dc.creator | Maldaner, Fernando Henz | |
dc.date.accessioned | 2023-10-27T19:03:06Z | |
dc.date.available | 2023-10-27T19:03:06Z | |
dc.date.issued | 2023-05-29 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/30401 | |
dc.description.abstract | Wear is one of the main failure modes of engineering materials, responsible for
considerable efficiency losses in mechanical systems. To evaluate the tribological behavior
of materials subjected to sliding contacts, mechanical wear and friction tests are employed.
These tests are conducted using equipment called tribometers, which generally have a high
cost, as they are imported products. Due to their constructional characteristics and employed
technologies, many commercial tribometers have functionalities that do not meet the needs
of their users. Additionally, considering that different types of contact are developed in
mechanical systems, reproducing these contacts through bench tests to evaluate the
tribological performance of the involved materials requires the adoption of different
equipment, increasing the cost of this characterization. Based on this problem and after
identifying a set of needs related to the product, users, and test execution, the objective of
this work was to develop, manufacture, and validate a tribometer for conducting sliding wear
and friction tests, integrated with multiple contact configurations in a single test bench. In
order to carry out the activities related to the development of the product in question, a
product development methodology derived from the concepts presented by Pahl & Beitz was
adopted. The developed tribometer consists of four assemblies, which, in conjunction with
their respective subassemblies and components, allow for the evaluation of wear and friction
performance of different sample configurations. The equipment is capable of performing
four test configurations on the same test platform: wear tests in sphere (and pin) on disk,
sphere (and pin) on plate - reciprocating, point contact fatigue, and scratch tests. The
equipment is also equipped with resources that enable remote control of operational
parameters and adaptive control, as well as automatic reading of output parameters from the
test. Its programming interface consists of a 4.3-inch LCD screen interfaced to an Arduino
platform, which allows for easy programming, control, and data acquisition of the test.
Validation tests confirmed its accuracy, robustness, operability, and reliability, showing that
the developed equipment meets the needs of its users, with the additional advantage of
significantly lower cost compared to its commercial counterparts. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Tribômetro | por |
dc.subject | Desgaste | por |
dc.subject | Atrito | por |
dc.subject | Desenvolvimento de produto | por |
dc.subject | Inovação | por |
dc.subject | Tribometer | eng |
dc.subject | Wear | eng |
dc.subject | Friction | eng |
dc.subject | Product development | eng |
dc.subject | Innovation | eng |
dc.title | Projeto de um tribômetro para ensaios de desgaste e atrito por deslizamento sob múltiplas geometrias de contato | por |
dc.title.alternative | Design of a tribometer for wear tests and friction by sliding under multiple contact geometries | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Scheuer, Cristiano José | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3758860836699578 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Santos, César Gabriel dos | |
dc.contributor.referee1 | Kubota, Flávio Issao | |
dc.contributor.referee2 | Romano, Leonardo Nabaes | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2202852674064136 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Mecânica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |