Modificações estruturais de uma máquina para ensaio de desgaste por deslizamento

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

2. SUMÁRIO • Introdução • Objetivos • Metodologia • Resultados • Conclusões • Trabalhos futuros

3. Introdução Falex do LFS - um breve histórico • Máquina fabricada pela Falex Corporation, Chicago - EUA; • Doada pela Mahle Metal Leve S/A; • Destinada a ensaios de deslizamento de pares metálicos; • Norma ASTM G 77-91 – Resistência dos materiais, ensaios de desgaste por deslizamento; • Parte elétrica reformada no LFS;

5. Contador de ciclos Controlador de temperatura Força Tangencial Tacômetro Controlador de rotação temperatura máx. 120ºC Introdução Controladores

6. A - vibrações na haste da célula de carga; B - rigidez insuficiente na haste de encaixe do porta-amostras; C - instabilidade no porta-amostras A B C • Problemas detectados na máquina:

7. A B C D Introdução Norma ASTM G 77-91: Critério de avaliação da trilha de desgaste A - desgaste retangular (adequado); B – alinhamento incorreto: acumulo de resíduos de desgaste; C – desgaste severo com deformação plástica (prejudicial as medidas); D – marca cônica ao longo da pista, coeficiente de variação > 10%;

8. Introdução Critério de descarte do ensaio: Variação na largura da trilha de desgaste não pode ser >10% errado certo • .

9. Problemas detectados na trilha de desgaste: Critério de descarte do ensaio: Variação na largura da trilha de desgaste não pode ser >10% Ensaio a seco Água destilada Óleo mineral MEV, aumento 25x

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

11. 10 mm 3 mm Materiais e métodos Substituição do cilindro de aplicação de carga e do cilindro de apoio do porta-amostras  4,5 mm Original Modificado

12. Materiais e métodos Substituir a haste da célula de carga Original Modificado

13. Materiais e métodos Avaliação do sistema modificado de acordo com a norma ASTM G77-91 • 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

14. Corpo-de-prova: • Bloco retangular 10,16 mm 15,75 mm 6,35 mm • Contra-corpo: • Anel de rolamento 25,65 mm 30,99 mm 34,99 mm Materiais e métodos Norma ASTM G77-91

15. Materiais e métodos Teste do motor elétrico em diferentes condições de ensaio

16. Materiais e métodos Teste do motor elétrico em diferentes condições de ensaio Limite de trabalho: 3,4 A • Materiais aço ABNT 1020 aço ferramenta ferro fundido nodular • Condições • a seco • lubrificado com água destilada • lubrificado com óleo mineral a 100ºC • Carregamento a cada três minutos

17. Resultados Ensaios de Desgaste – Sistema modificado Configuração original Sistema modificado

18. Resultados Aspecto da Trilha de desgaste Sistema modificado Água destilada Ensaio a seco Óleo mineral MEV, aumento 25x

19. Resultados Desempenho do motor elétrico 3,2 A

20. Resultados Desempenho do motor elétrico 3,2 A

21. Resultados Desempenho do motor elétrico 3,2 A

22. Conclusões • Com a substituição do cilindro de aplicação de carga e do cilindro de apoio do porta-amostras houve melhora na rigidez do sistema. • 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. • Nos ensaios com óleo mineral a corrente elétrica se manteve estável até o carregamento total.

23. Trabalhos Futuros • Correção das variações registradas pela força tangencial. • Calibração da máquina. • Sistema de instrumentação da máquina através do Departamento de Engenharia Metalúrgica (POLI).