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

SUMÁRIO Introdução Objetivos Metodologia Resultados Conclusões Trabalhos futuros

Falex do LFS - um breve histórico 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;

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

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

Critério de avaliação da trilha de desgaste Introdução Norma ASTM G 77-91: Critério de avaliação da trilha de desgaste A B C D 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%;

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

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

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.

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

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

Avaliação do sistema modificado de acordo 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

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

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

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

Resultados Ensaios de Desgaste – Sistema modificado Configuração original Sistema modificado

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

Desempenho do motor elétrico Resultados Desempenho do motor elétrico 3,2 A

Desempenho do motor elétrico Resultados Desempenho do motor elétrico 3,2 A

Desempenho do motor elétrico Resultados Desempenho do motor elétrico 3,2 A

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.

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