Este documento describe diferentes tipos de fallas y averías mecánicas, así como los cálculos e ingeniería involucrados. Explica conceptos como esfuerzos estáticos y dinámicos, modos de falla, flexión, torsión, pandeo, corrosión, fatiga, velocidad crítica, impacto y vibraciones. También define distintos tipos de desgaste como abrasivo, adhesivo, por corrosión, erosión, cavitación e impacto.

1. FALLAS Y AVERIAS
INTRUCTOR
MAURICIO MANRIQUE
APRENDIZ:
CRISTIAN CAMILO RIVAS ALARCÓN
MECANICO DE MAQUINARIA
INDUSTRIAL
FICHA: 900686
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE
SENA
SUBSEDE CAJICA.

2. CONTENIDO
• Esfuerzos estáticos y dinámicos Diap, 3-
15
• Calculo de diseño Diap, 16-18
• Modos de falla de los sistemas mecanicos
Diap, 19-26

3. • . Una carga estática es una acción estacionaria
de una fuerza o un momento que actúan sobre
cierto objeto. Para que una fuerza o momento
sean estacionarios o estáticos deben poseer
magnitud, dirección y punto (o puntos) de
aplicación que no varíen con el tiempo.

4. FLEXIÓN SIMPLE
• Se denomina flexión simple a la forma de solicitación por la cual la
reducción al baricentro de la sección considerada de las fuerzas
que actúan a uno y otro lado de la misma, da como resultado dos
pares normales al plano de aquella, con o sin esfuerzo de corte. En
el caso de que no haya esfuerzo de corte la solicitación se
denomina flexión pura, y cuando lo hay, flexión y corte.
• Flexión pura:
• En el caso de que la línea de fuerzas coincida con uno de los ejes
principales de inercia de la sección se da lo que se llama flexión
simple normal, en el caso contrario se dice que estamos ante una
flexión simple oblicua.
•
Las tensiones existentes en la flexión pura se calculan de la
siguiente manera:
• En donde Mx y My son los momentos existentes respecto a su eje,
y Jx y Jy son los momentos de inercia respecto a cada eje.

5. TORSION
• Una sección está solicitada por torsión cuando al
reducir a su baricentro los sistemas de fuerzas
actuantes sobre el sólido prismático a uno y otro
lado de la sección, sólo se obtiene un par que yace
sobre el plano de la sección. (Fig. 1)
• Torsión de la sección circular:
• Los árboles y los ejes son piezas mecánicas que
muy comúnmente son sometidas a esfuerzos de
torsión.
Ambos tienen sección circular, en algunos casos
llena y en otros, anular.

6. SOLICITACIÓN AXIL (TRACCIÓN Y
COMPRESIÓN SIMPLE)
• La solicitación axil corresponde al caso en que al reducir las
fuerzas que actúan a un lado de una sección cualquiera de
un sólido prismático, sólo queda una resultante de reducción
normal al plano de aquella. Nótese que para el caso de una
barra de eje rectilíneo y sección constante, solicitada en sus
extremos por fuerzas opuestas de intensidad P, la resultante
de las fuerzas de un lado de la sección arbitraria s-s será
siempre N = P, conviniendo que el signo de N será positivo
para la tracción y negativo para la compresión.
• Por lo dicho anteriormente, está claro que en s-s sólo
existirán tensiones normales σ, éstas deben ser menores que
la tensión normal admisible del material al tipo de solicitación
que fuere (tracción o compresión, en algunos casos dicha
tensión no es la misma, como en el caso del hormigón).

7. FLEXIÓN COMPUESTA
• Se define como flexión compuesta como aquella solicitación para la
cual actúa sobre la sección una fuerza normal excéntrica. La
reducción de esta fuerza normal al baricentro origina un par de
reducción, de modo que también es posible definir la flexión
compuesta como la solicitación constituida por un par flexor y un
esfuerzo axil. Cuando se emplea la primera forma de definir la
flexión compuesta, suele designársela como compresión (o
tracción) excéntrica.
• Teniendo en cuenta las dos formas de definir la flexión compuesta,
será posible desarrollar el problema de la determinación de las
tensiones normales por dos caminos distintos.
• Cuando se considera que la flexión compuesta es debida a un par y
a una solicitación axil, es posible resolver el problema de la
determinación de las tensiones sumando las debidas a cada uno de
estos estados simples. Es el procedimiento denominado de
superposición de efectos.

8. FLEXO-TORSIÓN
• Cuando al reducir las fuerzas que solicitan a
un sólido al baricentro de una sección
cualquiera del mismo, se obtienen dos pares
opuestos cuyos vectores momento tienen
una dirección oblicua con respecto al plano
de aquella, estamos ante una solicitación de
flexión con torsión.
• El vector M puede descomponerse en dos
vectores: Un Mt y un Mf. Estos vectores
momento generan tensiones σ y ð,
respectivamente.

9. FLEXIÓN Y CORTE
• Cuando al reducir al baricentro las fuerzas
que actúan a uno y otro lado de la
sección, se obtienen dos pares opuestos
normales a la sección y dos fuerzas
opuestas contenidas en el plano de la
misma, es decir que coexiste un momento
flexor y un esfuerzo de corte, la
solicitación se denomina flexión y corte.

10. PANDEO
• La carga máxima que puede soportar una pieza sin dejar de
funcionar satisfactoriamente en la estructura de la maquina (es
decir, que no falle estructuralmente), esta limitada por la
deformación elástica de la misma. El pandeo elástico es una forma
de comportamiento de una pieza, para las cuales la deformación
elástica puede limitar la capacidad portante de la misma.
• Este caso puede ocurrir en piezas que tienen ciertas dimensiones
relativas, llamadas frecuentemente piezas de pared delgada o
piezas delgadas e incluyen columnas esbeltas; cilindros de pared
delgada bajo compresión axil, presión externa uniforme radial, o
torsión; vigas doble T de alas anchas; placas delgadas comprimidas
de canto, o sometidas a corte.
• Una característica del pandeo es que las deformaciones y tensiones
no son proporcionales a las cargas actuantes, aun cuando el
material se comporte elásticamente (las tensiones son
proporcionales a las deformaciones especificas).

11. CORROSIÓN
• Se define a la corrosión como la relación con efectos adversos entre
los materiales de los equipos e instalaciones y el medio donde
actúa. Se manifiesta inicialmente con el deterioro de una superficie
del sustrato metálico y que según el caso puede llegar a producir la
transformación total del mismo.
• Los sistemas están constituidos por bases metálicas, desde el
punto de vista químico en los fenómenos de corrosión se producen
reacciones del tipo redox, donde el metal perderá electrones
pasando al estado oxidado
• Tipos de Corrosión
• Se clasifican de acuerdo a la apariencia del metal corroído, dentro
de las más comunes están:
• Corrosión uniforme
• Corrosión galvánica
• Corrosión por picaduras

12. FATIGA
• En los elementos de máquinas o estructuras,
debe tenerse en cuenta que las solicitaciones
predominantes a que generalmente están
sometidos no resultan estáticas ni cuasi estáticas,
muy por el contrario en la mayoría de los casos se
encuentran afectados a cambios de tensiones que
se repiten sistemáticamente (en función sinusoidal
del tiempo) y que producen la rotura del material
para valores de las mismas considerablemente
menores que las calculadas para cargas estáticas.
Este tipo de rotura que necesariamente se
produce en el tiempo, se denomina fatiga

13. VELOCIDAD CRÍTICA
• Los esfuerzos dinámicos de velocidad crítica se
pueden subdividir para su estudio en dos grupos.
• Velocidad Crítica de Flexión:
• Los ejes son resortes elásticos a la flexión, que están
unidos a las masas de las piezas montadas en ellos.
Al recibir el impulso de una fuerza, efectúan
oscilaciones propias amortiguadas. En su giro, actúan
impulsos de fuerza centrífuga, periódicos,
relacionados con el número de revoluciones, ya que el
centro de gravedad de las masas giratorias no
coincide exactamente con el punto de gravedad
teórico, debido a las inevitables tolerancias de
fabricación.

14. IMPACTO
• A diferencia de los esfuerzos cuasiestáticos en los
que las cargas se aplican progresivamente y en
forma lenta, las solicitaciones de impacto, o
también llamadas de choque, son de aplicación
prácticamente instantánea.
• Esta forma de aplicación puede hacer variar
considerablemente los valores de la capacidad de
resistencia y deformabilidad de los materiales,
pudiendo originar fallas que se producen
generalmente al no aceptar deformaciones
plásticas o por fragilidad, aún en aquellos metales
considerados como dúctiles.

15. VIBRACIONES
• Se pueden considerar como vibraciones a las
variaciones periódicas temporales de diferentes
magnitudes de movimiento. Específicamente, una
vibración mecánica es el movimiento de una
película o de un cuerpo que oscila alrededor de
una posición de equilibrio.
• Al intervalo de tiempo necesario para que el
sistema efectúe un ciclo completo de movimiento
se le llama período de la vibración. El número de
ciclos por unidad de tiempo define la frecuencia
del movimiento y el desplazamiento máximo del
sistema desde su posición de equilibrio se llama
amplitud de la vibración.

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ingeniería mecánica, y todo ello sin pretender
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referencias a normas y a los materiales
correspondientes.

19. Cuando a pesar de que funciona no cumple su
función satisfactoriamente. Cuando su
funcionamiento es poco confiable debido a las
fallas y presenta riesgos.
• El análisis de los modos de fracaso: Consiste
en definir todos los modos de falla
potenciales a ser evaluados en el nivel más
bajo. Por ejemplo, la pérdida del rendimiento,
funcionamiento intermitente, etc.

20. 1. Desgaste abrasivo
2. Desgaste adhesivo
3. Desgaste por impacto
4. Desgaste por corrosión
5. Desgaste por erosión
6. Desgaste por cavitación

21. DESGASTE ABRASIVO
El desgaste por abrasión, que es el más común en la
industria, se define como la acción de corte de un material duro
y agudo a través de la superficie de un material más suave.
Tiende a formar ralladuras profundas cuando las partículas
duras penetran en la superficie, ocasionando deformación
plástica y/o arrancando virutas.
Factores que influyen en el desgaste abrasivo de las máquinas
agrícolas:
Dentro de los factores que influyen positivamente en el
desgaste abrasivo de las máquinas agrícolas en, se tiene:
1.- Condiciones climáticas:
2.-Contacto con las plantas y frutos:
3.-Contacto con el suelo:

22. DESGASTE ADHESIVO
El desgaste adhesivo, también llamado
desgaste por fricción ó deslizante, es una
forma de deterioro que se presenta entre
dos superficies en contacto deslizante.
Este desgaste es el segundo más común
en la industria y ocurre cuando dos
superficies sólidas se deslizan una sobre
la otra bajo presión. El aspecto de la
superficie desgastada será de ralladuras
irregulares y superficiales.

23. DESGASTE CORROSIVO
El desgaste corrosivo ocurre en una combinación de
desgaste (abrasiva o adhesiva) y de un ambiente
corrosivo. El índice de la pérdida material puede ser
muy alto debido a que los productos sueltos o flojos de
la corrosión se desprenden fácilmente por el desgaste
y se revela continuamente el metal fresco y que
alternadamente puede volverse a corroer rápidamente.
Los equipos industriales como tanques, ductos, codos,
bombas, tolvas, centrífugas, colectores de polvo, cajas
de ventiladores, tornillos extrusores y, en general,
cualquier equipo o superficie pueden sufrir corrosión si
se dan las condiciones de humedad, oxigeno, etc.

24. DESGASTE POR EROSION
Es producido por una corriente de partículas
abrasivas, muy común en turbinas de gas,
tubos de escape y de motores.
La erosión tiene generalmente el aspecto de
pequeños hoyos lisos. El ataque puede
también exhibir un patrón direccional
relacionado con la trayectoria tomada por el
corroyente, al igual que por movimientos
sobre la superficie del metal. La erosión
prospera en condiciones de alta velocidad,
turbulencia, choque, etc.

25. DESGASTE POR CAVITACION
La cavitación o aspiración en vacío es un efecto
hidrodinámico que se produce cuando el agua o
cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran
velocidad por una arista afilada, produciendo una
descompresión del fluido debido a la conservación.
Puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del
líquido de tal forma que las moléculas que lo componen
cambian inmediatamente a estado de vapor,
formándose burbujas o, más correctamente, cavidades.
Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión
e implotan (el vapor regresa al estado líquido de
manera súbita, «aplastándose» bruscamente las
burbujas) produciendo una estela de gas y un arranque
de metal de la superficie en la que origina este
fenómeno.

26. DESGASTE POR IMPACTO
Desgaste de Impacto: son las
deformaciones producidas por golpes y
que producen una erosión en el material.
Este tipo de desgaste se puede presentar
en muchas partes como en las llantas de
los carros, amortiguadores, cajas de
dompes, bandas transportadoras, etc.