la probeta para obtener masa inicial. d) Medir la probeta con ayuda del integrador para obtener medidas iníciales. e) Montar la probeta en el carro porta probetas. f) Imprimirle una carga de 15 Kg con el tornillo. g) Preparar el tambor de autográficas, colocando y ajustando el papel por medio de cinta adhesiva. h) Colocar la plumilla o lápiz en el porta plumillas i) Comenzar el ensayo con 5 minutos en seco a una frecuencia baja de 1410 r.p.m. j) Aplicar durante 5 minutos a la probeta el lubricante. k) Aplicar durante 5 minutos arena sílica. Laboratorio Ensaye de Materiales

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l) Aplicar durante 3 minutos petróleo para limpiar la probeta. m) Ya limpia la probeta se remueve del porta probetas y se mite el diámetro final de con ayuda del integrador. n) Se pesa para obtener la masa perdida. 7.- Después de cómo saber cuál es el procedimiento que se tiene que hacer para este tipo de ensaye empezamos a desarrollarlo. 8.- Realizamos el ensayo conforme el procedimiento indicado tomando datos en cada minuto que duro la prueba. Mientras realizábamos la practica nos percatamos que el tambor graficador no funcionaba ya que lo había dañado el equipo anterior que realizo el ensayo. 10.- Ya terminado el ensayo se midió la probeta para obtener las medidas finales. 11.- A la salida del laboratorio nos reunimos para ponernos de acuerdo y pesar la probeta, intercambiar datos para el reporte, ya que se entrega como limite el día viernes 7 de Octubre de 2009 a las 22:00 horas.

APLICANDO ACEITE


APLICANDO ARENA SÍLICA

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V.- DATOS OBTENIDOS. PROPIEDADES DE BRONCE FOSFORADO SAE-65

Proporciones en peso (%) Aleación Cobre Zinc Plomo Estaño Aluminio Hierro Níquel Otros %

%

%

Bronce 86-90 0-4 fosforado

%

%

%

%

%

7-11



Densidad: 8,90 g / cm3.



Punto de fusión: 830 a 1020 ºC



Coeficiente de temperatura: 0,0006 K-1



Resistividad eléctrica: 14 a 16 µOhm/cm



Coeficiente de expansión térmica: entre 20 y 100 ºC ---> 17,00 x 10-6 K-1



Conductividad térmica a 23 ºC : 42 a 50 W m-1


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PROPIEDADES DE ACEITE BITAL 2 Temperatura de fusión

>300° C

Temperatura de inflamación

220 a 225 °C

Gravedad especifica a 15.6°C

0.884 a0.886

Velocidad de evaporación

Insignificante

Presión de vapor (mm Hg 20°C)

<0.1mmhg

Explosividad Inferior

ND

Superior Temperatura de fusión

ND NA

Temperatura de auto ignición

ND

Peso molecular

ND

Estado físico

Liquido translucido

Color

Naranja, ámbar

Olor

Similar al del petróleo

Solubilidad en agua

Insoluble

% de volatilidad

ND


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PROPIEDADES ARENA SÍLICA La arena sílica es un material cuyo rango granulométrico va de 1/16 a 2 mm. De diámetro y está compuesta químicamente y exclusivamente por bióxido de Silicio (SiO2 esta es la fórmula química). Sirve para la fabricación de ladrillos refractarios, para elaborar moldes para fabricar piezas de fundición, para la fabricación de vidrio, también de resinas resistentes al desgaste, etc.

Probeta abrasiva fabricada de.

Acero AISI d2 Dureza 63 HRC


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Datos Obtenidos durante el Ensayo

Tiempo Torque 0 0 SECO 1 12 2 9 3 10 4 12 5 16 ACEITE BITAL 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 ARENA 11 11 12 11 13 12 14 11 15 14 PETROLEO 16 22 17 21 18 27

Cuenta Integrador ciclos 0 74943

Temperatura 24

2,11 3,8 5,46 7,28 9,43

74966 74990 75013 75036 75059

24,6 25,3 26,8 26,6 26,6

11,27 11,91 14,7 16,43 18,15

75082 75105 75129 75151 75175

26,6 26,6 27 26,4 26,6

20,07 21,75 23,51 25,24 27,04

75198 75221 75244 75267 75291

27,4 28,2 28,3 29,6 30

30,08 33,14 36,3

75314 75337 75361

27,4 26,4 25,8


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Tacómetro con tambor centesimal (inicial)

129.84

Tacómetro con tambor centesimal (final)

129.77

Diámetro calculado de la probeta

157.0796

(41.3 x Tacómetro con tambor centesimal)/100 Diámetro inicial calculado de la probeta

53.62

Diámetro inicial calculado de la probeta

53.59

Peso inicial 190 gr Peso final 191.5gr


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VI.- CALCULOS, RESULTADOS Y GRÁFICAS. Diámetro inicial de la probeta

Diámetro final de la probeta

Peso real inicial W= 191.5g = 0.1915Kg.

Peso real final W= 190g = 0.190Kg.


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Volumen inicial de la probeta

Donde: r = radio h = altura (

) (

)

(

) (

)

Volumen final de la probeta

Donde: r = radio h = altura

Peso inicial calculado

Donde: δ = Peso específico del bronce V = Volumen de la probeta. (


)(

)

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Peso final calculado

Donde: δ = Peso específico del bronce V = Volumen de la probeta. (

)(

)

Área total Área de contacto x revolución (1.7278x

) x (418)

Área total = 0.72


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GRAFICAS


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VII.- CONCLUSIONES.



El ensayo de desgaste se realizo satisfactoriamente con una pérdida de masa () y una reducción de diámetro de ().



En los cinco minutos de ensayo de desgaste abrasivo con aceite Bital núm. 2 fue menor la perdida por la viscosidad del aceite, ya que esto provocaba que la probeta no tuviera un contacto directo con la probeta abrasiva.



En los cinco minutos de ensayo con arena sílica se provocó un mayor desgaste por que había una mayor área de contacto con la probeta abrasiva como con los granos de aren.


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VII.- FUENTES DE INFORMACION.

 Laboratorio de ciencia de materiales Ciencia de los materiales II

 Normas ASTM

 MARKS Manual del Ingeniero Mecánico Theodore Baumeister, Eugene A. Avallone, Theodore Baumeister III Mc. Graw Hill Octava Edición (Segunda edición en español) 1981 Pag. 6-123 a 6-129

 Apuntes Ciencia de los Materiales M. en C. José Rubén Aguilar Sánchez


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ANEXO I COTIZACIÓN DELA MAQUINA PARA ENSAYOS DE TENSIÓN. Útiles y Máquinas Industriales, S. A. Ensayo de universal: 4500 euros El modelo de máquina universal vertical de prueba de la fricción y del desgaste MMW1A, se diseña para desarrollar todas las clases de aceite hidráulico del grado medio y alto y para evaluar la máquina de prueba de la inspección, y el uso y la función es similares a la prueba de múltiples funciones de FALEX No. 6 y a la máquina de prueba de medición. Esta máquina es máquina de prueba estándar para evaluar el carácter antiusura para la grasa o el aceite de la lubricación con ASTM D 4172-82, ASTM D 2266-81. Y también está el aparato estándar para el aceite de evaluación, con el lubricante hidráulico, el carácter antifricción en petróleo general y la corporación de la industria de la química. Con XBE34007-87. el método antedicho se utiliza cuatro pares de la fricción de la bola que miden el carácter antiusura relativo para el agente de la lubricación bajo condición de prueba especial. Es ampliamente utilizado en desarrollar productos derivados del petróleo hidráulicos antiusuras.

Avda. de Madrid, 43 28850 Torrejón de Ardoz Tel.: 902 10 70 20 916 78 46 48/49 Fax: 916 78 43 66 (MADRID) [email protected] http://www.umi.es/pdf/ESTATICA%20SERIE%20EH.pdf Laboratorio Ensaye de Materiales

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ANEXO II NORMA DEL ENSAYO DE desgaste ANEXO II COTIZACIÓN ENSAYO DE desgaste 

COTIZACION

ENSAYO DE DESGASTE$/(86,77) Código

: NTP ISO 7765-1:1998

Título

: PLASTICOS. Películas y laminados. Determinación de la resistencia al desgaste por el método del dardo de caída libre. Parte 1: Métodos de escalera. 1a ed.

Comité

: CTN 014: Envases y Embalajes. Envase de plástico flexibles utilizado en alimentos

Resumen

: Especifica métodos para la determinación de la energía que ocasiona la ruptura (falla) de películas y láminas de plástico de menos de 1 mm de espesor bajo determinadas condiciones de impacto de un dardo de caída libre desde una altura determinada, que da

I.C.S.

: 83.140.10

Precio

: S/. 27,98

Código

: NTP ISO 7767-2:1978

Título

: PLASTICOS. Películas y laminados. Determinación de la resistencia al desgaste abrasivo.Parte 2: Ensayo de perforación instrumental. 1a.ed.

Comité

: CTN 014: Envases y Embalajes. Envase de plástico flexibles utilizado en alimentos


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ANEXO III NORMA ENSAYO DE DESGASTE AISI G-65 ALCANCE Estos métodos de prueba cubren procedimientos de laboratorio para determinar la resistencia de materiales metálicos a la abrasión. La intención de este procedimiento es de proporcionar los datos que van a colocar los materiales según su resistencia a la abrasión bajo un especificado grupo de condiciones.


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