¿Cómo prevenir la falla por fatiga de las piezas de la máquina?
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- 2021/6/23
Resumen
Cuando una pieza de la máquina falla por fatiga, puede afectar el funcionamiento normal de la máquina e incluso causar fallas. Este artículo presentará específicamente métodos para evitar fallas por fatiga de las piezas de la máquina.
Cuando se trabaja con máquinas o equipos, debemos ser conscientes de que sus partes están sujetas a cargas cíclicas o variables que pueden provocar una falla por fatiga. En este momento, necesitamos saber las razones de la falla por fatiga de las siguientes partes de la máquina y las medidas preventivas en el proceso de diseño.
La falla por fatiga puede surgir debido a las siguientes causas
(1) Presencia de irregularidades o discontinuidades internas.
(2) Irregularidades resultantes de los propios procesos de mecanizado de piezas.
(3) Tipo de geometría de pieza. Esto afectará la velocidad a la que se propagarán las grietas.
(4)Influencia ambiental: fatiga térmica y fatiga por corrosión.
(5) La presencia de una pequeña fisura en una pieza también puede provocar fatiga prematura. Los extremos de la grieta son puntos donde se acumula tensión, lo que amplifica el efecto de las cargas cíclicas o variables. Las cargas cíclicas provocan un estado de tensión interior que hará crecer la fisura en sus extremos ya que es en esos puntos donde más se concentra la tensión. En consecuencia, la fisura crecerá cada vez más hasta que se produzca su súbito fallo.
Precaución
1. Primero, es necesario tener en cuenta que cualquier variación en las partes de la máquina son regiones especiales donde se concentrará el estrés, lo que afectará la resistencia a la fatiga de la máquina.
2. La geometría de una pieza también afectará la velocidad a la que se propagará la fisura. Un diseño que favorezca la aparición de áreas de concentración de tensiones, cambios de sección transversal, presencia de chaveteros, orificios o esquinas insertadas, permitirá que se desarrolle antes una fisura.
3. El diseño también tiene una influencia significativa en la falla por fatiga. Cualquier discontinuidad geométrica actúa como concentrador de tensiones y puede convertirse en el punto de origen de una fisura por fatiga. Cuanto más pronunciada es la discontinuidad, más severa es la acumulación de tensiones.
4. Evitar las irregularidades estructurales o revisar el diseño, eliminando los cambios bruscos a lo largo de los bordes que conducen a bordes cuadrados conducirá a una mayor resistencia a la fatiga.
5. Las dimensiones de la pieza también influyen; aumentar su tamaño da como resultado un límite de fatiga más bajo.
6.Mejore el acabado de la superficie mediante el pulido, para evitar pequeños rayones o surcos que aparecen en la superficie de una pieza debido al corte.
7. Endurecimiento de la superficie mediante procesos de carburación y nitruración en los que un componente se expone a una atmósfera rica en carbono o nitrógeno a altas temperaturas. Esta capa suele tener 1 mm de profundidad y es más dura que el material del núcleo.
8. El estrés fluctuante o cíclico es otro aspecto a tener en cuenta. Sus cargas actúan durante un gran número de ciclos antes de que se produzca la rotura, siendo uno de los principales parámetros presentes en la resistencia a la fatiga de los materiales.
9. Una tensión de tracción intermedia empeora el comportamiento relacionado con la fatiga en los metales, ya que ensancha la fisura. Por el contrario, la tensión de compresión lo mejora.
10.Aumentar el rendimiento por medio de la tensión de compresión residual en una capa superficial delgada. El efecto general es que se reduce la probabilidad de nucleación de grietas y falla por fatiga.
Al diseñar piezas de máquinas, podemos aumentar su resistencia a la fatiga, de modo que no fallen fácilmente debido a altas temperaturas o cargas pesadas, lo que afectará el efecto operativo de la máquina. Si desea obtener más información relacionada con las piezas de la máquina después de revisar el contenido anterior, puede contactarnos para obtener soluciones más detalladas.
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