TRIBOLOGIA, CONCEITOS E APLICAÇÕES
Polyana Alves Radi
Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA/CTA.
Pça Marechal Eduardo Gomes, 50 – Vila das Acácias. HTO – Ap. 301. CEP 12228-900 – São José dos Campos – SP – Brasil.
polyana@ita.br
Lúcia Vieira Santos
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE. Laboratório Associado de Sensores – LAS. Av dos Astronautas, 1.758 – Jardim Granja.
CEP: 12227-010 – São José dos Campos – SP – Brasil. santoslv@las.inpe.br
Luiz Francisco Bonetti
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE. Laboratório Associado de Sensores – LAS. Av dos Astronautas, 1.758 – Jardim Granja.
CEP: 12227-010 – São José dos Campos – SP – Brasil. dik@las.inpe.br
Vladimir J. Trava-Airoldi
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE. Laboratório Associado de Sensores – LAS. Av dos Astronautas, 1.758 – Jardim Granja.
CEP: 12227-010 – São José dos Campos – SP – Brasil. vladimir@las.inpe.br
Resumo: Neste trabalho será apresentada uma breve introdução ao estudo de tribologia e suas aplicações. Será apresentado também o equipamento usado para estes estudos bem como suas funcionalidades. O objetivo deste trabalho é divulgar a importância dos estudos em tribologia como uma importante ferramenta para o desenvolvimento da tecnologia.
Palavras chave: tribologia, tribômetro, calibração de equipamento. 1. Introdução
O termo tribologia, que vem do grego Τριβο (Tribo - esfregar) e Λογοσ (Logos - estudo) foi utilizado, oficialmente, pela primeira vez em 1966 em um relatório feito por H. Peter Jost para o comitê do departamento inglês de educação e ciência. Neste relatório, o termo foi definido como a “ciência e tecnologia de superfícies interativas em movimento relativo e dos assuntos e práticas relacionados” (Jost, 1990). Jost foi o primeiro a estudar os impactos econômicos devido à utilização dos conhecimentos de tribologia. Este estudo é considerado o marco de criação da tribologia
(Sinatora). As estimativas de reduções de gastos apresentadas no relatório de Jost são de que mediante o uso do conhecimento existente podem-se reduzir as perdas por desgaste em 20% (Jost, 1966). O aspecto ambiental também é muito importante na análise global das perdas por desgaste. As maiores perdas no motor de um automóvel (por exemplo), transitando em uma cidade, são devidas ao resfriamento e à exaustão. Apenas 12% da potência do motor são transmitidas às rodas, o que é menor do que as perdas por atrito (cerca de 15%). Considerando melhorias de 20% a economia seria de 300 milhões de reais por ano e uma redução de 37.500 toneladas de CO2 emitidos para atmosfera,
apenas na cidade de São Paulo, segundo dados obtidos por Anderson em 1991(Anderson, 1991). 1.1. Breve histórico sobre tribologia
A tribologia reúne os conhecimentos adquiridos na física, na química, na mecânica e na ciência dos materiais para explicar e prever o comportamento de sistemas físicos que são utilizados em sistemas mecânicos. O que unifica a tribologia não são os conhecimentos básicos, mas sim a área de aplicação. Assim como os campos do conhecimento que formam a tribologia existiam antes dela, os estudos dos fenômenos de lubrificação, atrito e desgaste antecedem muito a 1966 (Sinatora, 2005).
2 Algumas pinturas rupestres e descobertas arqueológicas testemunham a participação da tribologia na história da humanidade, principalmente para a redução do atrito. No período Paleolítico1 o fogo era gerado pelo atrito de pedaços
de madeira ou lascas de pedras. Já no período Mesolítico2, o homem descobre novos materiais e técnicas a serem
utilizados na confecção das ferramentas de trabalho, como instrumentos de caça mais eficientes e avançados. Numa tumba egípcia, encontrou-se o que parece ser o primeiro registro pictórico de um tribologista em ação (Figura 1). Os egípcios usavam trenós para transportar uma enorme e pesada estátua. Na imagem 172 escravos foram usados para arrastar a estatua que pesava em torno de 600kN. Sobre os pés da estátua pode ser visto um homem jogando líquido no caminho para reduzir o atrito e possibilitar o transporte da estátua.
Figura 1. Pintura rupestre demonstrando a aspersão de água para a redução de atrito no Egito 2.400 AC (Layard, 1853). Após a renascença, Leonardo da Vinci (1452 – 1519), que pode ser considerado o pai da tribologia moderna, deu importantes contribuições para o entendimento dos fenômenos de atrito e desgaste. Como em outros campos de conhecimento, da Vinci antecipou em séculos algumas descobertas que não foram aproveitadas por seus contemporâneos e seguidores. Através de seus estudos ele mediu forças de atrito em planos horizontais e inclinados, demonstrou que estas são dependentes da força normal ao deslizamento dos corpos e independentes da área de contato aparente, propôs uma distinção entre atrito de escorregamento e de rolamento e introduziu o coeficiente de atrito como sendo proporcional à força normal (Zum-Gahr, 1987). A Figura 2 mostra os desenhos dos equipamentos desenvolvidos por da Vinci para a determinação da força de atrito. Estes, sem dúvida, constituem-se nos primeiros tribômetros documentados na história da civilização (Sinatora, 2005).
1 Paleolítico (pedra antiga): Também conhecido como Idade da Pedra Lascada ou período da selvageria,
correspondente ao intervalo entre a primeira utilização de utensílios de pedra pelo homem (cerca de 2 milhões de anos atrás) até ao início do Neolítico (cerca de 10 mil a.C.).
2 Período de transição entre o Paleolítico e o Neolítico. É marcado principalmente pelo fim das eras glaciais e
3 Figura 2. Tribômetros, desenvolvidos por Leonardo da Vinci, para a determinação da força de atrito: (a) em superfícies horizontais e inclinadas; (b) considerando o efeito da área aparente; (c) utilizando uma polia; e (d) considerando o troque num cilindro.
Outras contribuições importantes deste grande engenheiro e arquiteto foram: estabelecer a importância dos lubrificantes para diminuir a força de atrito; considerar o efeito da rugosidade no deslizamento e demonstrar que a interposição de esferas (ou objetos que permitem rolamento, como pedras e galhos) entre corpos diminui a resistência ao movimento.
Outros pioneiros da tribologia foram Guillaume Amontons (1663-1705), John Theophilius Desanguliers (1683-1744), Leonard Euler (1707-1783), Charles-Augustin Coulomb (1736 – 1806) e Charles Hatchett (1760-1820), Osborne Reynolds (1842-1919), Heirich Rudolph Hertz (1869 – 1851), George Vogelpohl (1900-1975), Frank Philip Boluden (1903-1968). Estes cientistas e muitos outros, deram importantes contribuições para o desenvolvimento da tribologia. Em 1979 Dowson publicou um livro intitulado “History of tribology” onde são mostradas as contribuições mais importantes de cada um deles.
1.2. Princípios básicos de tribologia
Um dos principais focos de estudo da tribologia é o desgaste. Tradicionalmente são aceitos quatro modos de desgaste que estão representados na Figura 3 (Kato, 2001).
Figura 3. Desenho esquemático dos quatro modos representativos de desgaste.
O desgaste adesivo ocorre quando a ligação adesiva entre as superfícies é suficientemente forte para resistir ao deslizamento. Como resultado dessa adesão, uma deformação plástica é causada na região de contato gerando uma trinca que pode se propagar levando à geração de um terceiro corpo e a uma transferência completa de material. No desgaste abrasivo ocorre remoção de material da superfície. Esse desgaste ocorre em função do formato e da dureza dos dois materiais em contato. Quando o desgaste é ocasionado pelo alto número de repetições do movimento ele é
4 chamado de desgaste por fadiga. Finalmente, o desgaste corrosivo ocorre em meios corrosivos, líquidos ou gasosos. Neste tipo de desgaste são formados produtos de reação devido às interações químicas e eletroquímicas. Essas reações são conhecidas como reações triboquímicas e produzem uma intercamada na superfície que depois é removida.
Os modos de desgaste podem ocorrer através de diversos mecanismos. Os mecanismos de desgaste são descritos pela consideração de mudanças complexas na superfície durante o movimento. Em geral, o desgaste ocorre através de mais de um modo, portanto a compreensão de cada mecanismo de desgaste em cada modo se torna importante. A Figura 4 mostra um breve resumo destes mecanismos (Kato, 2001).
Figura 4. Diagrama dos processos de desgaste em função do elemento interfacial e do tipo de movimento das interfaces. O desgaste ocorre em função da cinemática do sistema. Pode variar entre, deslizamento, rolamento, oscilação, impacto e erosão, dependendo do tipo de interação e do movimento das interfaces. A erosão pode ainda ser classificada pelo estado físico do contra-corpo, sólido ou líquido, ou pelo ângulo de ação, alto ou baixo. Os processos de desgaste também poderão ser classificados quanto ao elemento interfacial podendo ser de desgaste de 2-corpos ou estar sob ação de partículas sólidas pressionadas entre duas superfícies, por exemplo, poeira em lubrificantes ou minerais em rochas sob pressão, caracterizando um desgaste de 3-corpos (Peterson, 1980). O pesquisador tem que ter sempre em mente o tipo de aplicação do material que ele deseja testar para que possa simular as mesmas condições de velocidade, de movimento e de carga.
1.2. Conhecendo o tribômetro
O tribômetro é um equipamento versátil para medição de propriedades de atrito e desgaste de combinações de materiais e lubrificantes sob condições específicas de carga, velocidade, temperatura e atmosfera. A caracterização tribológica envolve estudos sobre as reais condições de uso do material assim como os estudos sobre o coeficiente de atrito, taxa de desgaste e durabilidade do filme. Estes estudos podem ser aplicados em diversas áreas tais como automotiva, aeroespacial, eletrônica, biomédica e ótica.
Diversos ensaios podem ser realizados, tais como, o de riscamento (útil na avaliação da adesão e na medição de dureza de filmes finos), de indentação (que permite a determinação do módulo de Young e da dureza) e o de fadiga (para a análise da durabilidade e resistência do material).
A Figura 5 mostra uma foto e uma representação esquemática do tribômetro que foi adquirido pelo Laboratório Associado de Sensores (LAS) do Instituto Tecnológico de Pesquisas Espaciais em São José dos Campos através do projeto FAPESP jovem pesquisador nº03/13373-8 e do projeto da “rede nano” processo nº 555029/2005-0.
5 Figura 5. Foto do tribômetro modelo UMT e representação esquemática de cada uma de suas partes.
Ele é composto por unidades que podem ser classificadas como superiores (que ficam acima da amostra) e inferiores (que ficam abaixo da amostra e são usadas para fixação da amostra).
Dentre as unidades superiores temos:
F
Sensores de carga: Que atuam na aplicação da carga determinada pelo usuário através de um programa que faz a interface entre o equipamento e o usuário para o equipamento. É no sensor de carga que se fixa o contra-corpo (esfera ou pino que ficará em contato com a amostra durante o ensaio). O grupo conta com dois sensores de carga cujas capacidades variam de 0,20-20,00 N e de 1,00-100,00 N;F
Unidade de posicionamento lateral: Utilizado para posicionar o pino (ou esfera) e também para realizar os ensaios de movimento recíproco linear (vai-e-vem).Já as unidades superiores são divididas em:
F
Unidade de movimento rotacional: Utilizada para a realização de ensaios com movimento rotacional e também para fixação da amostra;F
Unidade de movimento recíproco linear: Além dos ensaios em modo recíproco linear é utilizada para fixação e posicionamento da amostra.A Tabela 1 resume todos os limites de velocidade, e capacidade (de carga e de posicionamento) das unidades superiores e inferiores do tribômetro.
6 Tabela 1. Especificações das células de carga, unidades superiores e inferiores do tribômetro.
UNIDADES SUPERIORES CÉLULAS DE CARGA
NOME ALCANCE RESOLUÇÃO
Dual Sensor DFH-10 1,00 – 100,00 N (0,10 – 10,00 kg) 0,10 N (10,00g) Dual Sensor DFM-2 0,20 – 20,00 N (0,02 – 2,00 kg) 20,00 mN (2,00g) NOME DESLOCAMENTO MÁXIMO VELOCIDADE RESOLUÇÃO POSICIONAMENTO Unidade motorizada de
posicionamento lateral Lateral (75 mm) 0,01 – 10 mm/s 2 mícron Unidade motorizada de
posicionamento vertical Vertical (150 mm) 0,001 – 10 mm/s 1 mícron UNIDADES INFERIORES NOME CARGA MÁXIMA VELOCIDADE RESOLUÇÃO POSICIONAMENTO Unidade de movimento
rotacional de médio torque 200,00 N, 20 kg 0,1 – 5000 rpm 2 mícron Unidade de movimento
recíproco linear com alta capacidade de carga
200,00 N, 20 kg 0,001 – 10 mm/s 1 mícron
A combinação dessas unidades permite a realização de experimentos em diversos modos. É possível, por exemplo, combinar os movimentos da unidade de posicionamento lateral com a de movimento rotacional para a realização de experimentos onde a trilha gerada na amostra tem a forma de uma espiral permitindo que o teste seja realizado em uma superfície intacta em cada momento do experimento. As opções são infinitas e a escolha do modo de operação é sempre de acordo com a situação que se deseja simular.
2. Procedimento experimental 2.1. Calibração do tribômetro
A calibração do tribômetro foi realizada como parte do treinamento realizado para se obter maior conhecimento do equipamento e maior confiabilidade nas medidas. Foram calibradas apenas as unidades superiores (sensores de carga e unidade de posicionamento lateral). Além das calibrações descritas a seguir, foram realizados todos os testes citados no manual do equipamento para obtenção de conhecimento referente à verificação de funcionamento de todas as unidades. 2.1.1 Sensores de carga
O tribômetro possui sistema automático de aplicação de carga composto por uma célula de carga do tipo “strain-gage”. O strain gage é um dispositivo usado para medir a deformação de um objeto, no caso, a torção do pino sobre a amostra em função das forças normal e lateral. O programa mede a carga aplicada todo tempo e assim ajusta a sua intensidade conforme o valor determinado pelo usuário.
A calibração dos sensores foi feita, inicialmente, utilizando-se o procedimento padrão, que é utilizado caso o arquivo com o fator de calibração se perca ou se corrompa, contido no manual do usuário. Este procedimento consiste na utilização de um peso absoluto para medição da carga aplicada e subseqüente calculo do fator de correção (Figura 6).
7 Figura 6. Fotos do procedimento padrão de calibração dos sensores de carga.
A aplicação de carga no eixo z foi verificada, de uma forma simples e direta, em função do valor determinado pelo usuário com o tempo. Para isto utilizou-se uma balança eletrônica com capacidade máxima de 2 kg (20,00 N) com resolução de 0,01 g que foi adaptada sobre a unidade inferior de forma que ela medisse a carga aplicada pela ponta, como pode ser visto na Figura 7.
Figura 7. Foto do sistema utilizando balança para medição da carga real aplicada.
O equipamento foi programado de forma aplicar a carga com variação de 0,10 N no intervalo de 1,00 - 2,00 N e depois aplicar 5,00; 5,50 e 10,00 N respectivamente. Carga valor de carga foi aplicado por 60 s. Os valores máximos e mínimos medidos pela balança nesse período foram anotados e comparados com os valores registrados pelo equipamento.
2.1.2. Unidade de posicionamento lateral
Os testes da unidade de posicionamento lateral foram feitos para verificar se a velocidade é constante com o tempo. As medidas foram realizadas em duas velocidades (1 e 10 mm/s). Foi utilizada uma esfera de titânio com diâmetro de 4 mm (como contra-corpo) e o deslocamento foi de 20 mm. O gráfico obtido foi analisado para a verificação da velocidade através da curva posição versus tempo.
3. Resultados e discussão 3.1. Sensores de carga
A Tabela 2 mostra os resultados de aplicação de carga nos sensores de 20,00 e de 100,00 N respectivamente. Na primeira coluna estão os valores de força normal (eixo z) estabelecidos pelo usuário através do programa de interface. Os valores estabelecidos variam de 0,01 no intervalo de 1,00 a 2,00 N e em seguida apresentam valores de 5,00, 5,50 e 10,00 N. Na segunda e na terceira coluna está a média, e o desvio padrão da média, dos valores máximos e mínimos que foram medidos pela balança utilizando os sensores de 20,00 e de 100,00 N respectivamente. Pode-se observar que o desvio padrão foi de 0,03 para a maioria das medidas e que o valor medido foi sempre um pouco maior que o estabelecido no programa. O programa que faz a interface com o tribômetro apresenta um limite de tolerância entre os
8 valores de carga estabelecidos e os valores de carga aplicada de ± 0,50 N. Pode-se observar que todos os valores medidos estão bem abaixo desse limite de tolerância, sendo que o maior ocorreu para a força de 10,00 N e foi de 0.38±0,03.
Tabela 2 - Resultados do teste de aplicação de força para os sensores de 20,00 e 100,00 N.
VALORES MEDIDOS COM A BALANÇA FORÇA (N)
ESTABELECIDA PELO
USUÁRIO SENSOR DE 20,00 N SENSOR DE 100,00 N
1,00 1,04±0.03 1,04±0.03 1,10 1,14±0.03 1.16±0.03 1,20 1,24±0.03 1.26±0.03 1,30 1,34±0.03 1.38±0.03 1,40 1,44±0.03 1.48±0.03 1,50 1,55±0.03 1.57±0.04 1,60 1,64±0.03 1.68±0.03 1,70 1,76±0.03 1.78±0.03 1,80 1,86±0.04 1.88±0.03 1,90 1,96±0.03 1.97±0.02 2,00 2,06±0.03 2.08±0.03 5,00 5,18±0.03 5.16±0.03 5,50 5,70±0.03 5.66±0.03 10,00 10,38±0.03 10.24±0.03
A Figura 8 mostra um gráfico de força normal em função do tempo. A aplicação de carga foi feita em um intervalo de 1,00-10,00 N para o sensor de carga de 20,00 N. O primeiro degrau corresponde à etapa de estabilização da carga (0,80 N por 30s) antes de iniciar o experimento, esta etapa tem sido adotada para todos os experimentos. Cada degrau corresponde a um valor de carga correspondente à Tabela 2.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 -10 -8 -6 -4 -2 0 Fo rça No rma l (N ) Tempo (s)
Sensor de 20N
(30s,0,8N) Terceiro degrau9
A Figura 9 destaca a região correspondente ao terceiro degrau da Figura 8 com força normal em função do tempo. O desvio padrão da média foi calculado entre todos os valores da região que vai de 90 a 150 segundos. O desvio padrão dos valores medidos pela balança foi de 0,03 e dos valores obtidos no equipamento foi de 0,02 para o sensor de 20.00 N. 80 100 120 140 160 -1,23 -1,20 -1,17 -1,14 -1,11 -1,08 -1,05 -1,02 -0,99
F
z=-1,10 ±0,02
F
o
rça Normal (N)
Tempo (s)
Figura 9. Aumento da região correspondente ao segundo degrau do gráfico obtido no teste de aplicação de carga para o sensor de 20,00 N.
A Figura 10 mostra um gráfico de força normal em função do tempo. A aplicação de carga foi feita em um intervalo de 1,00-10,00 N para o sensor de carga de 100,00 N. O primeiro degrau corresponde à etapa de estabilização da carga (0,80 N por 30s) antes de iniciar o experimento, esta etapa tem sido adotada para todos os experimentos. Cada degrau corresponde a um valor de carga correspondente à Tabela 2. O ruído existente na etapa de estabilização da carga aplicada é um indicativo de que a estabilização para este sensor foi mais critica quando comparado com o sensor de 20,00 N (Figura 8). 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 -10 -8 -6 -4 -2 0 Força Normal (N) Tempo (s)
Sensor de 100N
(30s,0,8N) Terceiro degrauFigura 10. Gráfico obtido no teste de aplicação de carga para o sensor de 100,00 N.
A Figura 11 mostra um gráfico da força normal em função do tempo na região correspondente ao terceiro degrau da Figura 10. O desvio padrão da média foi calculado entre todos os valores da região que vai de 90 a 150 segundos. O desvio padrão dos valores medidos pela balança foi de 0,036 e dos valores obtidos no equipamento foi de 0,01 para o sensor de 100,00 N.
10
Figura 11. Aumento da região correspondente ao segundo degrau do gráfico obtido no teste de aplicação de carga para o sensor de 20,00 N.
Se os resultados da Figura 9 forem comparados com os da Figura 11 pode-se observar que os resultados de aplicação de carga dos dois sensores (de 20,00 e o de 100,00 N) são praticamente idênticos e apresentam valores muito próximos. Isso mostra que a comparação entre medidas realizadas com os dois sensores é coerente. Isso demonstra também a confiabilidade do equipamento.
3.2. Unidade de posicionamento lateral
A Figura 12 mostra o gráfico (gerado pelo programa de visualização do UMT) obtido nos ensaios de posicionamento lateral, contendo em vermelho os dados de coeficiente de atrito (COF), em preto a força normal aplicada (Fz,N) e em azul a posição lateral (X, mm), todos em função do tempo. Este gráfico pode ser convertido para a extensão .txt diretamente do programa para tratamento posterior dos dados.
Figura 12. Gráfico obtido em teste de calibração da unidade de posicionamento lateral.
A Figura 13 mostra uma região do gráfico obtido no ensaio de calibração da unidade de posicionamento lateral utilizando o sensor de 20,00 N e velocidade de 1mm/s. Neste gráfico tem-se o coeficiente de atrito (COF em vermelho), a força normal aplicada (Fz em Newton – preto) e a posição (em azul dada em mm), todos em função do tempo.
80 100 120 140 160 -1,23 -1,20 -1,17 -1,14 -1,11 -1,08 -1,05 -1,02 -0,99
Força No
rmal
(N)
Tempo (s)
F
z= -1,10 ± 0,014
11
Figura 13. Gráfico obtido no teste de calibração da unidade de posicionamento lateral com sensor de 20,00 N e v = 1 mms-1.
Para o movimento retilíneo uniforme tem-se que a equação da reta posição (x) em função do tempo (t) é dada por
x
=
v
.
t
. A velocidade é, então, o coeficiente angular (α) da reta posição x tempo. Podemos observar na Figura 13 que a velocidade é aproximadamente constante em todos os pontos da trajetória, pois a inclinação da reta não muda com a posição.O mesmo pode ser observado na Figura 14 com uma velocidade 10 vezes maior que a anterior. Pode-se observar que a aplicação da carga não é constante, mas se mantém dentro dos limites de aplicação de carga que é de ± 0,50 N.
A Figura 14 mostra uma região do gráfico obtido no ensaio de calibração da unidade de posicionamento lateral utilizando o sensor de 20,00 N e velocidade de 10mm/s. Neste gráfico tem-se o coeficiente de atrito (em vermelho), a força normal aplicada (em preto) e a posição (em azul), todos em função do tempo.
Figura 14. Gráfico obtido no teste de calibração da unidade de posicionamento lateral com sensor de 20,00 N e v = 10 mms-1.
Podemos observar na Figura 14 que a velocidade também é aproximadamente constante em todos os pontos da trajetória. Pode-se observar que a aplicação da carga se mantém dentro dos limites são de ± 0,50 N.
Comparando a aplicação de carga para o sensor de 20,00 N com v = 1 mm/s) (Figura 13) e com v = 10 mm/s (Figura 14) pode-se observar que para a maior velocidade tem-se uma curva mais uniforme do que para a menor velocidade. Isso pode estar relacionado com as interações entre superfície da amostra e a superfície da esfera que são mais intensos para velocidades menores.
A Figura 15 mostra uma região do gráfico obtido no ensaio de calibração da unidade de posicionamento lateral utilizando o sensor de 100,00 N e velocidade de 1 mm/s. Neste gráfico tem-se o coeficiente de atrito (em vermelho), a força normal aplicada (em preto) e a posição (em azul), todos em função do tempo.
Tempo (s)
Sensor de 20N
α
Sensor de 20N
Tempo (s)
12
Figura 15. Gráfico obtido no teste de calibração da unidade de posicionamento lateral com sensor de 100,00 N e v = 1mms-1.
Pode-se observar que, assim como para o sensor de 20,00 N, a velocidade apresentou uniformidade em todos os pontos da trajetória. Comparando a Figura 15 (sensor de 100,00 N e v = 1 mm/s) com a Figura 13 (sensor de 20,00 N e v = 1 mm/s) pode-se observar que a diferença entre os valores de coeficiente de atrito da ida e da volta, foram menores para sensor de 100,00 N.
Na Figura 16 pode se observar uma região do gráfico obtido no ensaio de calibração da unidade de posicionamento lateral utilizando o sensor de 100,00 N e velocidade de 10 mm/s. Neste gráfico têm-se o coeficiente de atrito (em vermelho), a força normal aplicada (em preto) e a posição (em azul), todos em função do tempo.
Figura 16. Gráfico obtido no teste de calibração da unidade de posicionamento lateral com sensor de 100,00 N e v = 10 mms-1
Assim como nos resultados anteriores, podemos observar que a velocidade é aproximadamente constante em todos os pontos da trajetória. Podemos observar que aplicação de carga para a velocidade de 10 mm/s ocorreu de forma crescente até atingir o valor estabelecido pelo usuário.
4. Conclusões
Neste trabalho foi possível perceber a importância da tribologia como ferramenta de caracterização de materiais de diversas naturezas. Foi possível observar também que grande número de ensaios pode ser realizado no tribômetro devido à possibilidade de combinação de suas unidades. Isso faz com que um grande número de ensaios possa ser realizado em um único equipamento.
Os resultados mostraram que a aplicação de carga ocorreu de forma semelhante para os dois sensores, mostrando que a comparação dos resultados obtidos através dos mesmos se torna bastante coerente. Observou-se que o equipamento opera dentro dos parâmetros estabelecidos no programa e que as medidas realizadas no mesmo são confiáveis.
Sensor de 100N
Tempo (s)
Sensor de 100N
Tempo
( )
13
5. Agradecimentos
Os autores agradecem à FAPESP e ao CNPq pelo apoio financeiro. 6. Referências
ANDERSON, B.S., 1991, “Company perspective in vehicle tribology – Volvo”, In 17th Leeds-Lion Symposium on Tribology, Elsiever Science Pub Co, 1991. p. 503-506 (Elsiever Technology Series 18). Citado em: SINATORA, A., 2005, “Tribologia: um resgate histórico e o estado da arte”, Prova de Erudição, São Paulo.
JOST, H.P, 1960, “Lubrication (tribology) education and research, Jost Rep., Department of Education and Science, HMSO, London, 1966, p.4. Citado em: SINATORA, A., 2005, “Tribologia: um resgate histórico e o estado da arte”, Prova de Erudição, São Paulo.
Jost, H. P., 1990, “Tribology-origin and future”, Wear, v.136, pp.1-17.
Kato, K. Adachi, K., 2001, “Wear Mechanisms”, MODERN TRIBOLOGY HANDBOOK, Ed. CRC Press LLC Vol.2 Cap 22.
Layard, A.G., 1853, “Discoveries in the Ruins of Nineveh and Babylon, I and II, John Murray, Albemarle Street, London. Citado por: Bhushan, B., 1999, “Introduction - Measurement Techniques and Applications”. Handbook of Micro/Nanotribology. Ed. Bharat Bhushan Boca Raton: CRC Press LLC, Cap. 1.
Peterson, M.B., “Classification of wear processes”, Wear Control Handbook. Peterson, M.B. and Winer, W.O., eds., ASME, New York 1980, pp. 9-15, citado por: Suski, C.A., 2004, “Estudo do Efeito de Tratamentos e Revestimentos Superficiais na Vida de Ferramentas de Conformação Mecânica à Frio”, Dissertação de mestrado. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA.
Sinatora, A., 2005, “Tribologia: um resgate histórico e o estado da arte”, Prova de Erudição, São Paulo.
Zum-Gahr, K-H., 1987, “Microstructure and Wear of Materials”, Tribology Series, 10, Elsevier, pp. 1-6, citado por: Suski, C.A., 2004, “Estudo do Efeito de Tratamentos e Revestimentos Superficiais na Vida de Ferramentas de Conformação Mecânica à Frio”, Dissertação de mestrado. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA.
