{"id":7974,"date":"2020-03-03T21:32:52","date_gmt":"2020-03-03T21:32:52","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=7974"},"modified":"2025-05-22T20:56:21","modified_gmt":"2025-05-22T20:56:21","slug":"carga-tribologia-dinamica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/carga-tribologia-dinamica\/","title":{"rendered":"Tribologia de carga din\u00e2mica"},"content":{"rendered":"
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Tribologia de carga din\u00e2mica<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Introdu\u00e7\u00e3o
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O desgaste ocorre em praticamente todos os setores industriais e imp\u00f5e custos de ~0,75% do PIB1. A pesquisa em tribologia \u00e9 vital para melhorar a efici\u00eancia da produ\u00e7\u00e3o, o desempenho da aplica\u00e7\u00e3o, assim como a conserva\u00e7\u00e3o do material, da energia e do meio ambiente. Vibra\u00e7\u00e3o e oscila\u00e7\u00e3o ocorrem inevitavelmente em uma ampla gama de aplica\u00e7\u00f5es tribol\u00f3gicas. A vibra\u00e7\u00e3o externa excessiva acelera o processo de desgaste e reduz o desempenho de servi\u00e7o, o que leva a falhas catastr\u00f3ficas nas pe\u00e7as mec\u00e2nicas.<\/p>\n

Os trib\u00f4metros convencionais de carga morta aplicam cargas normais por pesos de massa. Tal t\u00e9cnica de carga n\u00e3o apenas limita as op\u00e7\u00f5es de carga a uma carga constante, mas tamb\u00e9m cria intensas vibra\u00e7\u00f5es n\u00e3o controladas a altas cargas e velocidades, levando a avalia\u00e7\u00f5es de comportamento de desgaste limitadas e inconsistentes. Uma avalia\u00e7\u00e3o confi\u00e1vel do efeito da oscila\u00e7\u00e3o controlada no comportamento de desgaste dos materiais \u00e9 desej\u00e1vel para P&D e CQ em diferentes aplica\u00e7\u00f5es industriais.<\/p>\n

Alta carga inovadora da Nanovea trib\u00f4metro <\/a>tem capacidade de carga m\u00e1xima de 2.000 N com sistema de controle de carga din\u00e2mico. O avan\u00e7ado sistema pneum\u00e1tico de carregamento de ar comprimido permite aos usu\u00e1rios avaliar o comportamento tribol\u00f3gico de um material sob altas cargas normais com a vantagem de amortecer vibra\u00e7\u00f5es indesejadas criadas durante o processo de desgaste. Portanto, a carga \u00e9 medida diretamente, sem necessidade de molas amortecedoras usadas em projetos mais antigos. Um m\u00f3dulo de carregamento oscilante eletro\u00edm\u00e3 paralelo aplica oscila\u00e7\u00e3o bem controlada de amplitude desejada de at\u00e9 20 N e frequ\u00eancia de at\u00e9 150 Hz.<\/p>\n

O atrito \u00e9 medido com alta precis\u00e3o diretamente pela for\u00e7a lateral aplicada ao suporte superior. O deslocamento \u00e9 monitorado in situ, fornecendo informa\u00e7\u00f5es sobre a evolu\u00e7\u00e3o do comportamento de desgaste das amostras de teste. O teste de desgaste sob carga oscilat\u00f3ria controlada tamb\u00e9m pode ser realizado em ambientes de corros\u00e3o, alta temperatura, umidade e lubrifica\u00e7\u00e3o para simular as condi\u00e7\u00f5es reais de trabalho para as aplica\u00e7\u00f5es tribol\u00f3gicas. Uma alta velocidade integrada perfil\u00f4metro sem contato<\/a> mede automaticamente a morfologia da trilha de desgaste e o volume de desgaste em poucos segundos.<\/p>\n

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Objetivo da medi\u00e7\u00e3o<\/p>\n

Neste estudo, mostramos a capacidade do Trib\u00f4metro de Carga Din\u00e2mica Nanovea T2000 em estudar o comportamento tribol\u00f3gico de diferentes revestimentos e amostras de metal sob condi\u00e7\u00f5es de carga com oscila\u00e7\u00e3o controlada.<\/p>\n

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Procedimento de teste
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O comportamento tribol\u00f3gico, por exemplo, coeficiente de atrito, COF e resist\u00eancia ao desgaste de um revestimento resistente ao desgaste de 300 \u00b5m de espessura foi avaliado e comparado pelo Trib\u00f4metro Nanovea T2000 com um trib\u00f4metro convencional de carga morta usando um pino na configura\u00e7\u00e3o de disco seguindo a ASTM G992.<\/p>\n

Amostras separadas revestidas com Cu e TiN contra uma bola de Al\u20820\u2083 de 6 mm sob oscila\u00e7\u00e3o controlada foram avaliadas pelo Modo Tribologia de Carga Din\u00e2mica do Trib\u00f4metro Nanovea T2000.<\/p>\n

Os par\u00e2metros de teste est\u00e3o resumidos na Tabela 1.<\/p>\n

O profil\u00f4metro 3D integrado equipado com um sensor de linha varre automaticamente a pista de desgaste ap\u00f3s os testes, proporcionando a medi\u00e7\u00e3o mais precisa do volume de desgaste em segundos.<\/p>\n

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Resultados e Discuss\u00e3o
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Sistema de carga pneum\u00e1tica vs. Sistema de carga morta<\/span><\/strong><\/p>\n

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O comportamento tribol\u00f3gico de um revestimento resistente ao desgaste usando Nanovea T2000 Tribometer \u00e9 comparado a um trib\u00f4metro convencional de carga morta (DL). A evolu\u00e7\u00e3o do COF do revestimento \u00e9 mostrada na Fig. 2. Observamos que o revestimento exibe um valor de COF compar\u00e1vel de ~0,6 durante o teste de desgaste. Entretanto, os 20 perfis de se\u00e7\u00e3o transversal em diferentes locais da pista de desgaste na Fig. 3 indicam que o revestimento sofreu um desgaste muito mais severo sob o sistema de carga morta.<\/p>\n

Vibra\u00e7\u00f5es intensas foram geradas pelo processo de desgaste do sistema de carga morta em alta carga e velocidade. A enorme press\u00e3o concentrada na face de contato combinada com uma alta velocidade de deslizamento cria um peso substancial e uma vibra\u00e7\u00e3o na estrutura que leva a um desgaste acelerado. O trib\u00f4metro convencional de carga morta aplica carga usando pesos de massa. Este m\u00e9todo \u00e9 confi\u00e1vel em cargas de contato mais baixas sob condi\u00e7\u00f5es de desgaste suave; entretanto, sob condi\u00e7\u00f5es de desgaste agressivo em cargas e velocidades maiores, a vibra\u00e7\u00e3o significativa faz com que os pesos saltem repetidamente, resultando em uma pista de desgaste desigual causando uma avalia\u00e7\u00e3o tribol\u00f3gica n\u00e3o confi\u00e1vel. A taxa de desgaste calculada \u00e9 de 8,0\u00b12,4 x 10-4 mm3\/N m, mostrando uma alta taxa de desgaste e grande desvio padr\u00e3o.<\/p>\n

O trib\u00f4metro Nanovea T2000 \u00e9 projetado com um sistema de carga de controle din\u00e2mico para amortecer as oscila\u00e7\u00f5es. Ele aplica a carga normal com ar comprimido que minimiza a vibra\u00e7\u00e3o indesejada criada durante o processo de desgaste. Al\u00e9m disso, o controle ativo de carga em loop fechado garante que uma carga constante seja aplicada durante todo o teste de desgaste e a ponta segue a mudan\u00e7a de profundidade da pista de desgaste. Um perfil de pista de desgaste significativamente mais consistente \u00e9 medido como mostrado na Fig. 3a, resultando em uma baixa taxa de desgaste de 3,4\u00b10,5 x 10-4 mm3\/N m.<\/p>\n

A an\u00e1lise da pista de desgaste mostrada na Fig. 4 confirma o teste de desgaste realizado pelo sistema de carga pneum\u00e1tica de ar comprimido do Nanovea T2000 Tribometer cria uma pista de desgaste mais suave e mais consistente em compara\u00e7\u00e3o com o trib\u00f4metro convencional de carga morta. Al\u00e9m disso, o trib\u00f4metro Nanovea T2000 mede o deslocamento da ponta durante o processo de desgaste, fornecendo uma vis\u00e3o mais detalhada do progresso do comportamento do desgaste in situ.<\/p>\n

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Oscila\u00e7\u00e3o controlada sobre o desgaste da amostra de Cu<\/strong><\/p>\n

O m\u00f3dulo eletro\u00edm\u00e3 de carga oscilante paralelo do Nanovea T2000 Trib\u00f4metro permite aos usu\u00e1rios investigar o efeito das oscila\u00e7\u00f5es de amplitude e freq\u00fc\u00eancia controladas sobre o comportamento de desgaste dos materiais. O COF das amostras do Cu \u00e9 registrado in situ, como mostrado na Fig. 6. A amostra Cu exibe um COF constante de ~0,3 durante a primeira medi\u00e7\u00e3o de 330 voltas, significando a forma\u00e7\u00e3o de um contato est\u00e1vel na interface e uma pista de desgaste relativamente suave. Enquanto o teste de desgaste continua, a varia\u00e7\u00e3o do COF indica uma mudan\u00e7a no mecanismo de desgaste. Em compara\u00e7\u00e3o, os testes de desgaste sob uma oscila\u00e7\u00e3o controlada em amplitude de 5 N a 50 N apresentam um comportamento de desgaste diferente: o COF aumenta prontamente no in\u00edcio do processo de desgaste, e mostra uma varia\u00e7\u00e3o significativa ao longo do teste de desgaste. Tal comportamento do COF indica que a oscila\u00e7\u00e3o imposta na carga normal desempenha um papel no estado de deslizamento inst\u00e1vel no contato.<\/p>\n

A Fig. 7 compara a morfologia da via de desgaste medida pelo profil\u00f4metro \u00f3ptico integrado sem contato. Pode-se observar que a amostra Cu sob uma amplitude de oscila\u00e7\u00e3o controlada de 5 N exibe uma pista de desgaste muito maior com um volume de 1,35 x 109 \u00b5m3, em compara\u00e7\u00e3o com 5,03 x 108 \u00b5m3 sob nenhuma oscila\u00e7\u00e3o imposta. A oscila\u00e7\u00e3o controlada acelera significativamente a taxa de desgaste por um fator de ~2,7, mostrando o efeito cr\u00edtico da oscila\u00e7\u00e3o sobre o comportamento de desgaste.<\/p>\n

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Oscila\u00e7\u00e3o Controlada no Desgaste do Revestimento TiN<\/strong><\/p>\n

As faixas de COF e de desgaste da amostra de revestimento TiN s\u00e3o mostradas na Fig. 8. O revestimento de TiN apresenta comportamentos de desgaste significativamente diferentes sob oscila\u00e7\u00e3o, conforme indicado pela evolu\u00e7\u00e3o do COF durante os testes. O revestimento de TiN mostra um COF constante de ~0,3 ap\u00f3s o per\u00edodo de rodagem no in\u00edcio do teste de desgaste, devido ao contato deslizante est\u00e1vel na interface entre o revestimento de TiN e a esfera Al\u2082O\u2083. Entretanto, quando o revestimento de TiN come\u00e7a a falhar, a esfera Al\u2082O\u2083 penetra atrav\u00e9s do revestimento e desliza contra o substrato de a\u00e7o fresco embaixo. Uma quantidade significativa de res\u00edduos de revestimento TiN duro \u00e9 gerada na pista de desgaste ao mesmo tempo, transformando um desgaste est\u00e1vel de deslizamento de dois corpos em desgaste por abras\u00e3o de tr\u00eas corpos. Tal mudan\u00e7a das caracter\u00edsticas do par de materiais leva ao aumento das varia\u00e7\u00f5es na evolu\u00e7\u00e3o do COF. A oscila\u00e7\u00e3o imposta de 5 N e 10 N acelera a falha do revestimento de TiN de ~400 rota\u00e7\u00f5es para menos de 100 rota\u00e7\u00f5es. Os maiores rastros de desgaste nas amostras de revestimento TiN ap\u00f3s os testes de desgaste sob a oscila\u00e7\u00e3o controlada est\u00e3o de acordo com tal mudan\u00e7a no COF.<\/p>\n

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Conclus\u00e3o<\/p>\n

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O avan\u00e7ado sistema de carga pneum\u00e1tica do Nanovea T2000 Trib\u00f4metro possui uma vantagem intr\u00ednseca como um amortecedor de vibra\u00e7\u00f5es naturalmente r\u00e1pido em compara\u00e7\u00e3o com os sistemas tradicionais de carga morta. Esta vantagem tecnol\u00f3gica dos sistemas pneum\u00e1ticos \u00e9 verdadeira em compara\u00e7\u00e3o com os sistemas controlados por carga que utilizam uma combina\u00e7\u00e3o de servomotores e molas para aplicar a carga. A tecnologia garante uma avalia\u00e7\u00e3o de desgaste confi\u00e1vel e melhor controlada em cargas elevadas, como demonstrado neste estudo. Al\u00e9m disso, o sistema ativo de carga em circuito fechado pode alterar a carga normal para um valor desejado durante testes de desgaste para simular aplica\u00e7\u00f5es da vida real vistas em sistemas de freio.<\/p>\n

Em vez de ter influ\u00eancia das condi\u00e7\u00f5es de vibra\u00e7\u00e3o descontrolada durante os testes, mostramos o Nanovea T2000 Dynamic-Load Tribometer que permite aos usu\u00e1rios avaliar quantitativamente os comportamentos tribol\u00f3gicos dos materiais sob diferentes condi\u00e7\u00f5es de oscila\u00e7\u00e3o controlada. As vibra\u00e7\u00f5es t\u00eam um papel significativo no comportamento de desgaste das amostras de metal e revestimento cer\u00e2mico.<\/p>\n

O m\u00f3dulo de carga oscilante de eletro\u00edm\u00e3 paralelo fornece oscila\u00e7\u00f5es controladas com precis\u00e3o em amplitudes e frequ\u00eancias definidas, permitindo aos usu\u00e1rios simular o processo de desgaste sob condi\u00e7\u00f5es reais quando as vibra\u00e7\u00f5es ambientais s\u00e3o freq\u00fcentemente um fator importante. Na presen\u00e7a de oscila\u00e7\u00f5es impostas durante o desgaste, tanto o Cu quanto as amostras de revestimento TiN exibem uma taxa de desgaste substancialmente maior. A evolu\u00e7\u00e3o do coeficiente de atrito e do deslocamento da ponta medida in situ s\u00e3o indicadores importantes para o desempenho do material durante as aplica\u00e7\u00f5es tribol\u00f3gicas. O profil\u00f4metro 3D integrado sem contato oferece uma ferramenta para medir com precis\u00e3o o volume de desgaste e analisar a morfologia detalhada das faixas de desgaste em segundos, fornecendo mais informa\u00e7\u00f5es sobre o entendimento fundamental do mecanismo de desgaste.<\/p>\n

O T2000 \u00e9 equipado com um motor auto-ajust\u00e1vel, de alta qualidade e alto torque com uma velocidade interna de 20 bits e um codificador de posi\u00e7\u00e3o externa de 16 bits. Ele permite que o trib\u00f4metro forne\u00e7a uma faixa inigual\u00e1vel de velocidades de rota\u00e7\u00e3o de 0,01 a 5000 rpm que podem mudar em saltos escalonados ou em taxas cont\u00ednuas. Ao contr\u00e1rio dos sistemas que utilizam um sensor de torque localizado em baixo, o Trib\u00f4metro Nanovea utiliza uma c\u00e9lula de carga de alta precis\u00e3o localizada em cima para medir com precis\u00e3o e separadamente as for\u00e7as de atrito.<\/p>\n

Os Trib\u00f4metros Nanovea oferecem testes de desgaste e atrito precisos e repet\u00edveis usando os modos rotativo e linear compat\u00edveis com ISO e ASTM (incluindo testes de 4 esferas, arruela de press\u00e3o e bloco sobre anel), com m\u00f3dulos opcionais de desgaste em alta temperatura, lubrifica\u00e7\u00e3o e tribo-corros\u00e3o dispon\u00edveis em um sistema pr\u00e9-integrado. A gama inigual\u00e1vel do Nanovea T2000 \u00e9 uma solu\u00e7\u00e3o ideal para determinar a gama completa de propriedades tribol\u00f3gicas de revestimentos, filmes e substratos finos ou grossos, macios ou duros.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Tem um aplicativo semelhante?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Dynamic Load Tribology Introduction Wear takes place in virtually every industrial sector and imposes costs of ~0.75% of the GDP1. Tribology research is vital in improving production efficiency, application performance, as well as conservation of material, energy, and the environment. Vibration and oscillation inevitably occur in a wide range of tribological applications. Excessive external vibration […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":8052,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,349,355,335,373,336],"tags":[],"class_list":["post-7974","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-laboratory-testing","category-profilometry-volume-area","category-profilometry-testing","category-rotational-tribology","category-tribology-testing"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7974","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7974"}],"version-history":[{"count":45,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7974\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24785,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7974\/revisions\/24785"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8052"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7974"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7974"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7974"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}