PROJETO DE EQUIPAMENTO PARA ENSAIO DE DESGASTE DO TIPO “PINO SOBRE DISCO”
Por: Luiza0631 • 24/9/2019 • Trabalho acadêmico • 3.084 Palavras (13 Páginas) • 351 Visualizações
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PROJETO DE EQUIPAMENTO PARA ENSAIO DE DESGASTE DO TIPO “PINO SOBRE DISCO”
Autores: Daniel Bueno
Jéssica Novais Hamade
Luíza Menezes
Michel Silva
Professor: Prof. Dr. Sandro Cardoso Santos
Belo Horizonte
Maio 2017
1. Introdução
A resistência ao desgaste possui potencial relevância em relação à seleção de materiais nos projetos de tribologia ou nas mais diversas aplicações, dessa forma testes de laboratório são desenvolvidos com a finalidade de se medir a resistência ao desgaste sob condições semelhantes às condições de serviço. Os ensaios permitem verificar os mecanismos de desgaste e assim classificar os materiais para aplicações específicas.
O ensaio de laboratório mais comumente usado na caracterização do desgaste por deslizamento entre dois corpos é o Pino Sobre Disco. A norma ASTM G99-95 (Teste de Desgaste com Dispositivo Pino-Disco) estabelece o procedimento padrão para os testes entre dois materiais em contato para a determinação do desgaste e do coeficiente de atrito durante o deslizamento. Por meio deste equipamento é possível a análise de uma grande gama de materiais metálicos, cerâmicos, poliméricos e compósitos.
Ademais, é possível ainda estudar a influência dos diversos parâmetros que influenciam o contato nas causas de desgaste para várias combinações de materiais entre pino e disco, ou ainda realizar análises para determinação do lubrificante mais adequado para uma determinada situação de atrito.
2. Objetivo
O presente trabalho visa a elaboração de um projeto do equipamento denominado “Pino sobre disco” para obtenção da quantidade de material desgastado, de forma que atenda as viabilidades técnica, econômica e financeira.
3. Viabilidade Técnica
Há uma grande variedade de equipamentos laboratoriais para realização de testes de atrito e desgaste, mas o tribômetro Pino Sobre Disco é sem dúvida o tipo de máquina mais comum, frequentemente utilizado na caracterização tribológica de vários tipos de materiais incluindo metais, polímeros, compósitos e cerâmicos (GEE et al, 1994; RUFF et al 1989).
A técnica pino sobre disco utiliza um tribômetro com movimento relativo entre dois corpos, sendo o pino geralmente o contra-corpo e o disco a superfície da amostra ensaiada. Neste ensaio somente um dos corpos possui movimento rotacional, que geralmente é realizado pelo disco.
Assim, o dispositivo pino sobre disco é um aparato tecnológico que serve para medir atrito ou desgaste em condições controladas, e é frequentemente utilizado nas mais diversas investigações realizadas na área da tribologia.
Este aparato deve ser projetado de forma criteriosa permitindo recriar todas as características críticas do atrito ou desgaste.
Portanto, a viabilidade do desenvolvimento do projeto do equipamento Pino Sobre Disco é corroborada pela já existência do mesmo no mercado.
4. Viabilidade Econômica
O projeto de um equipamento de ensaio do tipo “Pino sobre disco” visa o atendimento da necessidade de usuários como pesquisadores ou técnicos, seja para estudos de ciência e pesquisa como para fins industriais de desenvolvimento ou controle de qualidade. Acredita-se que estes fatores são relevantes para se considerar o desenvolvimento de um projeto de um mecanismo deste tipo. Sendo assim, foi feita então uma estimativa do valor máximo a ser investido no projeto de 150 mil Reais.
5. Viabilidade Financeira
Para a análise de viabilidade financeira, considerou-se uma empresa em uma situação atual confortável quanto ao investimento em novos projetos, possuindo fundos livres para investimentos superiores aos 150 mil Reais máximos estimados na análise econômica. Considerou-se ainda o ensaio de dureza obtido pelo equipamento como um ensaio frequentemente utilizado pela empresa, e que esta, desde sua consolidação, utilizava-se de serviços terceirizados para tal. Ainda, que o montante total já investido nos serviços já ultrapassara o valor máximo considerado para o projeto. Sendo assim, diante do cenário exposto fica evidente a viabilidade financeira para a execução do projeto.
6. PROJETO CONCEITUAL
6.1 Necessidades e expectativas dos clientes
O público alvo do projeto se concentra em universidades e pequenos centros de pesquisa em que testes de desgaste são necessários e desejados para fins de pesquisa. Como as atuais máquinas de testes tribológicos, também chamadas tribômetros, vem com grande valor de aquisição acoplado, sua compra é por vezes cancelada devido a pouca verba disponível nas instituições brasileiras.
Com o atual projeto, busca-se obter por meios mais economicamentes viáveis os mesmos ou similares resultados que um tribômetro industrial forneceria. Portanto, o produto final deve oferecer resultados confiáveis a um preço acessível para instituições poderem comprá-lo ou até mesmo montá-lo em ambiente acadêmico.
Buscando-se adequar o projeto a essas necessidades do cliente, apresenta-se a análise funcional do produto. Essa análise possui o objetivo de identificar cada um dos elementos (físicos, energéticos e de dados) das etapas envolvidas no funcionamento do produto e relacioná-las, de forma que nenhum detalhe do projeto seja esquecido. É comum que o projetista, em determinados momentos de desenvolvimento do projeto, concentre suas atenções em algum tema específico, ficando assim propenso a negligenciar detalhes, muitas vezes, simples, mas importantes do produto.
6.2 Diagramas de análise funcional do equipamento
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7. PROJETO DETALHADO
O teste de desgaste do pino sobre disco pode simular múltiplos modos de desgaste, incluindo: unidirecional, bidirecional e quase rotativo. A máquina é comumente chamada de tribômetro do tipo pino sobre disco.
A avaliação da perda de massa e a análise diferencial de fluidos de teste são geralmente realizadas pós-teste para caracterizar propriedades de desgaste, avaliando-se a perda de massa ocorrida no material de teste. Além disso, um perfilômetro de contato pode ser utilizado para avaliar as mudanças na topografia superficial devido à articulação. A avaliação metalúrgica do desgaste pós-teste também pode ser realizada.
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