Implementation of an automated dry sand/wet sand rubber wheel tribometer for the evaluation of abrasive wear in materials

Authors

Alfonso Rodríguez-Peña, Universidad del Atlántico; Oscar Fabián Higuera-Cobos, Universidad del Atlántico; Robin Jostin Pico-Montes, Universidad del Atlántico; Omer Yadith Sotelo-Hurtado, Universidad del Atlántico; Carlos Mauricio Moreno-Téllez, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
DOI: https://doi.org/10.19053/9789586607612

Keywords:

Wet abrasion resistance, dry abrasion resistance, tribology, ASTM G65 Standard, ASTM G105 Standard, redesign

Synopsis

This work covers the redesign of the machine for the evaluation of dry abrasion resistance according to the ASTM G65 standard, from the Universidad del Atlántico; this machine was modified to implement the evaluation of wet abrasion resistance, according to the guidelines established by the ASTM G105 standard, and it was also converted into an automated equipment by means of a PLC. The methodology employed consisted in the first instance in conducting experimental tests to the old equipment (ASTM G65 standard), with which design flaws were detected and the necessary improvements for the implementation of ASTM G105 were identified, and the main elements to install the automated process control were also determined. Then a conceptual design was carried out to select the best option for the manufacture of the structure, based on that, simulations were performed in the SolidWorks software, in order to verify the critical elements of the machine, its permissible loads, validate the deformations, and know the safety factor; then calculations were made to determine the size and shape of the hoppers and the container for the wet abrasion resistance test. In this way, the necessary elements for the construction of the equipment were selected, although some of these elements were designed with a variety of shapes and sizes, which were not found in the market, therefore, it was necessary to manufacture them through different manufacturing processes. In addition, a study was carried out for the selection of the control elements and their fine-tuning, through tests based on ASTM G65 and ASTM G105 standards. The machine developed allows automated tests for the evaluation of dry and wet abrasion.

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Author Biographies

Alfonso Rodríguez-Peña, Universidad del Atlántico

Ingeniero Mecánico de la Universidad Tecnológica de Bolívar, M.Sc. en Ingeniería Mecánica de la Universidad del Norte. Especialista en Gerencia de Producción y Operaciones de Universidad Autónoma del Caribe. Especialista en Gestión Eficiente de Energía de la Universidad del Atlántico. Especialización Técnica en Fabricación de Productos Metalmecánicos con máquinas CNC del SENA. Especialización Técnica en Sistemas Hidráulicos del SENA. Docente Universitario desde 1998 de la Universidad Autónoma del Caribe, Universidad Libre, Politécnico Costa Atlántica. Desde 2015, se desempeña como Docente de Tiempo Completo en la Universidad del Atlántico. Director del Semillero de Diseño y Simulación del Grupo de Investigación CONFORMAT del Programa de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Atlántico. Es autor de la Patente de Invención Nacional Separador quirúrgico autoestático para cirugía de reemplazo total de cadera. Su área de investigación está relacionada con el diseño, simulación y construcción de productos comerciales, mecánicos y médicos.

Oscar Fabián Higuera-Cobos, Universidad del Atlántico

Ingeniero Metalúrgico y M.Sc. en Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Industrial de Santander-UIS. Ph. D. en Ciencia e Ingeniería de los Materiales de la Universidad Politécnica de Cataluña, España. Del 2001 al 2004, trabajó como profesor en la UIS. Fue profesor de planta en la Universidad Tecnológica de Pereira (2005-2015). Actualmente, es Investigador Senior (IS), profesor Titular y director del Grupo de Investigación CONFORMAT adscrito al programa de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Atlántico. Autor de 5 libros relacionados con las áreas de materiales y tribología, y cuenta con artículos relacionados con la Ingeniería Metalúrgica y la Ciencia de los Materiales. Sus áreas de investigación están relacionadas con la deformación plástica severa, la electroquímica y el medio ambiente, la metalurgia física, los tratamientos térmicos y los materiales avanzados.

Robin Jostin Pico-Montes, Universidad del Atlántico

Nació en Barranquilla, Atlántico, Colombia, en 1989. Egresado de la Universidad del Atlántico, en donde obtuvo el título de Ingeniero Mecánico en el año 2022. Desde el año 2020, se ha desempeñado como coordinador de proyectos en el sector de la industria metalmecánica.

Omer Yadith Sotelo-Hurtado, Universidad del Atlántico

Egresado del SENA con un tecnólogo en diseño de elementos mecánicos con máquinas y herramientas CNC en el año 2019. Egresado de la Universidad del Atlántico, en donde obtuvo el título de Ingeniero Mecánico en el año 2022. Actualmente, trabaja de manera independiente por pedidos de empresas realizando proyectos de diseño, asistido por computadora mediante el software SolidWorks.

Carlos Mauricio Moreno-Téllez, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Ingeniero Metalúrgico y M.Sc. en Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Industrial de Santander-UIS; Ph. D. en Ingeniería de los Materiales de la Universidad de Navarra - España. Director del Proyecto de Integridad - Ecopetrol llanos Orientales (2008 a 2010). Desde el 2010 hasta la fecha, docente Titular de la Escuela de Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia - UPTC, sede Tunja. Investigador Principal del Instituto para la Investigación e Innovación en Ciencia y Tecnología de Materiales - INCITEMA e Investigador Asociado del Grupo de Integridad y Evaluación de Materiales – GIEM. Es autor de un libro relacionado con las áreas de materiales y tribología, así como de diferentes artículos relacionados con la Ingeniería Metalúrgica y la Ciencia de los Materiales. Las principales áreas de investigación del Dr. Moreno, están relacionadas con la modificación superficial de materiales, Integridad y corrosión de materiales, metalurgia física, tratamientos térmicos y materiales avanzados.

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31 May 2023

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INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA - Serie Investigación: Serie Investigación

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ISBN-13 (15)

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