Estudo comparativo do desempenho tribológico em pastilhas de freio de cortadores de grama elétricos

Abstract

Com o aumento das exigências relacionadas à segurança, sejam em máquinas, ou em equipamentos de pequeno porte como eletrodomésticos, têm se buscado desenvolver mecanismos de desarme e/ou frenagem cada vez mais eficientes. Em caso de emergência, quanto antes o equipamento for desligado ou tiver seu movimento cessado, maiores são as chances de evitar acidentes. Em muitos sistemas de frenagens, são utilizadas pastilhas de freio constituídas de materiais compósitos. Esse tipo de pastilha é amplamente utilizada pois, ao alterar seus constituintes, é possível aumentar a eficiência de frenagem sem alterar suas características dimensionais. Desta forma, pode-se utilizar a mesma pastilha de freio em vários modelos do mesmo equipamento. O grande desafio, é desenvolver fórmulas que alcancem o coeficiente de atrito necessário para cada aplicação. O presente trabalho tem como objetivo avaliar as características tribológicas em 4 pastilhas de freio com formulações diferentes, com intuito de identificar qual destas possui o maior coeficiente de atrito. Os ensaios foram realizados em tribômetro de pino-sobre-disco para avaliação do coeficiente de atrito e desgaste (através de cálculo de volume de material removido). Como as formulações das pastilhas tratam-se de segredo industrial, os ensaios de dureza, avaliação dimensional e a Análise de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), foram realizados com objetivo de auxiliar na análise dos resultados. Os resultados indicam que o maior valor médio de coeficiente de atrito entre as pastilhas de freio e a esferas de aço foram da pastilha 3 (F3), e o par tribológico (pastilha de freio e esfera de aço), da formulação 2 (F2), tiveram o menor valor de desgaste.

With the increase in safety-related requirements, whether in machines or small types of equipment such as household appliances, efforts have been made to develop more efficient tripping and/ or braking mechanisms. In an emergency, the sooner the equipment is turned off or stops moving, the greater the chances of avoiding accidents. Many braking systems use brake pads made out of composite materials. This type of pad is widely used. After all, changing its constituents makes it possible to increase braking efficiency without altering its dimensional features. Therefore, the same brake pad can be used in several models of the same equipment. The main challenge is to develop formulas that reach the necessary friction coefficient for each application. The present research aims to evaluate the tribological characteristics of 4 brake pads with different formulas to identify which one has the highest friction coefficient. The tests were carried out in a pin-on-disk tribometer to evaluate the coefficient of friction and wear factor (by calculating the volume of material removed). Given that the formulas are not available to the public, the hardness tests, dimensional evaluation, and Scanning Electron Microscopy Analysis (SEM), were carried out to assist in the analysis of the results. The results indicate that the highest average value of the coefficient of friction between the brake pads and the steel balls was from pad 3 (F3), and the tribological pair (brake pad and steel ball) from formulation 2 (F2) had the lowest wear value.