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 cojinetes 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 deformación puede ser muy alta porque la fuerza se concentra allí. En consecuencia, la fatiga por contacto de rodadura tiende a desarrollarse a través de 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 resbalones, lo que puede requerir una compensación. Con los automóviles, por ejemplo, se necesita algo de fricción para ayudar a que las ruedas se agarren a la carretera, mientras que demasiada ralentizaría el automóvil y dificultaría su manejo.
La investigación sobre juntas de contacto rodante analiza los tipos de condiciones que deben estar presentes para que fallen los componentes o juntas completas. La alta presión y la alta fricción tienden a aumentar la tasa de fallas, al igual que las condiciones difíciles. Las tormentas de polvo, por ejemplo, pueden introducir arena en las juntas y hacer que los cojinetes se desgasten más rápidamente. Esta investigación ayuda a los ingenieros a determinar cómo diseñar rodamientos de manera más efectiva para crear uniones fuertes y confiables con un mínimo de mantenimiento.
Las formas de contacto rodante se han utilizado entre las poblaciones humanas durante mucho tiempo. Una de las primeras formas del rodamiento fue el rodillo de troncos, que permitía a las personas mover objetos masivos empujándolos a lo largo de conjuntos de troncos. La gente colocó troncos, colocó objetos encima y los empujó. A medida que los troncos giraban debajo de los objetos, los obligaban a avanzar hacia los troncos en la parte delantera del grupo. Eventualmente, los registros individuales saldrían por debajo y podrían reciclarse colocándolos nuevamente en la parte frontal de la matriz.