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AR Categoria: Teste de Tribologia
Comparação do desgaste por abrasão em ganga
Introdução
A forma e a função de um tecido é determinada por sua qualidade e durabilidade. O uso diário dos tecidos causa desgaste no material, por exemplo, empilhamento, penugem e descoloração. A qualidade subpar do tecido usado para vestuário pode muitas vezes levar à insatisfação do consumidor e danificar a marca.
A tentativa de quantificar as propriedades mecânicas dos tecidos pode representar muitos desafios. A estrutura do fio e até mesmo a fábrica em que foi produzido pode resultar em reprodutibilidade deficiente dos resultados dos testes. Tornando difícil a comparação de resultados de testes de diferentes laboratórios. A medição do desempenho de desgaste dos tecidos é fundamental para os fabricantes, distribuidores e varejistas na cadeia de produção têxtil. Uma medição bem controlada e reprodutível da resistência ao desgaste é crucial para garantir um controle de qualidade confiável do tecido.
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Desgaste Rotativo ou Linear e COF? (Um estudo abrangente usando o Nanovea Tribometer)
Desgaste é o processo de remoção e deformação do material em uma superfície como resultado da ação mecânica da superfície oposta. É influenciado por uma variedade de fatores, incluindo deslizamento unidirecional, rolamento, velocidade, temperatura e muitos outros. O estudo do desgaste, tribologia, abrange muitas disciplinas, desde física e química até engenharia mecânica e ciência dos materiais. A natureza complexa do desgaste requer estudos isolados sobre mecanismos ou processos de desgaste específicos, como desgaste adesivo, desgaste abrasivo, fadiga superficial, desgaste por atrito e desgaste erosivo. No entanto, o “Desgaste Industrial” geralmente envolve múltiplos mecanismos de desgaste que ocorrem em sinergia.
Os testes de desgaste linear alternativo e rotativo (pino no disco) são duas configurações amplamente utilizadas em conformidade com ASTM para medir comportamentos de desgaste por deslizamento de materiais. Como o valor da taxa de desgaste de qualquer método de teste de desgaste é frequentemente usado para prever a classificação relativa das combinações de materiais, é extremamente importante confirmar a repetibilidade da taxa de desgaste medida usando diferentes configurações de teste. Isso permite que os usuários considerem cuidadosamente o valor da taxa de desgaste relatado na literatura, o que é fundamental para a compreensão das características tribológicas dos materiais.
Teste de desgaste da madeira com o Nanovea Tribometer
Importância da comparação entre o desgaste da madeira e o COF
A madeira tem sido usada há milhares de anos como material de construção para residências, móveis e pisos. Possui uma combinação de beleza natural e durabilidade, o que o torna um candidato ideal para pisos. Ao contrário do carpete, os pisos de madeira mantêm a cor por muito tempo e podem ser facilmente limpos e mantidos, porém, por ser um material natural, a maioria dos pisos de madeira requer a aplicação de um acabamento superficial para proteger a madeira de diversos tipos de danos, como arranhões e lascando com o tempo. Neste estudo, um Nanovea Tribômetro foi usado para medir a taxa de desgaste e o coeficiente de atrito (COF) para melhor compreender o desempenho comparativo de três acabamentos de madeira.
O comportamento de serviço de uma espécie de madeira utilizada para pisos está muitas vezes relacionado à sua resistência ao desgaste. A mudança na estrutura celular individual e de fibra de diferentes espécies de madeira contribui para seus diferentes comportamentos mecânicos e tribológicos. Os testes de serviço reais da madeira como material para pisos são caros, difíceis de duplicar e requerem longos períodos de tempo de teste. Como resultado, torna-se valioso desenvolver um teste de desgaste simples que possa produzir confiável, reprodutível e direto para frente.
Objetivo da medição
Neste estudo, simulamos e comparamos os comportamentos de desgaste de três tipos de madeira para mostrar a capacidade do Nanovea Tribometer em avaliar as propriedades tribológicas da madeira de forma controlada e monitorada.
Discussão
Descrição da amostra: Antique Birch Hardwood tem acabamento em óxido de alumínio de 7 camadas, proporcionando proteção contra o desgaste diário. Courtship Grey Oak, & Santos Mahogany são ambos tipos de pisos laminados que variam no acabamento superficial e no brilho. O carvalho Courtship Grey Oak é uma cor cinza ardósia, acabamento EIR e de baixo brilho. Por outro lado, o Santos Mahogany é uma cor cor de vinho escuro, pré-acabado e alto brilho que permite que arranhões e defeitos superficiais sejam mais facilmente escondidos.
A evolução do COF durante os testes de desgaste das três amostras de piso de madeira são plotadas na Fig. 1. As amostras de madeira de bétula antiga, carvalho cinza Courtship, & Mogno Santos apresentaram todos um comportamento COF diferente.
Pode ser observado no gráfico acima que a madeira de bétula antiga foi a única amostra que demonstrou um COF estável durante todo um teste. O aumento acentuado do COF do Carvalho Cinzento Courtship e sua diminuição gradual poderia ser indicativo de que a rugosidade superficial da amostra contribuiu em grande parte para seu comportamento COF. À medida que a amostra foi sendo usada, a rugosidade superficial diminuiu e se tornou mais homogênea, o que explica a diminuição do COF à medida que a superfície da amostra se tornou mais lisa devido ao desgaste mecânico. O COF em Santos Mahogany mostra um aumento gradual e suave do COF no início do teste e depois transita abruptamente para uma tendência de COF picotado. Isto poderia indicar que uma vez que o revestimento laminado começou a desgastar-se, a esfera de aço (contra material) entrou em contato com o substrato de madeira que se desgastou de forma mais rápida e turbulenta, criando o comportamento mais ruidoso do COF no final do teste.
Antique Birch Hardwood:
Carvalho Cinzento Courtship:
Santos Mahogany
A tabela 2 resume os resultados das varreduras e análises das trilhas de desgaste em todas as amostras de piso de madeira após a realização dos testes de desgaste. Informações e imagens detalhadas para cada amostra podem ser vistas nas Figuras 2-7. Com base na comparação da Wear Rate entre as três amostras, podemos deduzir que Santos Mahogany provou ser menos resistente ao desgaste mecânico do que as outras duas amostras. O Carvalho Vidoeiro Antigo e o Carvalho Cinzento Courtship tiveram taxas de desgaste muito semelhantes, embora seu comportamento de desgaste durante seus testes tenha sido significativamente diferente. A madeira antiga de bétula dura teve uma tendência de desgaste gradual e mais uniforme, enquanto o carvalho cinzento Court-ship mostrou uma pista de desgaste rasa e sem caroço, devido à textura e acabamento superficial pré-existente.
Conclusão
Neste estudo, mostramos a capacidade do Tribômetro Nanovea em avaliar o coeficiente de atrito e resistência ao desgaste de três tipos de madeira, madeira de bétula antiga, carvalho cinza Courtship e mogno Santos, de forma controlada e monitorada. As propriedades mecânicas superiores da madeira de bétula antiga levam a sua melhor resistência ao desgaste. A textura e a homogeneidade da superfície da madeira têm um papel importante no comportamento de desgaste. A textura da superfície do Courtship Grey Oak, tais como folgas ou rachaduras entre as fibras celulares da madeira, podem se tornar os pontos fracos onde o desgaste se inicia e se propaga.
AGORA, VAMOS FALAR SOBRE SUA APLICAÇÃO
Avaliando pastilhas de freio com Tribologia
Importância de avaliar o desempenho do Break Pad
As pastilhas de freio são compostas, um material composto de múltiplos ingredientes, que deve ser capaz de satisfazer um grande número de requisitos de segurança. As pastilhas de freio ideais têm alto coeficiente de atrito (COF), baixa taxa de desgaste, ruído mínimo, e permanecem confiáveis sob ambientes variados. Para garantir a qualidade das pastilhas de freio capazes de satisfazer suas exigências, os testes tribológicos podem ser usados para identificar especificações críticas.
A importância da confiabilidade das pastilhas de freio é muito alta; a segurança dos passageiros nunca deve ser negligenciada. Portanto, é fundamental replicar as condições de operação e identificar possíveis pontos de falha.
Com a Nanovea Tribômetro, uma carga constante é aplicada entre um pino, uma esfera ou um material plano e um contra-material em constante movimento. O atrito entre os dois materiais é coletado com uma célula de carga rígida, permitindo a coleta de propriedades do material em diferentes cargas e velocidades e testado em ambientes de alta temperatura, corrosivos ou líquidos.
Objetivo da medição
Neste estudo, o coeficiente de atrito das pastilhas de freio foi estudado sob um ambiente de temperatura continuamente crescente desde a temperatura ambiente até 700°C. A temperatura ambiente foi aumentada in-situ até que uma falha notável das pastilhas de freio fosse observada. Um termopar foi fixado na parte de trás do pino para medir a temperatura perto da interface deslizante.
Procedimento e procedimentos de teste
Resultados e Discussão
Este estudo se concentra principalmente na temperatura na qual as pastilhas de freio começam a falhar. O COF obtido não representa valores reais; o material dos pinos não é o mesmo que os rotores de freio. Deve-se notar também que os dados de temperatura coletados são a temperatura do pino e não a temperatura da interface deslizante.
No início do teste (temperatura ambiente), o COF entre o pino SS440C e a pastilha de freio deu um valor consistente de aproximadamente 0,2. Conforme a temperatura aumentava, o COF aumentava constantemente e atingia um valor máximo de 0,26 perto de 350°C. Depois de 390°C, o COF rapidamente começa a diminuir. O COF começou a aumentar de volta para 0,2 a 450°C, mas começou a diminuir para um valor de 0,05 pouco depois.
A temperatura na qual as pastilhas de freio falharam consistentemente é identificada a temperaturas acima de 500°C. Passada esta temperatura, o COF não foi mais capaz de reter o COF inicial de 0,2.
Conclusão
As pastilhas de freio têm mostrado falhas consistentes a uma temperatura acima de 500°C. Seu COF de 0,2 aumenta lentamente até um valor de 0,26 antes de cair para 0,05 no final do teste (580°C). A diferença entre 0,05 e 0,2 é um fator de 4. Isto significa que a força normal a 580°C deve ser quatro vezes maior do que à temperatura ambiente para atingir a mesma força de parada!
Embora não incluído neste estudo, o Nanovea Tribometer também é capaz de realizar testes para observar outra propriedade importante das pastilhas de freio: a taxa de desgaste. Utilizando nossos profilômetros 3D sem contato, o volume da pista de desgaste pode ser obtido para calcular com que rapidez as amostras de desgaste. Os testes de desgaste podem ser conduzidos com o Nanovea Tribometer sob diferentes condições e ambientes de teste para melhor simular as condições de operação.
AGORA, VAMOS FALAR SOBRE SUA APLICAÇÃO
Desgaste por Abrasão Têxtil por Tribômetro
A medição da resistência à abrasão têxtil dos tecidos é muito desafiadora. Muitos fatores desempenham um papel durante o teste, incluindo as propriedades mecânicas das fibras, a estrutura dos fios e a trama dos tecidos. Isto pode resultar em má reprodutibilidade dos resultados dos testes e criar dificuldade na comparação dos valores relatados por diferentes laboratórios. O desempenho de desgaste dos tecidos é crítico para os fabricantes, distribuidores e varejistas na cadeia de produção têxtil. Um tecido quantificável e reprodutível bem controlado Tribômetro A medição da resistência ao desgaste é crucial para garantir um controle de qualidade confiável da produção de tecido.
Desempenho de rigidez da escova usando o Tribômetro
As escovas estão entre as ferramentas mais básicas e amplamente utilizadas no mundo. Elas podem ser usadas para remover material (escova de dentes, escova arqueológica, escova de triturador de bancada), aplicar material (pincel, pincel de maquiagem, pincel de dourar), pentear filamentos, ou adicionar um padrão. Como resultado das forças mecânicas e abrasivas sobre eles, as escovas têm que ser constantemente substituídas após uso moderado. Por exemplo, as cabeças das escovas de dentes devem ser substituídas a cada três ou quatro meses por causa do desgaste em conseqüência do uso repetido. Tornar os filamentos de fibra da escova de dente muito rígidos corre o risco de desgastar o dente real em vez da placa bacteriana macia. Tornar as fibras da escova de dente muito macias faz com que a escova perca sua forma mais rapidamente. Entender a curva de mudança da escova, assim como o desgaste e a mudança geral de forma nos filamentos sob diferentes condições de carga é necessário para projetar escovas que melhor atendam à sua aplicação.
Tribologia de Baixa Temperatura
Uma medição confiável da tribologia de baixa temperatura, coeficiente de atrito estático e dinâmico, COF, bem como do comportamento de desgaste é necessária para entender melhor o desempenho tribológico dos materiais para aplicações abaixo de zero. Ela fornece uma ferramenta útil para correlacionar a propriedade friccional com a influência de vários fatores, tais como reações na interface, características de superfície intertravadas, coesão de filmes de superfície e até mesmo junções microscópicas de sólidos estáticos entre superfícies a baixas temperaturas.
Dureza de Arranhão a Alta Temperatura usando Tribômetro
Os materiais são selecionados com base nas exigências do serviço. Para aplicações que envolvem mudanças significativas de temperatura e gradientes térmicos, é fundamental investigar as propriedades mecânicas dos materiais a altas temperaturas para estar plenamente ciente dos limites mecânicos. Os materiais, especialmente os polímeros, geralmente amolecem a altas temperaturas. Muitas falhas mecânicas são causadas pela deformação por fluência e fadiga térmica ocorrendo apenas a temperaturas elevadas. Portanto, uma técnica confiável para medir a dureza de arranhões a altas temperaturas é necessária para garantir uma seleção adequada dos materiais para aplicações a altas temperaturas.
Dureza de Arranhão a Alta Temperatura usando Tribômetro
Medição da dureza dos arranhões usando o Tribômetro
Neste estudo, a Nanovea Tribômetro é usado para medir a dureza dos arranhões de diferentes metais. O
capacidade de realizar medições de dureza de arranhões com alta precisão e reprodutibilidade faz
Nanovea Tribometer um sistema mais completo para avaliações tribológicas e mecânicas.
Propriedades Mecânicas e Tribológicas da Fibra de Carbono
Combinado com o teste de desgaste por Tribômetro e análise de superfície por Profilômetro 3D Óptico, nós
mostram a versatilidade e a precisão dos instrumentos Nanovea no teste de materiais compostos
com propriedades mecânicas direcionais.
