Publicação: Instrumentação e validação de um equipamento pino sobre o disco
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Data
2019-12-19
Autores
Orientador
Gonçalves, Aparecido Carlos 
Coorientador
Pós-graduação
Engenharia Mecânica - FEIS
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Os métodos de análise tribológica realizados em laboratório são feitos em um equipamento denominado tribômetro, utilizado para avaliar com precisão o comportamento do desgaste por deslizamento de pares de materiais. Os tribômetros comercializados atualmente apresentam um alto valor, pois precisam de um sistema de automação com controle e aquisição de dados utilizados para facilitar o procedimento experimental. Além disso, é necessário que estes equipamentos tenham um maior controle sobre os parâmetros de teste (carga, velocidade de deslizamento, distância ou tempo do ensaio), além de realizar a aquisição de dados de forma automática. Com base nesta motivação, este trabalho apresenta um estudo detalhado sobre o desenvolvimento da instrumentação para controle e aquisição de dados de um tribômetro pino sobre o disco, seguindo as recomendações da norma ASTM G99, utilizando hardware de baixo custo e plataforma com código aberto (Arduino) com integração de hardware que são controlados por esta plataforma através da interface I2C. Foram utilizados sensores de medição de temperatura na superfície de contato entre o pino e o disco, temperatura e umidade ambiente, célula de carga para determinar a carga normal aplicada, célula de carga para se obter o coeficiente de atrito, um acelerômetro para aquisição de dados de vibração, sensor reflexivo para contagem de ciclos do motor e um módulo relé para controle da rotação do motor através do inversor de frequência. Além disso, foram realizados experimentos com pares tribológicos, para teste do sistema implementado, e realizado a quantificação de desgaste para deformação plástica com a equação de Archard (1953) e feito uma correlação dos dados comparando com os dados apresentados em Archard (1957). Os resultados demonstraram que a instrumentação desenvolvida se mostrou eficiente, pois, após o ensaio e a análise de diferentes combinações para o par de ensaio pino e disco, foi possível determinar os diferentes coeficientes de atrito, e o cálculo da taxa de desgaste para condições não lubrificadas. Comparando os valores obtidos com os presentes na literatura, percebe-se que os resultados obtidos foram satisfatórios.
Resumo (inglês)
Tribological analysis methods performed in a laboratory are made in a device called tribometer used to accurately evaluate the slip wear behavior of material pairs. Currently, marketed tribometers have a high value because they need an automation system with control and data acquisition used to facilitate the experimental procedure. Besides, it is necessary that these devices have greater control over the test parameters (load, sliding speed, distance or trial time), and perform data acquisition automatically. Based on this motivation, this paper presents a detailed study on the development of instrumentation for control and data acquisition of a pin-on-disk tribometer, following the recommendations of ASTM G99 standard, using low-cost hardware and open-source platform (Arduino) with hardware integration that is controlled by this platform through the I2C interface. Temperature sensors at the contact surface between the pin and the disk, ambient temperature, and humidity, load cell to determine the normal applied load, load cell to obtain the coefficient of friction, an accelerometer for vibration data acquisition were used, a reflective sensor for engine cycle counting, and a relay module for engine speed control through a frequency inverter. In addition, experiments were performed with tribological pairs to test the implemented system, and the quantification of wear for plastic deformation with the Archard equation (1953) and a correlation of the data compared with the data presented in Archard (1957). The results showed that the developed instrumentation proved to be efficient because, after the test and the analysis of different combinations for the pin and disk test pair, it was possible to determine the different friction coefficients and the calculation of the wear rate for unlubricated conditions. Comparing the values obtained with those present in the literature, it is clear that the results obtained were satisfactory.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
