VALIDAÇÃO DO ABRASÔMETRO RODA DE BORRACHA

HORIZONTAL E VERTICAL

O trabalho experimental para a validação do abrasômetro está demonstrado do fluxograma da Figura 39.

Figura 39 - Fluxograma do procedimento experimental na fase de validação do abrasômetro

Fonte: produção do próprio autor Start Updo

equipamento Calibração da célula de carga Teste dos cilindros pneumáticos

Verificação do alinhamento entre a face

da roda e face da amostra

Correção do

alinhamento Melhoria do controle de pressão dos cilindros

Controle da força normal

4.1.1 Calibração da célula de carga

Para calibrar a célula de carga, uma massa de 1 kg (um quilograma) foi utilizada e o indicador de força foi configurado para mostrar o resultado em Newton, com uma precisão de 0,01 N.

4.1.2 Alinhamento e força aplicada

O objetivo foi verificar o perpendicularismo entre a face da amostra e a face da roda de borracha e também a quantidade de força exercida pelo sistema pneumático para verificar a repetibilidade dos resultados de desgaste das amostras.

Nesta etapa de ensaios, o alinhamento do equipamento ao que se refere à excentricidade da força aplicada em relação ao eixo da roda, Figura 40 (a), o ângulo de aplicação desta força, Figura 40 (b), e o ângulo da face da amostra com a face da borracha, Figura 40 (c), foram avaliados.

Figura 40 – Alinhamento e ângulos conferidos

Fonte: produção do próprio autor

Os valores ideais para estes parâmetros são: e=0 mm, Aº=0º e Bº=90º, respectivamente. Qualquer desvio em relação a estes, poderia causar variações nos ensaios e desvios dos resultados em relação à literatura.

A investigação mostrou uma pequena folga entre os trilhos e o cilindro pneumático (ilustrados na Figura 30), o que gerava uma pequena excentricidade da aplicação da força, além de uma inclinação no ângulo de aplicação.

Notou-se também que esta folga causava um erro na leitura da célula de carga, levando ao uso de uma pressão maior do que a realmente necessária para exercer a força sobre a amostra.

A adoção de um novo par de trilhos, usinados com maior precisão e montados com maior atenção aos detalhes, foi suficiente para eliminar a folga.

Outra solução adotada para um melhor controle da pressão, e assim da força aplicada sobre a amostra, foi a instalação de um segundo regulador de pressão, como mostrado na Figura 41. A esquerda, a configuração inicial, e a direita, a configuração com dois reguladores.

Figura 41 – Configuração inicial e final dos reguladores de pressão

Fonte: produção do próprio autor

Justificativa: na fase inicial de testes, havia apenas um filtro regulador de pressão em uso. Ele é dotado de um manômetro com faixa de escala entre 0 e 16 bar, com valor de divisão de 1 bar. O ajuste de pressão foi considerado grosseiro demais para os ensaios.

A adoção de um segundo regulador de pressão, instalado em série com o primeiro, aumentou consideravelmente a precisão do ajuste da pressão. Ele é dotado de um manômetro com faixa de escala entre 0 e 4 bar, com valor de divisão de 0,1 bar.

Como os pneumáticos do equipamento não operam com pressões superiores a 4 bar (para não danificar a célula de carga), e para forças de até 130 N dos ensaios (1,8 bar de pressão), a escolha do acessório foi considerada correta, uma vez que aumentou a resolução do equipamento e não permite exceder a pressão crítica.

O esquema pneumático do equipamento já foi ilustrado na Figura 31 e na Figura 32, do capítulo 3.1.6.

4.1.3 Vazão do abrasivo

A vazão do abrasivo foi determina coletando-se uma determinada quantidade de areia que fluía através do bico dosador. Com a válvula do silo aberta, aguardaram-se alguns instantes até que o fluxo se tornasse constante, e a partir daí, a areia foi coletada por um período de dois minutos e a pesagem foi realizada com auxílio de uma balança digital com precisão de 0,01 gramas. O procedimento foi repetido cinco vezes para obter um valor médio do fluxo de abrasivo.

Como pode ser visto no detalhe da Figura 42, observou-se também um fluxo laminar da areia que passa através do bico dosador, considerado satisfatório para a realização dos ensaios.

Figura 42 – Fluxo laminar do abrasivo

4.1.4 Temperatura das amostras

A média das temperaturas de algumas amostras foi medida durante os ensaios com auxílio de um termômetro de contato. A influência da temperatura no desempenho das amostras frente ao desgaste abrasivo não será levada em consideração neste trabalho, uma vez que o objetivo é a instrumentação do abrasômetro e não a avaliação dos materiais.

Como já citado do capítulo 3.1.8, aumento da temperatura da borracha deixam-na macia, diminuindo assim a taxa de desgaste (HUTCHINGS e STEVENSON, 1996).

Uma vantagem que o ensaio com amostras refrigeradas impõe sobre o ensaio não refrigerado está no fato de não necessitar de paradas para resfriar a borracha da roda além de contribuir para a linearidade dos resultados.

4.1.5 Validação do abrasômetro

Atendendo aos parâmetros da Tabela 2, Procedimento ‘A’, da norma ASTM G-65, todos os ensaios foram ensaiadas com uma força normal aplicada de 130 N, e com 6000 revoluções da roda de borracha, totalizando uma distância de deslizamento de 4308,88 metros.

Notou-se uma variação na leitura da força da célula de carga, que pode ser explicada pelo choque dos abrasivos contra a amostra e a roda de borracha. Embora uma flutuação seja observada no indicador de força, ele permanece no limite dos ± 3%, o que é aceitável pela norma.

Ao final de cada ensaio, o diâmetro externo da roda de borracha foi medido para observar o desgaste do elastômero. Este diâmetro não pode ultrapassar o valor mínimo de 215,9 mm, limite no qual uma nova roda deve ser utilizada. Para que não haja interrupção dos ensaios, duas rodas de borracha foram produzidas.