Calibração e aferição da reprodutibilidade do equipamento de ensaio de degaste tipo pino sobre disco rotativo

Abstract

Os estudos para diminuição de problemas causados pelo desgaste, devido o efeito do atrito entre materiais, vêm recebendo um aumento significativo. A área responsável por este estudo é conhecida como tribologia, que analisa a interação entre materiais e as alterações causadas pela influência da força e a conversão desta no movimento relativo das superfícies. Desta forma, diferentes tipos de ensaios são empregados na análise de desgaste dos materiais. Um deles é o ensaio de desgaste do tipo pino sobre disco, descrito pela norma ASTM G99. Este trabalho possui como foco a aferição do tribômetro desenvolvido e construído no Instituto Federal de Santa Catarina, Câmpus Jaraguá do Sul – Rau, através de uma pesquisa laboratorial. Testes envolvendo a forma construtiva e a instrumentação do tribômetro foram realizados, assim como ajustes no equipamento. Como forma de verificação da repetibilidade dos ensaios, foram ensaiadas dez amostras do disco de aço SAE 1045, no tribômetro do IFSC, sendo cinco com a carga aplicada de 10 N e cinco com a carga de 20 N, a esfera utilizada foi a de alumina. Estes ensaios foram repetidos também em um tribômetro já validado localizado na Universidade do Estado de Santa Catarina, de modo a ser realizada uma comparação de resultados. Após os ensaios, foram avaliados os coeficientes de atrito, características da pista de desgaste e perda de volume do material do disco. O material do disco foi caracterizado quanto a sua microestrutura e dureza Brinell. Um ensaio com carga de 10 N e lubrificação também foi realizado no tribômetro do IFSC. Assim, os resultados obtidos nos ensaios demonstraram que, de maneira geral, o tribômetro avaliado apresentou uma boa repetibilidade e confiabilidade nos ensaios, necessitando de uma melhor avaliação quanto à perda de volume apresentada nas amostras dos discos.

The studies to reduce problems caused by wear, due to the effect of friction between materials, have been receiving a significant increase. The area responsible for this study is known as tribology, which analyzes the interaction between materials and the changes caused by the relative movement of surfaces. Different types of tests are used in the analysis of wear of materials, one of them is the pin-on-disk wear test described by ASTM G99. This work focuses on the assessment of the tribometer developed and built at the Federal Institute of Santa Catarina (IFSC), Jaraguá do Sul – Rau, through a laboratory research. Tests involving constructive form and instrumentation of the tribometer were performed, as well as adjustments in the equipment. As a way of checking the repeatability of the tests, ten samples of the SAE 1045 steel disc were tested in the IFSC tribometer, five of them with the applied load of 10 N and five with the load of 20 N, the sphere used was built of alumina. These tests were also repeated in an already validated tribometer located at the State University of Santa Catarina (UDESC), in order to perform a comparison of results. After the tests, the coefficients of friction, characteristics of the wear track and disk volume loss were evaluated. The material of the disk was characterized in its hardness Brinell and microstructure. A test with load of 10 N and lubrication was also performed on the IFSC tribometer. Thus, the results obtained in the tests demonstrated that, in general, the evaluated tribometer presented a good repeatability and reliability in the tests, requiring a better evaluation regarding the disk volume loss presented in the disk samples.