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Título: Obtenção de curvas de stribeck em sistema tipo mancal de deslizamento
Autor(es): Shinmi, Alexandre Vatanabe
Maximiano, Raphael Cesar
Orientador(es): Silva, Carlos Henrique da
Palavras-chave: Balanceamento de máquinas
Atrito
Lubrificação e lubrificantes
Balancing of machinery
Friction
Lubrication and lubricants
Data do documento: 18-Abr-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: SHINMI, Alexandre Vatanabe, MAXIMIANO, Raphael Cesar. Obtenção de curvas de stribeck em sistema tipo mancal de deslizamento. 2015. 135 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.
Resumo: Com o passar dos anos, o aprimoramento das máquinas e a busca pela máxima eficiência fez com que se desenvolvessem estudos na área da tribologia, a ciência que trata da interação entre atrito, desgaste e lubrificação. Nesta linha de pesquisa, para mancais de deslizamento lubrificados, os objetivos deste estudo foram: a obtenção de Curvas de Stribeck e, como consequência neste processo, o desenvolvimento de uma metodologia e aperfeiçoamento da Máquina de Atrito Cinético. Os ensaios foram feitos utilizando um conjunto tribológico lubrificado pelo óleo Lubrax Top Turbo, 15W40, da Petrobrás. Esse conjunto era composto por um contra corpo de prova (CCP) de aço SAE 1020 usinado e por uma bucha da cabeça de biela comercial bi metálica (corpo de prova - CP) fabricada pela empresa MAHLE Metal Leve AS. Foram 12 ensaios válidos com duração média de 3,5 horas cada, com cargas constantes de 40,7N, 55,4N e 72,7N, divididos em 3 baterias com 4 ensaios por bateria. Durante cada ensaio variou-se a rotação (partindo de 2500, 2000, 1500, 1000, 500 até 250 rpm) com intervalo de 35 minutos cada velocidade para que fosse possível alcançar o regime permanente e que possibilitasse a medição do coeficiente de atrito em cada situação. Os dados foram interpretados e usados para obtenção de Curvas de Stribeck. Foi constatado que os limites da M.A.C. para esses ensaios estão relacionados à vibração em altas rotações (acima de 2500 rpm) e dificuldade de ajuste para baixas rotações (abaixo de 250 rpm). Quanto aos parâmetros monitorados nos testes, observou-se que a velocidade de rotação do eixo influenciava significativamente no fluxo de óleo, que por sua fez impactava na temperatura de entrada do lubrificante no conjunto tribológico. Com a mudança de temperatura, a viscosidade também mudava e, apesar da implementação de um sistema de aquecimento de óleo, não foi possível o controle dessa temperatura e, consequentemente, da viscosidade que, por sua vez, impactava sobre o valor do número de Stribeck. Quando agrupadas, as 4 curvas de uma mesma bateria apresentaram divergências que, ao que tudo indica, são causadas por essa variação de viscosidade. A composição de uma curva única a partir das 3 baterias de testes não foi possível devido a esse mesmo fator e por causa da mudança da carga normal aplicada sobre o sistema.
Abstract: Over the years, the improvement of machinery and the search for maximum efficiency lead to the development of the field of tribology, the science in which the interaction between friction, wear and lubrication is studied. The goals of the present work were: the assesment of Stribeck’s Curves and, consequently, the development of a methodology for obtaining them and the improvement of the current configuration of a Kinetic Friction Machine (Máquina de Atrito Cinético - M.A.C. - in portuguese). The tests were performed using a tribological set lubricated with Lubrax Top Turbo oil, 15W40, manufactured by Petrobrás. This set was composed by a counter specimen (in portuguese CCP) made of machined SAE 1020 steel and a commercial sliding bearing specimen (CP) manufactured by MAHLE Metal Leve AS. 12 valid tests were performed with an average durantion of 3.5 hours each, with loads of 40,7N, 55,4N and 72,7N divided into 3 batteries with 4 runs per battery. The friction coefficients were analysed at six rotation speeds (starting from 2500, 2000, 1500, 1000, 500 to 250 rpm) with a 35 minute period for each speed. That is the time needed in order to reach steady state and to allow the measurement of the friction coefficient in each given situation. The obtained data were analysed and used to plot the Stribeck’s Curves. As a result, it was proved that the “M.A.C.” is able to conduct tests for this purpose as long as the test parameters are within the operating range. Its limits are related mainly to vibration at high speeds (above 2500 rpm) and the difficulty for setting a specific rotation in low speeds (below 250 rpm). Regarding the parameters monitored in the tests, it was observed that the shaft rotation speed has a significant influence over the oil flow, which impacts the lubricant’s inlet temperature. Due to the changing in the oil’s temperature, viscosity also changed and, despite the implementation of an oil heating system, it was not possible to control the inlet temperature over the entire rotation range. Consequently, the Stribeck’s Number values were affected in some situations. When plotted together, the 4 Stribeck’s Curves obtained in the same condition were slightly diferent due to these discrepancies. Because of these factors and the changing of loads the composition af a single Stribeck’s Curve was not considered to be suitable.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6385
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