¿Qué es el contacto rodante?
El contacto rodante es un fenómeno mecánico que involucra cuerpos rodantes como ruedas o cojinetes que entran en contacto entre sí, o superficies como carreteras. En el punto donde se encuentran, la velocidad relativa es cero. Esto subyace a una amplia gama de procesos mecánicos, desde los engranajes dentados utilizados en los automóviles hasta las cintas transportadoras. Los investigadores estudian la física detrás del contacto rodante porque proporciona información importante sobre cómo y cuándo fallan los rodamientos. Es un tipo especial de desgaste mecánico.
En un ejemplo simple, dos rodamientos pueden rodar uno contra el otro para permitir que una articulación se articule y se mueva. A medida que cambian de posición, entran en contacto rodante. Este punto puede tener una velocidad relativa de cero, pero la tensión puede ser muy alta, porque la fuerza se concentra allí. En consecuencia, la fatiga por contacto rodante tiende a desarrollarse en las superficies de los rodamientos. Pueden desarrollar grietas, picaduras y otros problemas, dependiendo de la cantidad de tensión involucrada en la articulación.
El nivel de fricción presente en las juntas rodantes puede depender de su diseño, cómo se usan y los lubricantes que se pueden agregar para suavizar su movimiento. La baja fricción permite que una articulación se mueva de manera más fluida y funcional, y puede reducir la tensión en los componentes. También puede causar resbaladizo, lo que puede requerir una compensación. Con los automóviles, por ejemplo, es necesario un poco de fricción para ayudar a las ruedas a agarrar el camino, mientras que demasiado reduciría la velocidad del automóvil y dificultaría su manejo.
La investigación sobre juntas de contacto rodantes analiza los tipos de condiciones que deben estar presentes para que los componentes o juntas enteras fallen. La alta presión y la alta fricción tienden a aumentar la tasa de falla, al igual que las condiciones difíciles. Las tormentas de polvo, por ejemplo, pueden conducir la arena a las juntas y hacer que los rodamientos se desgasten más rápidamente. Esta investigación ayuda a los ingenieros a determinar cómo diseñar rodamientos de manera más efectiva para crear juntas fuertes y confiables con necesidades de mantenimiento mínimas.
Las formas de contacto rodante han estado en uso entre las poblaciones humanas durante un tiempo extremadamente largo. Una de las primeras formas del rodamiento fue el rodillo de registro, que permitió a las personas mover objetos masivos empujándolos a lo largo de una serie de registros. La gente colocaba troncos, colocaba objetos encima y los empujaba. Cuando los registros giraron debajo de los objetos, los obligaron a avanzar hacia los registros en la parte delantera del grupo. Eventualmente, los registros individuales saldrían desde abajo y podrían reciclarse al colocarlos en la parte delantera de la matriz nuevamente.