Attrito e Usura

MMCBT05

Docenti

Prof.ssa Nora Lecis – Dipartimento di Meccanica – Politecnico di Milano

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.

Materiale didattico

Ad ogni partecipante al corso verranno fornite delle dispense/note relative agli argomenti trattati, assieme a copie delle presentazioni in Powerpoint utilizzate durante le lezioni.

Programma

Il 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