Modificações estruturais de uma máquina para ensaio de desgaste por deslizamento Téc. Raquel Camponucci M.E. Ronaldo Cozza Prof. Dr. Amilton Sinatora

Modificações estruturais de Modificações estruturais de uma máquina para ensaio de uma máquina para ensaio de desgaste por deslizamentodesgaste por deslizamento

Téc. Raquel Camponucci

M.E. Ronaldo Cozza

Prof. Dr. Amilton Sinatora

SUMÁRIOSUMÁRIO

• Introdução

• Objetivos

• Metodologia

• Resultados

• Conclusões

• Trabalhos futuros

Falex do LFS - um breve históricoFalex do LFS - um breve histórico

IntroduçãoIntrodução

Máquina fabricada pela Falex Corporation, Chicago - EUA;

Destinada a ensaios de deslizamento de pares metálicos;

Norma ASTM G 77-91 – Resistência dos materiais,

ensaios de desgaste por deslizamento;

Doada pela Mahle Metal Leve S/A;

Parte elétrica reformada no LFS;

ControladoresControladores


Tacômetro

Contador de ciclos

Controladorde temperatura

Controladorde rotação

temperaturamáx. 120ºC

Força Tangencial

Problemas detectados na máquina:Problemas detectados na máquina:

C - instabilidade no porta-amostras

C

A - vibrações na haste da célula de carga;

A

B - rigidez insuficiente na haste de encaixe do porta-amostras;

B

Norma ASTM G 77-91: Norma ASTM G 77-91:

Critério de avaliação da trilha de desgasteCritério de avaliação da trilha de desgaste

A B

C D

D – marca cônica ao longo da pista,

coeficiente de variação > 10%;

A - desgaste retangular (adequado);

B – alinhamento incorreto: acumulo de

resíduos de desgaste;

C – desgaste severo com deformação

plástica (prejudicial as medidas);


.

IntroduçãoIntroduçãoCritério de descarte do ensaio:

Variação na largura da trilha de desgaste não pode ser >10%

errado certo

Problemas detectados na trilha de desgaste:Problemas detectados na trilha de desgaste:

Ensaio a seco Óleo mineral Água destilada

MEV, aumento 25x

Critério de descarte do ensaio:

Variação na largura da trilha de desgaste não pode ser >10%

ObjetivosObjetivos

Avaliar o desempenho do motor elétrico da Falex em função das condições de ensaio de desgaste utilizadas.

Substituir o cilindro de aplicação de carga e o cilindro de apoio do porta-amostras.

Substituir a haste da célula de carga.

Comparar se os resultados do sistema modificado estão coerentes com a norma ASTM G77-91.

Materiais e métodosMateriais e métodos

4,5 mm

Original Modificado

10 mm

3 mm

Substituição do cilindro de aplicação de carga e do cilindro Substituição do cilindro de aplicação de carga e do cilindro de apoio do porta-amostrasde apoio do porta-amostras

Substituir a haste da célula de cargaSubstituir a haste da célula de carga

Original Modificado


Materiais

Corpo-de-prova: aço AISI 1020

Contra-corpo: aço SAE 52100

Condições de ensaio

a seco, 120 N

com óleo mineral ISO 10 a 100ºC, 240 N

com água destilada, 240N

20.000 ciclos

200 rpm

Materiais e métodosMateriais e métodosAvaliação do sistema modificado de acordo Avaliação do sistema modificado de acordo

com a norma ASTM G77-91com a norma ASTM G77-91

Norma ASTM G77-91Norma ASTM G77-91

Corpo-de-prova: Corpo-de-prova: Bloco retangular

15,75 mm6,35 mm

10,16 mm

Contra-corpo:Contra-corpo: Anel de rolamento

25,65 mm

30,9

9 m

m

34,99 mm


Teste do motor elétrico em diferentes condições de ensaioTeste do motor elétrico em diferentes condições de ensaio


Materiais

aço ABNT 1020

aço ferramenta

ferro fundido nodular

Condiçõesa secolubrificado com água destiladalubrificado com óleo mineral a 100ºC

Carregamento a cada três minutos


Teste do motor elétrico em diferentes condições de ensaioTeste do motor elétrico em diferentes condições de ensaio

Limite de trabalho: 3,4 ALimite de trabalho: 3,4 A

ResultadosResultados

Configuração originalConfiguração original

Sistema modificadoSistema modificado

Ensaios de Desgaste – Sistema modificadoEnsaios de Desgaste – Sistema modificado

Sistema modificadoSistema modificado

Óleo mineral Ensaio a seco Água destilada

MEV, aumento 25x


Aspecto da Trilha de desgaste Aspecto da Trilha de desgaste

Desempenho do motor elétricoDesempenho do motor elétrico


ENSAIO A SECO

0,0

0,7

1,4

2,1

2,8

3,5

0 50 100 150 200 250 300 350

Força Normal (N)

Cor

rent

e E

létr

ica

(A)

aço 1020 aço ferramenta ferro fundido nodular

3,2 A



ENSAIO ÁGUA DESTILADA

0,0

0,7

1,4

2,1

2,8

3,5

0 200 400 600 800 1000 1200

Força Normal (N)

Cor

rent

e El

étric

a (A

)


3,2 A



ENSAIO COM ÓLEO

0,0

0,7

1,4

2,1

2,8

3,5

0 200 400 600 800 1000 1200

Força Normal (N)

Cor

rent

e E

létr

ica

(A)


3,2 A

ConclusõesConclusões

Nos ensaios com óleo mineral a corrente elétrica se manteve

estável até o carregamento total.

Os resultados de desgaste são coerentes com a norma ASTM G 77 – 91.

Nos testes de desempenho do motor elétrico, os ensaios a seco

mostraram instabilidade no carregamento.

Com água destilada nota-se um aumento constante da corrente

que varia de acordo com o material.

Com a substituição do cilindro de aplicação de carga e do cilindro de

apoio do porta-amostras houve melhora na rigidez do sistema.

Sistema de instrumentação da máquina através do Departamento

de Engenharia Metalúrgica (POLI).

Trabalhos FuturosTrabalhos Futuros

Correção das variações registradas pela força tangencial.

Calibração da máquina.

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