Tesis:
Vibraciones en adherencia-deslizamiento lubricado. Aplicación a amortiguadores de automóviles
- Autor: ECHAVARRI OTERO, Javier
- Título: Vibraciones en adherencia-deslizamiento lubricado. Aplicación a amortiguadores de automóviles
- Fecha: 2005
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA MECANICA Y DE FABRICACION
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: BAUTISTA PAZ, Emilio
- Resumen: Esta tesis se ha desarrollado en la División de Ingeniería de Máquinas perteneciente a la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid y ha sido promovida y financiada por Repsol-YPF, interesado en disponer de una herramienta de predicción del comportamiento de sus lubricantes en amortiguadores comerciales, con el fin de desarrollar lubricantes en los que no aparezca ruido de adherencia-deslizamiento. En un sistema amortiguador hay contactos tribológicos que pueden introducir vibraciones en el sistema, en ciertas condiciones de funcionamiento. Una elevada fricción en estos contactos puede generar vibraciones de adherencia-deslizamiento y ruidos muy molestos. No existe suficiente información sobre cómo se producen estos fenómenos y no hay pruebas específicas, entre los múltiples ensayos que se realizan a los amortiguadores antes de su comercialización. En la tesis se expone inicialmente el comportamiento de los contactos en seco, para conocer cómo se produce el fenómeno de adherencia-deslizamiento y cómo se enfoca su estudio en los precedentes estudiados. El mejor conocimiento de las causas de este fenómeno y de la posibilidad de aparición en algunos sistemas, tiene como fin discernir cuáles de los ruidos producidos en amortiguadores son debidos a una fricción inadecuada, así como estudiar la influencia que en tales ruidos corresponde al lubricante y la achacable a los diseños de los amortiguadores. De los diferentes tipos de contactos en los amortiguadores comerciales, es el vástago en su movimiento en contacto lubricado con el retén el principal agente que puede producir adherencia-deslizamiento, con sucesivos periodos de adherencia y de despegue del labio del retén al vástago. El estudio se realiza mediante esquematización de los elementos involucrados (vástago, labio del retén y cuerpo del amortiguador) y se presenta un modelo de comportamiento aplicable a cualquier caso de movimiento del vástago de un amortiguador hidráulico. La fuerza de fricción en el contacto entre vástago y retén se modeliza mediante la curva de Stribeck. Se estudia por una parte la curva base de la fuerza transmitida y por otro la fuerza de rizado que se superpone a la anterior para conocer la posibilidad de aparición de adherencia-deslizamiento en el movimiento del vástago del amortiguador. Para un caso general, el resultado se compone de tres tramos de comportamiento diferenciado, correspondientes al recorrido del vástago entre dos puntos de velocidad cero: zona inicial, zona media y zona final. Además se analiza la posibilidad de cambio de tramo de comportamiento durante el deslizamiento dado por la curva de Stribeck, así como el efecto que produce. Para que el modelo sea fácilmente aplicable, se trabaja en la zona media de movimiento del vástago, en la que puede asumirse que éste tiene una velocidad constante. Esta zona se emplea para caracterizar las propiedades fundamentales del lubricante a partir de unos ensayos simples. Por otra parte, mediante ensayos del labio del retén o del conjunto del amortiguador sin aceite pueden extraerse las características fundamentales del amortiguador que intervienen en el fenómeno. Con estos dos tipos de datos (del aceite y del amortiguador), se puede aplicar el modelo propuesto, para predecir el comportamiento frente a adherencia-deslizamiento de una pareja de amortiguador y aceite. Se puede prever el intervalo de velocidad en que se produce, su amplitud y su frecuencia. El modelo está validado experimentalmente mediante el empleo de diferentes lubricantes, comprobándose los resultados medidos en ellos y los previstos por el modelo. Como consecuencia, se exponen finalmente las principales aportaciones de la tesis y las líneas de investigación propuestas para el futuro.