Modificações estruturais de uma máquina para ensaio de desgaste por deslizamento Téc. Raquel...
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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
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SUMÁRIOSUMÁRIO
• Introdução
• Objetivos
• Metodologia
• Resultados
• Conclusões
• Trabalhos futuros
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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;
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ControladoresControladores
IntroduçãoIntrodução
Tacômetro
Contador de ciclos
Controladorde temperatura
Controladorde rotação
temperaturamáx. 120ºC
Força Tangencial
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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
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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);
IntroduçãoIntrodução
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.
IntroduçãoIntroduçãoCritério de descarte do ensaio:
Variação na largura da trilha de desgaste não pode ser >10%
errado certo
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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%
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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.
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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
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Substituir a haste da célula de cargaSubstituir a haste da célula de carga
Original Modificado
Materiais e métodosMateriais e métodos
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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
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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
Materiais e métodosMateriais e métodos
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Teste do motor elétrico em diferentes condições de ensaioTeste do motor elétrico em diferentes condições de ensaio
Materiais e métodosMateriais e métodos
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Materiais
aço ABNT 1020
aço ferramenta
ferro fundido nodular
Condiçõesa secolubrificado com água destiladalubrificado com óleo mineral a 100ºC
Carregamento a cada três minutos
Materiais e métodosMateriais e métodos
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
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ResultadosResultados
Configuração originalConfiguração original
Sistema modificadoSistema modificado
Ensaios de Desgaste – Sistema modificadoEnsaios de Desgaste – Sistema modificado
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Sistema modificadoSistema modificado
Óleo mineral Ensaio a seco Água destilada
MEV, aumento 25x
ResultadosResultados
Aspecto da Trilha de desgaste Aspecto da Trilha de desgaste
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Desempenho do motor elétricoDesempenho do motor elétrico
ResultadosResultados
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
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ResultadosResultados
Desempenho do motor elétricoDesempenho do motor elétrico
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
)
aço 1020 aço ferramenta ferro fundido nodular
3,2 A
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ResultadosResultados
Desempenho do motor elétricoDesempenho do motor elétrico
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)
aço 1020 aço ferramenta ferro fundido nodular
3,2 A
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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.
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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.