Attrito e Usura

DESCRIZIONE

La maggioranza dei corpi a contatto e in mutuo strisciamento (tra i quali componenti meccanici e gli utensili per le lavorazioni tecnologiche), in esercizio possono danneggiarsi in superficie a causa dell’usura. L’interazione tra le superfici a contatto, inoltre, è caratterizzata dalla presenza dell’attrito, che provoca una dissipazione di energia, con notevoli perdite di rendimento del sistema ingegneristico. I costi economici dovuti a questi fenomeni possono essere elevatissimi: si parla in genere di valori intorno al 4% del PIL di una nazione industrializzata come l’Italia.
Particolarmente interessante è il fatto, tuttavia, che almeno il 25% di questi costi sarebbero evitabili se, in fase di progetto o manutenzione, venissero adottati opportuni criteri “tribologici”.

OBIETTIVI

La progettazione meccanica spesso trascura l’usura e l’attrito, concentrandosi essenzialmente sulla resistenza a fatica.

In caso di errato funzionamento di origine tribologica molto spesso si interviene “a posteriori”, cercando di rimediare nel modo migliore. L’obiettivo principale di questo corso è quello di fornire le adeguate conoscenze tribologiche ed i relativi strumenti operativi sia per poter intervenire al meglio “a posteriori” sia, soprattutto, per essere in grado di realizzare una progettazione tribologica “a priori”, che permetta di evitare costosi e, spesso, insufficienti, interventi successivi.

DESTINATARI

Il corso è rivolto principalmente a tecnici dell’industria, a neolaureati e neo-diplomati.

PREREQUISITI

Sono necessarie conoscenze di base di matematica, fisica e meccanica.

COMPETENZE CHE SI ACQUISISCONO

Al termine del corso lo studente sarà in grado di riconoscere i principali meccanismi di cedimento dovuti ad usura e sulla base delle conoscenze acquisite sarà in grado di affrontare i problemi legati alla progettazione corretta di un sistema tribiologico anche in assenza di procedure di progettazione consolidate.

PROGRAMMA

l Corso si articolerà sviluppando le seguenti tematiche:

1) SUPERFICI A CONTATTO

Contatto tra superfici ideali
Caratteristiche microgeometriche delle superfici
Area reale di contatto
Adesione tra superfici a contatto (cenni)

2) ATTRITO

Attrito statico e dinamico
Influenza dell’attrito sugli sforzi di contatto
Deformazioni plastiche alle asperità
Teoria adesiva dell’attrito
Attrito e fenomeni di trasferimento
Effetto della rugosità iniziale
Attrito volvente
Contributo abrasivo all’attrito
Riscaldamento superficiale

3) LUBRIFICAZIONE E LUBRIFICANTI

Lubrificazione solida
Lubrificazione limite
Lubrificazione fluida (Viscosità lubrificanti liquidi, Teoria della lubrificazione liquida)
Lubrificazione plasto-idrodinamica
Tipologie di lubrificanti liquidi (cenni)

4) MECCANISMI DI USURA

Usura adesiva
Usura tribossidativa
Usura abrasiva
Usura per fatica superficiale

5) PROCESSI DI USURA

Usura per strisciamento (usura severa e moderata, Effetto della lubrificazione, Metodi di controllo dell’usura per strisciamento, materiali per impieghi tribologici)
Usura per sfregamento
Usura per rotolamento-strisciamento
Usura abrasiva da particelle dure
Usura erosiva

Prove tribologiche (Perno contro disco, Blocco contro anello, disco contro disco, 4 sfere, DSRW, PAWT)

6) INGEGNERIA DELLE SUPERFICI IN TRIBOLOGIA

Tipologie di trattamenti superficiali
Trattamenti di modifica microstrutturale (Trattamenti meccanici, Tempra superficiale)
Trattamenti termochimici per diffusione (Cementazione, Nitrurazione, Altri)
Trattamenti di conversione (Fosfatazione, Ossidazione anodica)
Rivestimenti superficiali (Metallici, Sottili, Spessi)

Presentazione di casi di studio