TransMIT Área de Projeto Análise de Superfícies Nano Prof. Dr. André Schirmeisen Instituto de Física Aplicada Heinrich-Buff-Ring 16 35392 Gießen (Alemanha)

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1 TransMIT Área de Projeto Análise de Superfícies Nano Prof. Dr. André Schirmeisen Instituto de Física Aplicada Heinrich-Buff-Ring 16 35392 Gießen (Alemanha) Relatório de teste: Teste da eficácia dos aditivos REWITEC® em conjunto com óleos em transmissões de geradores de energia eólica Processamento: 20.Jan.2014 Contratante: REWITEC GmbH, Stefan Bill

2 Montagem do ensaio: Microtribometro Ensaio de atrito mediante motor elétrico (com estabilização das rotações) Esfera esfrega em substrato de aço plano Força normal: ajustável através de sistema de molas Variável de medida: corrente do motor como função do tempo Tensão constante do motor  corrente do motor é referência do atrito Motor elétrico banho de óleo (pode ser aquecido contato tribologico (esfera de aço sobre substrato de aço) sistema de molas para ajustar a força normal

3 Geometria do contato e parâmetros de medição Motor elétrico de velocidade estabilizada conduz a esfera sobre substrato de aço inoxidável plano 1 cm Ponto de contato Ø ≈ 1 mm 2 cm Parâmetros tipicos do ensaio: Rotação: 1500 – 6000 U/min (geralmente: 3000 U/min) Temperatura do óleo: T = 25 - 100°C Força normal: 10N < F N < 20N Concentrações dos aditivos: c = 0.2-0.6 Vol-% Motor elétrico com esfera conectada Geometria do contato Substrato de aço depois do ensaio de atrito (duração do ensaio: aprox. 24h)

4 Seleção dos parâmetros ideiais para a medição Tipo de atrito depende de o Velocidade de fricção o Viscosidade do lubrificante  o Força normal F N o Geometria e aspereza dos corpos de fricção  Número Sommerfeld S 0 A curva de Stribeck descreve a dependência do tipo de atrito em relação aos parâmetros do sistema Microtribometro: faixa de atrito ajustado pela escolha da rotação e da força normal Atrito de limite Atrito mistoAtrito líquido Contra-corpo Lubrificante Corpo base Coeficiente de fricção μ Ótimo para testes tribologicos

5 Conceito para os testes dos aditivos Execução da adição do aditivo: 0.5 ml de aditivo são adicionadas ao banho de óleo (banho de óleo: aprox. 125 ml) Aditivo é diluído antes da adição em aprox.. 10-15 ml de óleo Apos da adição da mistura óleo-aditivo a concentração total de aditivo é de aprox. 0.4 Vol.-% A eficácia máxima do aditivo é atingida geralmente no prazo de 1 a 2 horas Adição do aditivo Execução da medição: I.Fase de amaciamento do contato até atingir o estado estável II.Adição do aditivo III.“Segundo amaciamento”: Aditivo produz o efeito IV.Sistema atinge um novo nível estável V.Diferença dos níveis estáveis: Redução da atrito pelo aditivo (Curva esquemática) Redução do atrito em função do aditivo Amaciamento do contato Estado estável é atingido “Segundo amaciamento” Imagens posteriores mostram esta região Atrito relativo

6 Medição de referência: óleo de motor 15W-40 com adição de REWITEC Parâmetros de medição: Rotação: 3000 U/min,, Força normal: F N =20N, concentração do aditivo: c=0.4 Vol-% Óleo: óleo mineral (15W-40), Temperatura do óleo: T = 100°C Processo de amaciamento apos da adição do aditivo Nível antes da adição Nível apos da adição t / h Atrito / a.u.  Fricção Apresentação do atrito relativo: Início: Nível apos do amaciamento sem aditivo t=19.7h  Adição do aditivo Depois: queda evidente do atrito! T>21h: novo nível estável é atingido Tempo de amaciamento com aditivo: aprox. 1.5h Calibração resulta em: Possível redução do atrito em aprox. 35% Adição do aditivo Resultado mostra a eficácia dos aditivos REWITEC ® em óleo de motor

7 Castrol X320 com adição de REWITEC® Parâmetros de medição: Rotação: 3000 U/min,, Força normal: F N =40N, Concentração do aditivo:c=0,6 Vol-% Óleo: Castrol X-320, Temperatura do óleo: T = 90°C, Aditivo R8 Amaciamento depois da adição do aditivo Nível antes da adição Nível apos da adição do aditivo Adição do aditivo Funcionamento muito suave apos da adição do aditivo Efeito do aditivo pode ser sentido nitidamente Redução do atrito de limite em aprox. 70% Redução do atrito com REWITEC ® Atrito com nível de enchimento corrigido / a.u.

8 Apresentação esquemática dos óleos de transmissão *Progressão do tempo da redução de atrito é descrita pela função exponencial exp(-t/  ), com constante de tempo . Momento da adição de REWITEC ® Tempo Atrito sem REWITEC ® Atrito com REWITEC ® Óleo „X-320“ Redução 70%  = 22 min* Óleo „SHC-630“ Redução 65%  = 31 min* Óleo „A-320“ Redução 54%  = 29 min* Atrito de limite padronizada