Brinelling / ˈ b r ɪ n ə l ɪ ŋ / es la hendidura permanente de una superficie dura. Lleva el nombre de la escala de dureza Brinell , en la que se empuja una pequeña bola contra una superficie dura con un nivel de fuerza preestablecido, y la profundidad y el diámetro de la marca indican la dureza Brinell de la superficie. Brinelling es una deformación plástica permanente de una superficie y generalmente ocurre mientras dos superficies en contacto están estacionarias (como los elementos rodantes y la pista de rodadura de un rodamiento) y se ha excedido el límite elástico del material.
La formación Brinelling no es deseable, ya que las piezas a menudo coinciden con otras piezas muy próximas. Las muescas muy pequeñas pueden provocar rápidamente un funcionamiento inadecuado, como vibraciones o vibraciones excesivas, que a su vez pueden acelerar otras formas de desgaste , como desconchados y , en última instancia, fallos del rodamiento.
Brinelling es una falla de la superficie del material causada por una tensión de contacto de Hertz que excede el límite del material. Suele ocurrir en situaciones en las que una fuerza de carga significativa se distribuye sobre una superficie relativamente pequeña. El Brinelling generalmente resulta de una carga de impacto pesada o repetida, ya sea mientras está parado o durante la rotación, aunque también puede ser causado por una sola aplicación de una fuerza mayor que el límite del material.
El Brinelling puede ser causado por una carga pesada que descansa sobre un rodamiento estacionario durante un período de tiempo prolongado. El resultado es una abolladura permanente o "marca Brinell". Las marcas Brinell a menudo aparecerán en patrones espaciados uniformemente a lo largo de las pistas del rodamiento , asemejándose a los elementos primarios del rodamiento, como filas de líneas dentadas para rodamientos de agujas o de rodillos o muescas redondeadas en rodamientos de bolas . Es una causa común de fallas en los rodamientos de rodillos y de pérdida de precarga en uniones atornilladas cuando no se usa una arandela endurecida. [1] Por ejemplo, el brinelling ocurre en las ruedas cuando los rodamientos de bolas dentro del cabezal giratorio producen ranuras en la tapa dura, lo que degrada el rendimiento al aumentar la fuerza de giro requerida.
Los ingenieros pueden utilizar la dureza Brinell de los materiales en sus cálculos para evitar este modo de falla. La capacidad de carga estática de un rodamiento con elementos rodantes se define para evitar este tipo de falla. Aumentar el número de elementos puede proporcionar una mejor distribución de la carga, por lo que los rodamientos destinados a una carga grande pueden tener muchas bolas o utilizar agujas en su lugar. Esto disminuye las posibilidades de formación de brinelles, pero aumenta la fricción y otros factores. Sin embargo, aunque los rodamientos de rodillos y de bolas funcionan bien para cargas radiales y de empuje, a menudo son propensos a la formación de brinelles cuando se experimentan cargas de impacto, cargas laterales o vibraciones muy altas. Los rodamientos Babbitt o los casquillos de bronce se utilizan a menudo en lugar de rodamientos de rodillos en aplicaciones donde existen tales cargas, como en cigüeñales de automóviles o poleas , para disminuir la posibilidad de formación de brinelles al distribuir la fuerza sobre una superficie muy grande.
Una causa común de brinelle es el uso de procedimientos de instalación inadecuados. La formación de Brinelling ocurre a menudo al presionar rodamientos en orificios o ejes. Por lo general, se debe tener cuidado para garantizar que se aplique presión a la pista de rodamiento adecuada para evitar transferir la presión de una pista a otra a través de las bolas o rodillos. Si se aplica fuerza de presión a la carrera equivocada, se puede producir brinelleing en cualquiera de las carreras o en ambas. El acto de presionar o sujetar también puede dejar marcas Brinell, especialmente si el tornillo de banco o la prensa tiene mandíbulas dentadas o superficies rugosas. Las placas de presión planas se utilizan a menudo para prensar rodamientos, mientras que las cubiertas de mordazas de cobre blando, latón o aluminio se utilizan a menudo en prensas para ayudar a evitar que se introduzcan marcas Brinell en la pieza de trabajo. [2]
Un tipo de daño de apariencia similar se llama falso brinelling y es causado por desgaste por fricción . El desgaste por trastes ocurre cuando se desarrollan marcas de desgaste localizadas en patrones espaciados uniformemente, con partes elevadas o sin usar en el medio, como los trastes de una guitarra. El falso brinel se produce en dos tipos: estacionario y por precesión.
El falso brinel estacionario se produce sin ningún movimiento de rotación en el rodamiento. Esto ocurre cuando los cuerpos en contacto vibran entre sí en presencia de cargas muy pequeñas, lo que empuja el lubricante fuera de la superficie de contacto, mientras que el conjunto del cojinete no puede moverse lo suficiente (o girar lo suficiente) para redistribuir el lubricante desplazado. El resultado es una superficie finamente pulida que se asemeja a una marca Brinell, pero que no ha deformado permanentemente ninguna de las superficies de contacto. Este tipo de falso brinelling suele ocurrir en los rodamientos durante el transporte, entre el momento de la fabricación y la instalación. Las superficies pulidas a menudo se confunden con brinelle, aunque no existe ningún daño real al rodamiento. El falso brillo desaparecerá después de un breve periodo de rodaje. [1]
El desgaste por fricción también puede ocurrir durante la operación, causando hendiduras profundas. Esto ocurre cuando se forman pequeñas vibraciones en el eje giratorio y se sincronizan armónicamente con la velocidad de rotación, provocando oscilaciones circulares en el eje. La oscilación hace que el eje se mueva en precesión , y la sincronización de la velocidad de rotación hace que las bolas o rodillos entren en contacto con las pistas solo cuando están en posiciones similares. Esto forma marcas de desgaste causadas por el contacto con los rodamientos y las pistas en áreas específicas, pero no en otras, dejando un patrón de desgaste desigual que puede volverse bastante profundo antes de que ocurra la falla, asemejándose al brinelling. Sin embargo, las marcas suelen ser demasiado anchas debido al movimiento del rodamiento y no coinciden exactamente con la forma de los elementos rodantes, por lo que este tipo de desgaste se puede diferenciar del verdadero brinelling. [1]