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AR Categoria: Tribologia Rotacional
Medição contínua da curva de Stribeck usando o Tribômetro Pin-on-Disk
Introdução:
Quando a lubrificação é aplicada para reduzir o desgaste/fricção das superfícies em movimento, o contato de lubrificação na interface pode mudar de vários regimes, tais como Limite, Lubrificação Mista e Hidrodinâmica. A espessura do filme fluido desempenha um papel importante neste processo, principalmente determinado pela viscosidade do fluido, a carga aplicada na interface e a velocidade relativa entre as duas superfícies. Como os regimes de lubrificação reagem ao atrito é mostrado no que é chamado de curva de Stribeck [1-4].
Neste estudo demonstramos pela primeira vez a capacidade de medir uma curva de Stribeck contínua. Usando o Nanovea Tribômetro controle avançado de velocidade sem etapas, de 15.000 a 0,01 rpm, em 10 minutos o software fornece diretamente uma curva de Stribeck completa. A configuração inicial simples exige apenas que os usuários selecionem o modo de rampa exponencial e insiram as velocidades inicial e final, em vez de ter que realizar vários testes ou programar um procedimento passo a passo em velocidades diferentes, exigindo a junção de dados para as medições convencionais da curva de Stribeck. Este avanço fornece dados precisos durante toda a avaliação do regime de lubrificantes e reduz substancialmente o tempo e o custo. O teste mostra um grande potencial para ser utilizado em diferentes aplicações de engenharia industrial.
Comparação da gota de lubrificação utilizando o Nanovea T50 Tribometer
Importância das Soluções de Teste de Queda de Olhos
Soluções de gota ocular são utilizadas para aliviar os sintomas causados por uma série de problemas oculares. Por exemplo, elas podem ser usadas para tratar irritações oculares menores (por exemplo, ressecamento e vermelhidão), retardar o início do glaucoma ou tratar infecções. As soluções para gotas oculares vendidas sem receita médica são usadas principalmente para tratar a secura. Sua eficácia na lubrificação do olho pode ser comparada e medida com um teste de coeficiente de atrito.
Olhos secos podem ser causados por uma ampla gama de fatores, por exemplo, a tensão ocular do computador ou estar ao ar livre em condições climáticas extremas. Boas gotas lubrificantes para os olhos ajudam a manter e complementar a umidade na superfície externa dos olhos. Isto funciona para aliviar o desconforto, ardor ou irritação e vermelhidão associados aos olhos secos. Medindo o coeficiente de atrito (COF) de uma solução de colírio, sua eficiência lubrificante e como ela se compara a outras soluções podem ser determinadas.
Objetivo da medição
Neste estudo, o coeficiente de atrito (COF) de três soluções diferentes de gota de lubrificante foi medido usando o ajuste pino-a-disco no Nanovea T50 Tribometer.
Procedimento e procedimentos de teste
Um pino esférico de 6 mm de diâmetro feito de alumina foi aplicado a uma lâmina de vidro com cada solução de gota de olho atuando como o lubrificante entre as duas superfícies. Os parâmetros de teste utilizados para todos os experimentos estão resumidos na Tabela 1 abaixo.
Resultados e Discussão
Os valores máximo, mínimo e médio do coeficiente de atrito para as três diferentes soluções de gota ocular testadas estão tabulados na Tabela 2 abaixo. Os gráficos do COF v. Revoluções para cada solução de gota ocular estão representados nas Figuras 2-4. O COF durante cada teste permaneceu relativamente constante durante a maior parte da duração total do teste. A amostra A tinha a menor média de COF indicando que tinha as melhores propriedades de lubrificação.
Conclusão
Neste estudo, mostramos a capacidade do Nanovea T50 Tribometer em medir o coeficiente de atrito de soluções com três gotas oftálmicas. Com base nestes valores, mostramos que a amostra A tinha um coeficiente de atrito menor e, portanto, apresenta melhor lubrificação em comparação com as outras duas amostras.
Nanovea Tribômetros oferece testes de desgaste e fricção precisos e repetíveis usando módulos rotativos e lineares em conformidade com ISO e ASTM. Ele também fornece módulos opcionais de desgaste, lubrificação e tribocorrosão em alta temperatura, disponíveis em um sistema pré-integrado. Essa versatilidade permite aos usuários simular melhor o ambiente real de aplicação e melhorar a compreensão fundamental do mecanismo de desgaste e das características tribológicas de vários materiais.
AGORA, VAMOS FALAR SOBRE SUA APLICAÇÃO
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.
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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
Teste de Desgaste de Vidro com Monitoramento de Emissões Acústicas
O comportamento de desgaste de três tipos de vidro (vidro comum, vidro Galaxy S3 e vidro Sapphire revestido) é comparado de forma controlada e monitorada usando a Nanovea Tribômetro equipado com um detector de EA. Neste estudo, gostaríamos de mostrar a aplicação da detecção de EA durante o desgaste e sua correlação com a evolução do coeficiente de atrito (COF).
Teste de Desgaste de Vidro com Monitoramento de Emissões Acústicas
Tribocorrosão Avaliação do desgaste do revestimento protetor
O processo de tribocorrosão dos revestimentos DLC em diferentes tipos de substratos de aço é simulado usando o Nanovea Tribometer. Neste estudo, gostaríamos de mostrar que o Nanovea Tribômetro equipado com o Módulo Tribocorrosão é uma ferramenta ideal para avaliar o desempenho dos revestimentos de proteção utilizados em ambientes de desgaste e corrosão.
Tribocorrosão Avaliação do desgaste do revestimento protetor
