Figura 10 –Variação do Coeficiente de Atrito em Função da Velocidade

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1 Figura 10 –Variação do Coeficiente de Atrito em Função da Velocidade
1.  O atrito dividido em dois tipos básicos: estático e dinâmico. 2. Coeficiente de atrito estático entre dois materiais é maior que o dinâmico em condições equivalentes. 3.  Ambos dependem das características dos materiais e de fatores tais como acabamento, rugosidade, lubrificação, limpeza, contaminação. 4. O coeficiente de atrito dinâmico também pode variar com a diferença de velocidade entre as superfícies, mas esta é uma característica geralmente desconsiderada nos materiais normalmente utilizados em freios, já que o este alcança um valor estável a partir de baixas velocidades. Figura 10 –Variação do Coeficiente de Atrito em Função da Velocidade

2 Onde: dr é o elemento de raio p é o pressão quando a força de aplicação (contato) sobre ele é dF.

3 Modelagem por pressão Constante
A força dF pode ser calculada por: Da mesma forma, o torque de cada elementos é o produto da forca de atrito pelo raio e é dada por:

4 Modelagem por pressão Constante
A força dF pode ser calculada por: Da mesma forma, o torque de cada elementos é o produto da forca de atrito pelo raio e é dada por:

5 Quando consideramos mais de uma superfície de atrito, o torque disponível no acoplamento deve ser calculado multiplicando-se o torque da equação 4 pelo número de superfícies em contato N.

6 - O desgaste é proporcional ao produto da pressão p e do raio r.

7 Modelagem por desgaste constante, W:
- Desgaste é proporcional ao trabalho de atrito; Ou seja, produto da força de atrito pela distância percorrida. - A primeira variável é proporcional à pressão superficial enquanto que a segunda é proporcional à velocidade tangencial Pmin , rmax (ro) Pmax , rmin (ri)

8 Após um primeiro desgaste e um uso dos discos até o ponto em que o uso uniforme fique possível, a maior pressão deve ocorrer no raio menor para que desgaste seja constante PARA A PRESSÃO MÁXIMA PMAX, OBTÉM-SE:

9 Da mesma forma, a equação para o torque fica:

10 Com a substituição do valor de pressão máxima da equação 6 na equação para o cálculo do torque, incluindo o número de superfícies em contato, obtem-se:

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12 Embreagens Cônicas

13 Como exemplo, o valor do torque para a modelagem por pressão constante para embreagens cônicas é dado por:

14 Freios de Tambor de Sapatas Internas

15 Pressão Nula

16 b é a largura da sapata

17 Horário sentido de giro

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19 Calculo do momento devido ao atrito(f)

20 Calculo do momento devido a normal(N)

21 A força atuante F deve balancear os momentos com rotação no sentido horário

22 A força atuante F deve balancear os momentos com rotação no sentido anti-horário
Muda o sentido

23 O torque T aplicado no tambor pela sapata do freio é a soma das forças de fricção f dN vezes o raio do tambor.

24 As reações no pino articulado são calculadas pela soma das forças horizontais e verticais. Assim, para Rx e Ry:

25 As reações no pino articulado são calculadas pela soma das forças horizontais e verticais. Assim, para Rx e Ry:

26 As reações no pino articulado são calculadas pela soma das forças horizontais e verticais. Assim, para Rx e Ry:

27 Freios de Tambor de Sapatas Externas

28 Freios de Tambor de Sapatas Externas

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31 Muda sentido

32 Freio de Cinta

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35 Integrando:

36 Integrando:

37 > A equação mostra que, como f e  são maiores do que zero, o valor de P1 será sempre maior do que o de P2. > Assim, a carga máxima ocorrerá na posição 1.

38 Freio a disco:Model. por desgaste constante, W:
- Desgaste é proporcional ao trabalho de atrito; Ou seja, produto da força de atrito pela distância percorrida. - A primeira variável é proporcional à pressão superficial enquanto que a segunda é proporcional à velocidade tangencial Pmin , rmax (ro) Pmax , rmin (ri)

39 Após um primeiro desgaste e um uso dos discos até o ponto em que o uso uniforme fique possível, a maior pressão deve ocorrer no raio menor para que desgaste seja constante PARA A PRESSÃO MÁXIMA PMAX, OBTÉM-SE:

40 Da mesma forma, a equação para o torque fica:

41 FREIOS DE FRICÇÃO - MATERIAIS DE FRICÇÃO
material de fricção no freio deve possuir as seguintes características:

42 FREIOS DE FRICÇÃO - MATERIAIS DE FRICÇÃO
material de fricção no freio deve possuir as seguintes características:  as superfícies de atrito devem ter um bom coeficiente de atrito e com boa resistência à compressão

43 FREIOS DE FRICÇÃO - MATERIAIS DE FRICÇÃO
material de fricção no freio deve possuir as seguintes características: alto e uniforme coeficiente de fricção; condições impermeáveis para o meio; habilidade para suportar altas temperaturas, boa condutividade térmica; e alta resistência para o desgaste, descamação e risco.

44 Revestimento Orgânico
1. Asbestos: pela resistência térmica e pelo alto coeficiente de fricção

45 Revestimento Orgânico
1. Asbestos: pela resistência térmica e pelo alto coeficiente de fricção 2. Modificadores de fricção: p.e., óleo para dar uma fricção desejada

46 Revestimento Orgânico
1. Asbestos: pela resistência térmica e pelo alto coeficiente de fricção 2. Modificadores de fricção: p.e., óleo para dar uma fricção desejada 3. Preenchimento: p. e., goma de borracha para controlar os ruídos

47 Revestimento Orgânico
1. Asbestos: pela resistência térmica e pelo alto coeficiente de fricção 2. Modificadores de fricção: p.e., óleo para dar uma fricção desejada 3. Preenchimento: p. e., goma de borracha para controlar os ruídos 4 Outros materiais: exemplo, chumbo em pó, lascas de latão e alumínio em pó para aumentar a performance durante a frenagem

48 Revestimento Sinterizado/Metálico
Esse tipo de revestimento recebeu atenção pelas aplicações especiais envolvendo grande dissipação de calor e altas temperaturas.

49 Revestimento Sinterizado/Metálico
Esse tipo de revestimento recebeu atenção pelas aplicações especiais envolvendo grande dissipação de calor e altas temperaturas. Materiais de fricção sinterizados de cerâmica metálica são aplicados com sucesso em freios de jatos e em carros de corrida.

50 A tabela 1, abaixo, ilustra as propriedades dos materiais de forração para freios/embreagens
Material de atrito Coeficiente de atrito dinâmico Seco Em óleo Pressão máxima [kPA] Temperatura máxima [C] Moldado 0,25-0,45 0,06-0,09 Tecido/orgânico 0,08-0,1 Metal Sinterizado 0,15-0,45 0,05-0,08 Ferro Fundido ou aço endurecido 0,03-0,06 260

51 2. Revestimento Moldado / Semimetálico
A. Esse tipo de revestimento substitui parte dos asbestos e dos componentes orgânicos da dureza orgânica por ferro, aço e grafite.

52 2. Revestimento Moldado / Semimetálico
A. Esse tipo de revestimento substitui parte dos asbestos e dos componentes orgânicos da dureza orgânica por ferro, aço e grafite. B. As razões para essa substituição são: Aumento da estabilidade friccional e perfomance a alta temperatura; temperatura, para temperaturas maiores que 230oC; Alta performance com ruídos minimizados.

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54 O freio mostrado na fig tem 300 mm de diâmetro e é acionado por um mecanismo que exerce a mesma forca F em cada sapata. As sapatas são idênticas e tem uma largura de 32mm. A guarnição é de amianto moldado, com coeficiente de atrito de 0,32 e limitação de pressão de 1000 kPa. Determine: A forca atuante A capacidade de frenagem As reações no pino de articulação da sapata de direita OBS: as sapatas são acionadas por um único mecanismo

55 Calculo do momento devido ao atrito

56 Calculo do Momento devido a normal

57 Calculo da forca atuante, F:

58 Calculo do torque na sapata da direita

59 Calculo do torque na sapata da esquerda
A partir da figura ao lado nota-se que os momentos devidos as forcas normal e atrito são proporcionais a esta pressão, assim:

60 Calculo do torque na sapata da esquerda
A partir da figura ao lado nota-se que os momentos devidos as forcas normal e atrito são proporcionais a esta pressão, assim:

61 Calculo do torque na sapata da esquerda
A partir da figura ao lado nota-se que os momentos devidos as forcas normal e atrito são proporcionais a esta pressão, assim:

62 Calculo do torque na sapata da esquerda

63 Calculo das reações, Rx e Ry:

64 Calculo das reações na sapata da direita , Rx e Ry:

65 Calculo das reações na sapata da esquerda , Rx e Ry:

66 Para forração moldada Pmax=1550 kPa ou 225 psi e coeficiente de atrito de 0,35 (tabela de materiais) , assim para um fator de serviço de 2, tem-se a potencia de projeto de15 HP

67 Para um material seco e moldado:

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