atlas falla de engranajes

Copyright 1999 by GEARTECH, Townsend, MT 59644. All rights are reserved.

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ATLASFALLAS

ENGRANAJES

ATLASFALLAS

ENGRANAJESPor

Robert Errichello


Tipo/Modo Sobrecarga/Fractura Fragil 3.1Definicin Fractura con una rpida propagacin de la grieta sin una preciable deformacin plstica.Morfologa Superficie brillante,plana, granular. Al SEM muestra facetas hendidas o intergranular.Causa La intensidad del esfuerzo o tensin ( tensin y el tamao del desperfecto) excede la tensin de fracturaSolucin Incremetar la dureza del materia. Evitar los desperfectos las cargas de choque. Reducir los esfuezos de

tensin.


Tipo/Modo Sobrecarga/Fractura Ductil 3.2Definicin Fractura por desgarro del metal con apreciable deformacin plstica.Morfologa Superficie gris y fibrosa con labios que indican la tensin. El SEM muestra pequeos hoyos por tensin.Causa Alta Carga, bajo limite elstico, o ambos.Solucin Reducir la carga. Incremetar el lmite elastico del acero.


Tipo/Modo Sobrecarga/Modo de fractura Mixto 3.3Definicin Fractura por hendidura y coalesencia microvoid.Morfologa La superficie muestra caracteristicas de ductilidad y quebradiza.Causa ver Fractura quebradiza y Fractura ductil.Solucin ver Fractura quebradiza y Fractura ductil.


Tipo/Modo Sobrecarga/deformacin plstica/Flujo fro. 3.4.1Definicin Deformacin plstica a una temperatura inferior a la temperatura de recristalizacin del metal.Morfologa Diente con una deforamacin permanente. Causa Alta carga, bajo lmite elstico del acero, o lubricacin inadecuada.Solucin Reducir la carga. Incrementar el limite elstico del acero. Mejorar la lubricacin.


Tipo/Modo Sobrecarga/Deformacin plstica/Flujo caliente. 3.4.2Definicin Desformacin plstica a una temperatura mayor a la temperatura de recristalizacin.Morfologa Deformacin permanente de los dientes cubiertos con oxdo ferroso negro.Causa Sobrecalentamiento. Lubricacin deficiente o falta de lubricante.Solucin Reducir la entreda de calor. Mejorar el enfriamiento. Aumentar el flujo de lubricante.


Tipo/Modo Sobrecarga/Deformacin plstica/Hendidura 3.4.3Definicin Deformacin plstica local de la superficie del diente activo debido a deformacin bajo la supreficie del

dienteMorfologa Abolladuras o marcas esparcidas y superficiales o surcos a lo largo de la lnea de contacto.Causa Material extrao atrapado entre los deintes. Alta tensin debido al impacto de los dientes.Solucin Remover el material extrao. Evitar el impacto en los dientes. Evitar la vibracin y la resonancia.


Tipo/Modo Sobrecarga/Deformacin plstica/Laminacin 3.4.4Definicin Deformacin plstica y desplazamiento del material de la superficie del diente. Morfologa Surcos en la lnea de paso y rebabas en la raz y punta del engranaje motriz. Resalto en la lnea de paso

del engranaje motriz.Causa Alta tensin de contacto. Lubricacin inadecuada.Solucin Reducir la tensin de contacto. Incrementar el lmite elstico del acero. Mejorar la lubricacin.


Tipo/Modo Sobrecargadeformacin plstica/Ondulado(Rippling) 3.4.5Definicin Deformacin periodica como olas en arena, en la superficie de trabajo del diente.Morfologa Apariencia de escama. Los picos de las ondas estn perpendiculares a la direccin del deslizamiento. Causa Deformacin bajo la superficie debido a un alto esfuerzo de contacto y de lubricacin marginal.Solucin Reducir el esfuerzo de contacto. Incrementar la resistencia a la deformacin del acero. Aumentar el

espesor de pelcula del lubricante.


Tipo/Modo Sobrecarga/Deformacin plstica/Camellones 3.4.6Definicin Deformacin de la superficie de trabajo del diente en forma de picos y valles.Morfologa Notorios y pronunciados camellones o resaltes y ranuras en la superficie activa del diente en la direccin

del deslizamiento.

Causa Rallado seguido por pulido.Solucin Use aceites de alta viscosidad anti rallado. Mejore el enfriamiento. Reduzca la carga.


Tipo/Modo Sobrecarga/Deformacin plstica/Deformacin o fluencia de filete de raiz. 3.4.7Definicin Deformacin permanente del diente debido a la deformacin plstica en la raz del diente.Morfologa La deformacin inicial puede no ser visible. Mayor deformacin causa interferencia desde la cabeza del

diente a la raz.Causa El esfuerzo de flexin excede el lmite elstico.Solucin Reducir la tensin de flexin. Incrementar el lmite elstico.


Tipo/Modo Sobrecarga/Deformacin plstica/Interferencia de punta con raz. 3.4.8Definicin Interferencia entre las puntas de un engranaje con la raz de su par.Morfologa Deformacin plstica, adhesin o abrasin de las puntas de un engranaje con la raz de su par.Causa Errores geomtricos. Juego incorrecto entre punta y raz de los engranajes. Corta distancia entre centros.

Solucin mejorar la geometra. Incrementar la presicin. Aumentar la distancia entre centros.


Tipo/Modo Fatiga por flexin/Fatiga Ciclo-bajo 4.1Definicin Fatiga por esfuerzo plastico con una falla a menos de 10.000 ciclos. Morfologa Fractura aspera de la superficie.Causa Altas tensioned de flexin. Baja resistencia o durezaSolucin Reducir los esfuerzos de flexin. Incrementar la resistencia. Usar una micrestructura adecuada.


Tipo/Modo Fatiga por flexin /Fatiga de Ciclo alto Definicin Faitga con una preponderancia de esfuerzos elsticos con una falla en ms de 10.000 ciclos.Morfologa Fractura suave con marcas tipo playa o de trinquete (dientes). SEM puede mostrar estrias.Causa Altos esfuerzos de flexin. Baja resistencia a la fatiga. Solucin Reducir los esfuerzos de flexin. Incrementar la resistencia a la flexin. Usar la microestructura adecuada.


Tipo/Modo Fatiga por flexin/ Alto Ciclo/Fisuras en Filetes de raz 4.2.1Definicin Fatiga a altos ciclos con grietas en el lomo de la raz.

Morfologa Grietas atravez de la base del diente. Se originan en el lomo de la rz en el punto de mxima tensin de flexin.

Causa Altos esfuerzos de flexin. Baja resistencia a la fatiga. Solucin Reducir los esfuerzos de flexin. Incrementar la resistencia a la flexin.


Tipo/Modo Fatiga por flexin/ Altos ciclos/ Fisuras en el perfil 4.2.2Definicin Fatiga por alto ciclo con grietas y fractura en la superficie activa del diente.Morfologa Fractura en el perfila activo. Se roiginan por concentracin de tensiones o desperfecto.Causa Concentracin de tensin por Macropit, desperfecto del material o fracturas preexistentes. Solucin Evitar la concentracin de tensiones, reducir los esfuerzos de contacto. Incrementar la resistencia a la

fatiga.


Tipo/Modo Fatiga por flexin/ Alto Ciclo/ Fisuras en punta de diente 4.2.3Definicin Fatiga por alto ciclo con fractura en todo el diente.Morfologa La fractura se origina al final del diente.Causa Desalineamiento. Concentracin de tensiones, desperfectos, o baja resistenca a la fatiga al final del diente.Solucin Mejorar la alineacin. Evitar la concentracin de tensiones & desperfectos. Incrementar la resistencia a la

fatiga.


Tipo/Modo Fatiga Hertziana/Macropitting 5.1Definicin Grietas y prdida de material en la superficie debido a fatiga, por tensiones ciclicas Hertizianas.Morfologa Hoyos en la superficie de trabajo de los dientes. Grietas en los bordes de los hoyos. Marcas de playa en los

crateres.Causa Alta tensin(esfuerzo) en el contacto. Baja tensin de fatiga. Espesor de pelcula lubricante inadecuada.Solucin Reducir el esfuerzo en la zona de contacto. Incrementar la resistencia a la fatiga. Aumentar el espesor de

pelcula del lubricante.


Tipo/Modo Fatiga Hertziana/Macropitting/Noprogresivo. 5.1.1Definicin Macropits se detienen despues que las asperezas son removidas y la carga es ms uniforme.Morfologa Pits localizados de menos de 1 mm de dimetro. Causa Concentracin de carga en las asperezas mayores.Solucin Autolimitado. Para Prevenir, mejore la presicin y reduzca la rugosidad superficial.


Tipo/Modo Fatiga Hertziana/Macropitting/Progresivo 5.1.2Definicin Los Macropits crecen en tamao y cantidad durante la operacin.Morfologa Hoyos o Pits mayores a 1mm cubren un rea significativa de la superficie activa del diente.Causa Alta tensin de contacto. Baja tensin de fatiga. Pelcula lubricante inadecuada.Solucin Reducuir el esfuerzo de contacto. Incrementar la resistencia a la fatiga. Aumentar el espesor especfco de la

pelcula lubricante.


Tipo/Modo Fatiga Hertziana /Macropitting/Spall o Astilladura 5.1.3Definicin Macropitting progresivo con pits que se funden.Morfologa Crteres irregulares que cubren un rea significativo del flanco activo del diente.Causa Alto esfuerzo de contacto. Baja resistencia a la fatiga. Pelcula lubricante inadecuada.Solucin Reducir el esfuerzo de contacto. Incrementar la resistencia a la fatiga. Aumentar el espesor de pelcula

lubricante.


Tipo/Modo Fatiga Hertziana/Macropitting/Peladuras 5.1.4Definicin El macropitting progresivo hace que las delgadas escamas de matrial se quiebren.Morfologa Pits grandes y superficiales. Fracturas comom ventilador crecen desde su origen y se separan en finas

escamas.Causa Alta tensin o esfuerzo de contacto. Baja resistencia a la fatiga. Espesor de pelcula lubricante Solucin Reducir el esfuerzo de contacto. Incrementar la resistencia a la fatiga. Aumentar el espesor de pelcula.


Tipo/Modo Fatiga Herziana / Micropitting o micropicaduras 5.2Definicin Cracking y separacin de las asperezas superficiales.Morfologa Superficie activa del diente con aspecto de escarchado, esmerilado, mate o manchas grises. El SEM

muestra pits de


Tipo/Modo Fatiga Hertziana/ Fatiga sub caja (bajo la superficie) 5.3Definicin Fractura en el rea endurecida del engranaje y en la zona de transicin entre la zona endurecida (caja) y el

nucleoMorfologa Fracturas longitudinales finas. Crateres longitudinales con bordes perpendiculares afilados. Causa Los esfuerzos de contacto exceden la resistencia a la fatiga de la subase. Inclusiones cercanas a la caja y

el nucleo.Solucin Reducir el esfuerzo de contacto. Aumentar la dureza y la profundidad de la caja, aumetar la dureza del

nucleo.


Tipo/Modo Desgaste/Adhesin 6.1Definicin Existe transferencia de material entre las superficeis de contacto debido a microsoldadura y desgarro.Morfologa Los deintes aparentan no tener dao. SEM muestra suaves microplatos entre surcos.Causa Desgaste normal de asperezas durante el rodaje.Solucin Usar superficies suaves. Hacer rodaje a engranajes nuevos. Drenar, limpiar y reemplazar el aceite despus

del rodaje.


Tipo/Modo Desgaste/ Abrasin 6.2Definicin Remocin y desplazamiento del material de la superficie por partculas duras o asperezas.Morfologa Rayado o araazos en la direcin del deslizamiento. SEM muestra surcos limpios y suaves.Causa Contaminacin por material duro y filosos (cuerpo de 3-D). Asperezas duras (2-cuerpos).Solucin Remover los abrasivos. Usar dientes endurecidos y superficies suaves.


Tipo/Modo Desgaste/ Corrosin 6.3Definicin Reaccin qumica o electroqumica entre el engranaje y el ambiente.Morfologa Superficies manchadas o herrumbrosas con depsitos caf-rojizo. SEM muesra pits grabados.Causa Contaminacin por cido o agua. Demasiado aditivos antiscuff (EP qumico).Solucin Remover los contaminates. Botar, lavar y reemplazar el aceite.


Tipo/Modo Desgaste/Corrosin por Friccin (Fretting Corrosion) 6.4Definicin Deterioro de la superficie activa del diente causada por minusculos movimientos vibratorios.Morfologa Herrumbre a lo largo d ela lnea de contacto. Restos de desgaste caf-rojizo. XRD muestra a-Fe2O3.Causa Vibracin cuando el equipo no rota (detenido).Solucin Evitar la vibracin o mantenga el equipo en movimiento.


Tipo/Modo Desgaste/ Pulido 6.5Definicin Escamas finas abrasivas generadas por los aditivos antiscuff qumicamente reactivos.Morfologa Terminacin que se asemeja a espejo. Superficie muy pulida y suave o con ondas. SEM muestra araasos

finos. Causa Formacin de peliculas de aditivos y remocin de las pelculas por abrasivos finos. Solucin Usar aceites con menos aditivos qumicamente activos. Remover los abrasivos.


Tipo/Modo Desgaste/ Descarga Electrica 6.6Definicin Daos generados debido a la descarga en arcos electricos atraves de la pelcula de aceite entre la

superficie de activa de los dientes. Morfologa Superficie con pitting. SEM muesra pequeos crteres hemisfericos y esferas de metal fundido. Causa Corrientes electricas a traves del engrane. Solucin Usar aislacin electrica o tierra. Evite soldar cerca de engranajes.


Tipo/Modo Desgaste/ Cavitacin 6.7Definicin Deformacin & Separacin de fragmentos de la superficie debido al colapso de burbujas de vapor (agua).Morfologa Piiting cono si se hubiera arenado. SEM mustra crateres profundos, asperos, limpios o como panal de

abeja.Causa Nucleacin e implosin de burbujas de gas dentro del lubricante.Solucin Reducir la velocidad. Evitar la vibracin. Aceite seco.


Tipo/Modo Desgaste/ Erosin 6.8Definicin Remocin de material de la superficie debido al impacto repetido de pequeas partculas slidas.Morfologa Crateres suaves y longitudinales cerca del final del diente.Causa Movimiento relativo entre la superficie del diente con el fluido que contiene partculas duras. Solucin Remover los abrasivos. Cambiar el lubricante. Poner filtros a los respiraderos.


Tipo/Modo Rayado o Scuffing (Rasguado, Desgaste superficial o desgaste abrasivo) 7.0Definicin Transferencia de metal ya dhesin severa enre los dientes debido a la accin de soldadura y desgarro.Morfologa Aspero, rayas mate en la direccin del movimiento en el adendum, dedendum o ambos. Causa La temperatura de contacto entre los dientes exceden la capacidadde los agentes EP del lubricante.Solucin Reducir la temperatura de contacto. Usar aceites EP de mayor viscosidad. Mejorar el enfriamiento.


Tipo/Modo Fractura/ Fisura por temple o endurecimeinto. 8.1Definicin Fracturas o grietas en los engranajes durante o despusdel tratamiento trmico.Morfologa Grietas o fractura intergranulares que avanzan desde la superficie al centro de masa. Causa Tensin termica debido a un tratamiento trmico o enfriamineto no uniforme.Solucin Emplear el tratamiento trmico adecuado. Evitar la concentracin de tensiones.


Tipo/Modo Fractura o grieta/Fisura o grieta por rectificado o esmerilado 8.2

Definicin Grietas en la superficie del diente durante o despus del rectificado.Morfologa Grietas o fracturas finas y superficiales con un patron paralelo o una malla desordenada.Causa Tensin o calor excesivo durante el proceso de rectificado. Microestructura sensible.Solucin Usar tcnicas de rectificado adecuadas. Usar microestructura adecuada.


Tipo/Modo Fracturas/Fisuras en llanta y alma (Rim - Web) 8.3Definicin Fracturas en corona y alma del engrane.Morfologa Fracturas radiales atravez dela corona o el alma del engrane. Usualmente se inicia en concentracin de Causa Corona o alma muy fina. Concentracin de tensiones. Resonancia del engrane.Solucin Usar un espesor adecuado de corona y alma. Evitar la concentracin de tensiones. Evitar la resonancia.


Tipo/Modo Fractura/ separacin de la caja del nucleo. 8.4Definicin Fracturas internas causan esquinas, filos, cantos o aristas del diente a separarse.Morfologa La superficie d ela fractura exhibe caractersticas de una fractura quebradiza. Causa Altas esfuerzos y tensones residuales entre la interface de caja y el cuerpo debido a una excesiva caja

(endurecimiento superficial muy profundo).Solucin Usar una profundidad de endurecimiento adecuada. Enfriar inmediatamente despues del templado. Evitar

cantos filosos.

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