Projeto de um tribômetro para ensaios de desgaste e atrito por deslizamento sob múltiplas geometrias de contato
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Data
2023-05-29Primeiro coorientador
Santos, César Gabriel dos
Primeiro membro da banca
Kubota, Flávio Issao
Segundo membro da banca
Romano, Leonardo Nabaes
Metadata
Mostrar registro completoResumo
O desgaste é um dos principais modos de falha dos materiais de engenharia, sendo
responsável por perdas consideráveis de eficiência em sistemas mecânicos. Neste sentido,
para avaliar o comportamento tribológico de materiais submetidos a contatos do tipo
deslizante, são empregados ensaios mecânicos de desgaste e atrito. À realização desses
ensaios, são utilizados equipamentos denominados tribômetros, os quais apresentam um alto
custo, uma vez que geralmente são produtos importados. Devido às suas características
construtivas e tecnologias empregadas, muitos dos tribômetros comerciais apresentam
funcionalidades que não atendem às necessidades de seus usuários. Além disso,
considerando que diferentes naturezas de contato são desenvolvidas nos sistemas mecânicos,
a reprodução desses contatos por meio de ensaios de bancada para avaliação do desempenho
tribológico dos materiais envolvidos, requer a adoção de diferentes equipamentos, o que
aumenta o custo dessa caracterização. Com base nessa problemática, e após o levantamento
de um conjunto de necessidades relacionadas ao produto, aos usuários e à execução dos
ensaios, o objetivo deste trabalho foi projetar um tribômetro destinado à realização de
ensaios de desgaste e atrito por deslizamento, integrado por múltiplas configurações de
contato em um único banco de testes. A fim de realizar as atividades relacionadas ao projeto
do produto em questão, adotou-se uma metodologia de desenvolvimento de produtos
derivada dos conceitos apresentados por Pahl e Beitz. O tribômetro projetado é constituído
por quatro conjuntos, os quais atuando em consonância com seus respectivos subconjuntos
e componentes, permitem a avaliação do desempenho ao desgaste e atrito de diferentes
configurações de amostras. O equipamento tem aptidão para realizar quatro configurações
de ensaios em uma mesma plataforma de testes: desgaste nas configurações esfera (e pino)
sobre disco, esfera (e pino) sobre placa – recíproco, fadiga de contato pontual, e o ensaio de
riscamento. O equipamento ainda é composto por recursos que possibilitam o comando
remoto dos parâmetros operacionais e o seu controle adaptativo, além da leitura automática
dos parâmetros de saída do ensaio. Sua interface de programação é constituída por uma tela
LCD de 4,3 polegadas interfaceada à uma plataforma Arduino, que permite a fácil
programação, controle e aquisição de dados de ensaio. Os testes de verificação de
funcionamento comprovaram a sua operacionalidade, mostrando que o equipamento
desenvolvido atende às necessidades dos seus usuários, apresentando a vantagem adicional
de possuir um custo significativamente menor em comparação com seus equivalentes
comerciais. Dessa forma, pode-se inferir que a execução deste trabalho permitiu avanços no
estado da arte dos ensaios tribológicos, fornecendo à comunidade científica e tecnológica
uma plataforma multifuncional de baixo custo.
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