Análisis de la fractura de una biela de compresor de refrigeración

• Autores: Ernesto Germán Porras, Sara Rodríguez Pulecio, John Jairo Coronado Marín
• Localización: Ingeniería e Investigación, ISSN-e 2248-8723, ISSN 0120-5609, Vol. 30, Nº. 1, 2010, págs. 130-135
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • A fracture study of a connecting rod from a refrigeration compressor
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• Resumen
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    En este artículo se analiza la fractura de una biela de compresor de refrigeración usado en la industria de productos alimenticios.

    De acuerdo con las características de funcionamiento del mecanismo biela-manivela, la pieza estudiada se encuentra sometida a ciclos de carga variable; en funcionamiento normal las cargas sobre la biela son compresivas pero el aumento del coeficiente de fricción induce cargas de flexión. Con base en análisis metalográfico y fractográfico, y la estimación del estado de esfuerzos de la biela, se concluyó que la causa de la falla fue la perdida de lubricación en el par biela-cigüeñal, que produjo:

    scuffing, desgaste severo y aumento del coeficiente de fricción. De la misma forma, los resultados mostraron que cuando el coeficiente de fricción se incrementa a valores límites como 0,4 los esfuerzos alcanzan valores muy por encima de los aceptables para el material de la biela (aleación aluminio-silicio fundida) en estudio. Los defectos de manufactura, poros y fisuras, aumentaron la concentración de esfuerzos, contribuyendo a la falla del elemento mecánico.

  • English

    This paper analysed the fracture of a connecting rod from a food product refrigeration compressor. According to the connecting rod-crank mechanism's operating characteristics, the element being studied was subjected to variable load cycles. Connecting rod loads are compressive in normal operating conditions; however, an increased friction coefficient induces flexion load. Based on the connecting rod's microstructures, fracture surface characterisation and stress state estimation, it was concluded that the failure originated in a breakdown of connecting rod-crankshaft lubrication causing scuffing, severe wear and a high friction coefficient.

    Likewise, the results showed that when the friction coefficient increased to 0.4, then stress reached levels above those acceptable for the connecting rod material (molten aluminium-silicon alloy) being considered. Manufacture defects, pores and cracks increased stress concentration, thereby contributing to the mechanical element's failure.