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10 Consejos para evitar la rotura por fatiga en tus piezas mec√°nicas

Cuando trabajamos con máquinas o equipos tenemos que ser conscientes de que sus piezas y componentes mecánicos están sometidos a cargas cíclicas o variables que pueden desencadenar en una rotura por fatiga. El proceso de fabricación, la tecnología empleada o los materiales son claves para evitar estos problemas. ¡Sigue leyendo y descubre nuestras 10 recomendaciones!

La falla por fatiga puede desencadenarse debido a algunas de las siguientes causas:

  • Presencia de irregularidades o discontinuidades internas.
  • Irregularidades originadas en los propios procesos de mecanizaci√≥n de las piezas.
  • Tipo de geometr√≠a de la pieza. √Čsta influir√° en la velocidad de propagaci√≥n de la grieta.
  • La influencia del medio: fatiga t√©rmica y fatiga por corrosi√≥n.

 

La presencia de una peque√Īa grieta en una pieza tambi√©n puede provocar una fatiga prematura de la pieza.

Los extremos de la grieta suponen puntos de concentración de tensiones y amplifican el efecto de la actuación de cargas de tipo cíclicas o variables. Las cargas cíclicas originan un estado tensional interior que hará progresar a la grieta por sus extremos, ya que en esos puntos es donde se origina mayor concentración de tensiones. A su vez, esa grieta aumentará progresivamente hasta que se produzca su rotura repentina.

 

Pese a ello, no es necesario que se originen niveles elevados de tensiones para que se produzca una rotura por fatiga, ten en cuenta que éstas pueden ser muy inferiores al propio límite de fluencia del material:

rotura por fatiga


S
u = límite de rotura

Sy = límite de fluencia

S’n = límite de fatiga

 

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¬°Toma nota! Elementos a tener en cuenta para evitar la rotura por fatiga de materiales

1. En primer lugar es necesario tener presente que cualquier variación en las secciones de una pieza o elemento mecánico constituye una zona especial donde se va a generar una concentración de tensiones que afectará a su resistencia mecánica a la fatiga.

2. El tipo de geometr√≠a de la pieza tambi√©n influir√° en la velocidad de propagaci√≥n de esa grieta. Un dise√Īo que favorezca la aparici√≥n de zonas de concentraci√≥n de tensiones, cambios de secci√≥n, presencia de chaveteros, orificios o esquinas entrantes, permitir√°n un desarrollo m√°s r√°pido de la grieta.

3. El dise√Īo tambi√©n tiene una influencia grande en la rotura por fatiga. Cualquier discontinuidad geom√©trica act√ļa como concentradora de tensiones y es por donde puede nuclear la grieta de fatiga. Cuanto m√°s aguda es la discontinuidad, m√°s severa es la concentraci√≥n de tensiones.

4. Evitar las irregularidades estructurales o realizar modificaciones en el dise√Īo, eliminando cambios bruscos en el contorno que conduzcan a cantos vivos, llevar√° a una resistencia a la fatiga superior.

5. Las dimensiones de la pieza tambi√©n influyen, aumentando su tama√Īo obtenemos una reducci√≥n en el l√≠mite de fatiga.

6. Mejorando el acabado superficial mediante el pulido, para evitar las peque√Īas rayas o surcos que aparecen en la superficie de la pieza por acci√≥n del corte.

7. Endurecimiento superficial mediante procesos de carburaci√≥n y nitruraci√≥n, en los cuales un componente es expuesto a una atm√≥sfera rica en carbono o en nitr√≥geno a temperaturas elevadas. Esta capa suele ser de 1 mm de profundidad y es m√°s dura que el material del n√ļcleo.¬†

 

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8.¬†La tensi√≥n alterna o c√≠clica es otro elemento a tener en cuenta. Sus cargas act√ļan a un alto n√ļmero de ciclos antes de que se produzca el fallo, siendo uno de los par√°metros principales que intervienen en el proceso de resistencia a fatiga de los materiales.

9. Una tensión media de tracción empeora el comportamiento a fatiga de los metales, ya que ensancha la grieta. En cambio una de comprensión la mejora.

10. Aumentar el rendimiento mediante esfuerzos residuales de compresión dentro de una capa delgada superficial. El efecto neto es que la probabilidad de nucleación de la grieta y de rotura por fatiga se reduce.

 

Con todos los consejos anteriores podrás reducir las fallas por fatiga de tus piezas mecánicas, pero también es de vital importancia contar con proveedores que fabriquen y realicen los pertinentes ensayos de fatiga  que ayuden a alcanzar los ciclos de vida óptimos de cada producto.

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