Coeficiente de atrito (μ) e do fator de atrito (m)

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

ALEXANDRE SECCO

JOFRE SUTILLI

SILVIO HANAUER

WILIAM KAFFER

AULA PRÁTICA: ATRITO

PATO BRANCO

2012

1 OBJETIVO

Neste ensaio pretende-se determinar o valor do coeficiente de atrito (μ) e do fator de atrito (m) nas superfícies de contato entre o material e a ferramenta através do ensaio de compressão axial de anéis cilíndricos padronizados entre bases planas. Submetendo-se este corpo de prova a uma carga, que leve o anel a uma dada redução de altura, então, teremos uma variação em seus diâmetros interno e externo. Esta variação é dependente da condição de atrito existente no contato do corpo de prova com a superfície das matrizes. O método foi desenvolvido por Male e Cockroft (1964). A figura 1 mostra amostras sem ensaiar e amostra ensaiada com lubrificante e sem lubrificante.

[pic 1]

Figura 1. Corpos de prova tipo anel.

2 INTRODUÇÃO

Atrito é o mecanismo pelo qual se desenvolvem forças na superfície de dois corpos em contato, que se traduz numa resistência ao deslizamento de um corpo sobre o outro. Ainda que estas forças que se desenvolvem durante o processo de deslizamento se encontrem presentes, quaisquer que sejam os materiais em contato, os mecanismos físico-químicos responsáveis por elas dependem da natureza de tais materiais.

A técnica apresentada é basicamente experimental e seus resultados foram obtidos criando-se curvas chamadas de calibração, para cada material, aonde o coeficiente de atrito (μ) é relacionado com a variação do diâmetro interno e com a variação da altura do anel.

Dentre os métodos para medir o coeficiente de atrito, o teste de compressão do anel ganhou ampla aceitação nas últimas duas décadas.

Essa técnica utiliza as alterações dimensionais de uma amostra de teste para quantificar o coeficiente de atrito. Quando um anel liso é comprimido entre duas placas planas, um alto atrito resulta em um fluxo interno do material; um baixo atrito resulta em escoamento do material.

Para um determinado percentual de redução da altura do anel durante o teste de compressão, haverá uma variação do diâmetro interno da amostra; através dessa medição, é possível, indiretamente, conhecer o fator de atrito na interface peça/matriz.

Se a amostra tem a dimensão do diâmetro aumentada durante a deformação, o atrito é baixo; se o diâmetro interno da amostra diminui durante a deformação, o atrito é alto.

3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Durante a realização do ensaio de compressão do anel deverá ser aplicado o seguinte procedimento:

1. Medir a altura e o diâmetro interno iniciais do corpo de prova em, pelo menos, três pontos diferentes;
2. Limpar os pratos de compressão e, seguidamente, proceder à sua lubrificação;
3. Limpar o anel cilíndrico com um produto de limpeza apropriado e, seguidamente, proceder à sua lubrificação;
4. Centrar o anel cilíndrico no prato inferior de compressão;
5. Efetuar a compressão do anel cilíndrico para diferentes deslocamentos do prato compressor e medir a altura h e o diâmetro interno do anel após o ensaio, utilizando pelo menos três pontos de medida diferentes;
6. Repetir b), c) e d) entre cada ensaio.

        

3.1 MATERIAIS

• Anéis de aço ABNT 1020 com relação geométrica 6:3:2 (De:Di:h);
• Grafite em pó;
• Teflon (fita veda rosca).

3.2 EQUIPAMENTOS

• Paquímetro;
• Computador da maquina de ensaio Time;
• Máquina de Ensaio Time.

4 RESULTADOS OBTIDOS

1. Medidas da geometria do anel. (sem lubrificante)

Amostra	Di	De	ho	Dif	hf	% Di	% h
Media CP 1	9,00	18,00	6,00	8,90	5,70	1,1%	4,17%
9,00	18,00	6,00	9,00	5,78
9,00	18,00	6,00	8,94	5,78
9,00	18,00	6,00	8,95	5,75
Media CP 2	9,10	18,00	6,00	8,94	5,00	1,20%	14.5%
9,10	18,00	6,00	9,00	5,20
9,10	18,00	6,00	9,04	5,20
9,10	18,00	6,00	8,99	5,13
Media CP 3	8,94	18,00	6,00	8,80	4,07	0,78%	27%
8,94	18,00	6,00	8,90	4,42
8,94	18,00	6,00	8,90	4,66
8,94	18,00	6,00	8,87	4,38

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