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domingo, 19 de septiembre de 2010

TRIBOLOGÍA: Factores que Condicionan la Fricción.

*Carga: Es un factor que no se puede controlar porque hace parte de todo mecanismo. Está constituida por su propio peso y por la fuerza que éste imparte o transmite.


*Naturaleza de los materiales: Dependiendo de la estructura molecular, dos cuerpos presentan mayor y menor fricción.



*Acabado Superficial: Entre mas ásperas sean las superficies, mayor es la fricción. Esta disminuye con el grado de pulimento que presenten. Esencialmente, existen dos tipos de rugusidades.


De asperezas agudas: Causadas por la falta de exactitud de la máquina herramienta y la falta de rigidez entre la herramienta y la pieza mecanizada.



De asperezas dentadas: Causadas por ligeras fallas en la herramienta de corte y por la naturaleza del metal mecanizado.

Durante el mecanizado de las superficies, bien por la herramienta de corte o por abrasión por muela, la estructura cristalina de las piezas queda profundamente modificada, bajo la influencia de la presión (6,867 X 10^9 N/m^2), de la herramienta sobre el área de trabajo y por las temperaturas locales superiores a 1.300 °C.

El trabajo de la herramienta y las altas temperaturas que se presenta en combinación con el oxígeno del aire, destruyen o fragmentan los critales del metal, originan óxidos y nitruros, que producen la formación de una capa superficial de carácter amorfo, el cual modifica superficialmente las características del metal trabajado.
Según las profundidades de pasada, de los avances y de la velocidad de la herramienta de corte, la superficie queda abierta por estrías desiguales.

Con todo esto, se puede deducir que la superficie de un metal es siempre el lugar más deteriorado del conjunto de una pieza. Algunas veces está de tal modo desfigurada que es imposible definir el metal por su superficie. Es una zona aparte que separa la masa del ambiente y se encuentra dividida del interior hacia el exterior en las siguientes capas:

-Capa de estructura cristalina intacta, pero accesible a los esfuerzos de rozamiento. (2 X 10^(-5) a 5 X 10^(-4) µm).

-Capa de estructura cristalina desfigurada (5 a 25 µm).

-Capa de estructura cristalina casi destruida (0,1 a 5 µm).

-Capa absorbida (2Å a 80 Å; 1Å = 10^(-10)m.

-Geometría de los cuerpos. Un cuerpo esférico o cilíndrico se desplaza más fácilmente que una superficie plana al moverse sobre otra.

-Tolerancia entre las piezas. Una tolerancia inadecuada (mayor o menor que la requerida) incrementa la fricción.

-Temperatura de funcionamiento. Dilata las superficies, aumentando considerablemente la fricción.

-Adehesión. La presión y la temperatura soportadas por dos superficies son tales que una gran parte de éstas chocan entre sí, causando su rotura.

-Arado. Se presenta cuando una de las superficies en movimiento relativo presenta una o varias salientes, las cuales producen una acanaladura en el elemento opuesto con desprendimiento de material.

-Lubricación.
Cualquier película lubricante apropiada interpuesta entre dos superficies disminuye la fricción.

26 comentarios:

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  2. ...viaje interestelar aceleración constante (fricción molecular)... eso es la Fricción en primera y última instancia, interacción de fuerzas electromagnéticas entre moléculas. La malla de electrones orbitales que las recubre hace que, si están separadas, al chocar de forma natural hasta una determinada fuerza las moléculas reboten, si se induce un choque más violento de ese límite las moléculas alteran su composición y hay transformaciones químicas (hidrógeno + oxígeno + llama → agua). La Tierra vista desde Júpiter, la Luna parece unida pero al acercarse Tierra y Luna son ínfimas en comparación con el inmenso espacio vacío que las separa. Eso es la Materia: sobre todo espacio vacío, moléculas con sus átomos de núcleos atómicos con sus protones y posibles neutrones, por aquí, unos electrones en órbita por allá, y las Fuerzas Electromagnéticas actuando a través del relativo inmenso espacio vacío. Fricción entre dos objetos = fuerzas electromagnéticas entre las mallas de electrones orbitales de sus moléculas.

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    1. Fricción entre dos objetos = fuerzas electromagnéticas (fotones) entre las mallas de electrones orbitales de los átomos de sus moléculas.

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  3. ...viaje interestelar aceleración constante (marina ola fantasma)... se formarían, además de suma olas pequeñas, por la Cizalladura entre Dos Fuertes Corrientes Marinas que de repente cambian de dirección Enfrentándose, la fricción entre moléculas de corrientes de agua que chocan de frente provoca el súbito alzamiento de la rarísima ola fantasma aun hasta 30 mts de altura, detectadas ya por satélites. Fricción contra fondo costa, ola normal y de tsunami; fricción de cizalladura entre corrientes oceánicas, Ola Fantasma pared de agua que aparece en el frente de colisión y desaparece a continuación naufragando, con fuerza max al romper la ola, barcos enormes (München) "sin explicación"... Remolinos oceánicos más o menos extensos y rápidos hay muchos, si uno se desplaza y choca con otro, no importa como giren, en algún punto sus corrientes colisionarán de frente. Habría que poder detectar esas repentinas corrientes de agua enfrentadas y avisar con antelación a navegación.

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  5. ...viaje interestelar aceleración constante (Tierra dentro de 500 M de años)... al principio el Sol fusionando su Hidrógeno, temperatura suya, cuanto + H fusiona, + Helio se produce que al ser más pesado se va concentrando en el centro aumentando densidad, presión y temperatura del núcleo, más presión y temperatura provoca aumento fusión de H y fuerza expansiva, para no aplastarse por la mayor contracción gravitatoria de un núcleo cada vez más denso la estrella empieza cada vez a fusionar más H que antes acelerando su fin, aumentando así progresivamente su temperatura durante unos miles de millones de años casi hasta el fin del H en el núcleo que implosiona y empieza a los 10^8 ºC a fusionar el He: fuerte convección turbulenta que deshace la hasta ahora ordenada atmósfera terminando la etapa de gigante roja... y entonces ya otra historia...antes durante la secuencia principal con el paso del tiempo el Sol cada vez a + ºC...

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    1. ...Venus que en los primeros 2000 Millones de años era como la Tierra un volcánico aspirante quizá con océanos a jardín paraíso, que no podía ser por su lento girar y por tanto débil campo magnético insuficiente protector del viento solar, que recibe asfixiante temperatura y se convierte en el sulfúrico infierno actual... Dentro de 500 Millones de años el Sol fusionando más H y más brillante luminosidad, muy alta temperatura en Tierra, extremas sequías o inundaciones, unos millones de años más y agua que se evapora, gran aumento de vapor de agua atmosférico con su efecto invernadero, más y más temperatura y vapor/calor, cada vez menos plantas y menos oxígeno, fin de la vida... Para entonces Humanidad ya con Enorme Progreso Científico-Tecnológico que es exponencial: cuanto más se progresa más rápido se progresa, para Emigrar donde quiera: a los Exo-planetas, o también dentro de 5500 Millones de años aquí mismo en el Sistema Solar a la para entonces alejada franja habitable "ricitos de oro"...

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    2. (2)...viaje interestelar aceleración constante (Tierra dentro de 500 M de años)... (Momento lineal = masa x velocidad). (Momento angular = momento lineal x distancia al eje de giro)... (con el paso del tiempo el Sol cada vez a + ºC)... Pero si... ir Alejando Progresivamente la Tierra del Sol para mantenerla siempre dentro de la franja habitable "ricitos de oro". Ej. quizás... "cuidadosamente" (cuidado también con la Luna) frenando a un asteroide que en su perihelio pase cerca de la Tierra en su misma dirección de rotación alrededor del Sol, pasando al asteroide de orbitar Sol a orbitar Tierra, cada vez que el asteroide pase en su ya perigeo en elíptica órbita cerca y por delante del avance de la Tierra en su traslación le da un leve tirón gravitatorio en su misma dirección de giro alrededor del Sol, aumentando así levemente en cada paso la velocidad de traslación de la Tierra y aumentando su momento angular, también si lentamente con el tiempo el asteroide fuera disminuyendo su radio medio orbital el momento ang. que pierde lo gana la Tierra (cada vez que un satélite hace la reentrada en la misma dirección de traslación hace lo mismo sumándole su momento angular a la Tierra de forma insignificante por su escasa masa) y la Tierra se alejaría algo del Sol hasta llegar a su nueva órbita estable acorde con su ya mayor momento angular y así durante millones de años... Los 2 grandes Planetas helados: Urano y Neptuno no se formaron en sus alejadas órbitas del Sol actuales, porque a esa distancia no había "material de construcción" suficiente para formar sus descomunales tamaños. Se formaron más cerca del Sol y después se fueron alejando ganando momento angular hasta sus alejadas órbitas actuales, ¿por qué?... Los 4 estaban más cerca entre sí que hoy... los 2 gigantes Júpiter y Saturno desplazaron gravitacionalmente a los 2 helados hasta donde están hoy.

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    3. Libro "El Asteroide del Fin del Mundo"

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    4. ...Tractor-Gravitatorio: componiendo un satélite de Agua en órbita. Astronautas ensamblan una *estructura inicial* que tan pequeña y ligera de Ángulos Metálicos unidos con Tornillos, después rellenándola con Globos vacíos de "1 mt" hechos de kevlar, grafeno, fibra de carbono, y ya atados en su sitio LLenándolos de AGUA desde una nave-espacial cisterna. Colocando esa primera formación ya en su adecuada órbita... Y por fuera ir poco a poco Atando entre sí en sus orejetas y LLenando más y más Globos "hasta que se quiera" formando una figura de Globos como un "racimo de uvas", ir Atornillando y sacando desde la *estructura inicial* hacia el exterior siempre más Listones de Ángulos Metálicos para instalar como superficie final una Plataforma donde "aterrizar", empujar con un cohete, etc. Si alguna vez el "racimo" se viniera contra la Tierra, en la reentrada con el calor se sueltan los "miles" de Globos, se separan y se les funde el hielo más fácilmente.

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    5. ...frenando a un asteroide (el método más expeditivo: colocar "las nucleares" muy cerca de la superficie... "Boom!", en el Espacio, al no haber aire, lo único que le llega es la radiación que volatiliza el material del punto de impacto produciendo un chorro a reacción que cambia su órbita)... (libro "El Asteroide del Fin del Mundo)

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    7. (moviendo asteroides: pag. 135-138)

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  7. ...viaje interestelar aceleración constante (el motor)... a Popa de la Nave la "tobera" un rectángulo estrecho en forma de *Doble U* de Tubo al Vacío "x" diámetro y "plastificado" por dentro amortigua el espantoso ruido. Alineado con el eje longitudinal de la Nave el Ramal Recto de Impulsión: un *Tubo* rodeado de Bobinas Electromagnéticas, un Cañón Electromagnético de alimentación continua que impulsa a gran velocidad cual fluido "Una Miríada" de Bolas de Acero de "1 cm" que luego vuelven a inercia por el otro Ramal de simple retorno de las *U* (¿rodeadas por Bobinas secundarias de repulsión impiden roce bolas/tubo?) (en vez de Tubo al Vacío, ¿sin Bolas y lleno de algún Líquido Metalizado?) para entrar de nuevo al Cañón indefinidamente: ◄Impulso a reacción con recuperación. Nada se pierde, "solo" hace falta mucha energía eléctrica en la Nave: un generador nuclear. Motor de Aceleración Constante.

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  9. (3)...viaje interestelar aceleración constante (el motor)... a Popa de la Nave Espacial las "toberas" unos rectángulos estrechos en forma de *Doble U* de Tubos al Vacío de "x" diámetro para Cada Motor: Alineado con el eje longitudinal de la Nave el Ramal Recto de Impulsión: un Cañón Electromagnético de alimentación continua que Impulsa a gran velocidad a un Collar (como en un rodamiento, pero el Collar de Bolas sigue la forma en *Doble U*) de pesadas Bolas Ferromagnéticas Sueltas: ◄1º Impulso a reacción→☺☺☺☺... que van por Vía MAGLEV en el lateral exterior del *Tubo*, cada Bola del Collar ☺, Separada de las demás, luego sigue a inercia por el otro Ramal de Retorno donde por MAGLEV ahora va Frenando y por ello Transfiere su Momento Lineal hacia Proa como ◄2º Impulso, para entrar siempre a la misma velocidad lenta de nuevo al Cañón indefinidamente: Recuperación. Nada se pierde, "solo" hace falta mucha energía eléctrica en la Nave: capturar para un generador de fusión nuclear el H, 1 átomo/m³, que hay en el Espacio. (Transformadores gra-y- anti-gravitatorios apartarían los objetos ligeros de la Trayectoria de la Nave y la Trayectoria de la Nave de los objetos pesados, para velocidad hiperlumínica: cada átomo ya no es una bala).

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  10. (a falta de Confinamiento Magnético...) en Confinamiento Mecánico: cada Cilindro▄Imán lleva en la superficie en su circunferencia 8 Rodamientos, 1 cada 45º, que lo guían rodando por el interior del *Tubo*.

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