tribologia e lubrificação

tribologia e lubrificação

(Parte 1 de 11)

TRIBOLOGIA - EMC 5315 -

Prof. Rodrigo Lima Stoeterau, Dr. Eng.

TribologiaEMC 5315

Esta apostila foi originalmente elaborada pelo professor Longuinho da Costa Leal do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarian, tendo sido a mesma, revisada, atualizada e complementada pelo professor Rodrigo Lima Stoeterau, para uso didático na discilplina de Tribologia do curso de Graduação.

TribologiaEMC 5315

1 INTRODUÇÃO 1.1 A Tribologia 1.2 Histórico 1.3 Considerações sobre Fenômenos Tribológicos 1.5 Considerações Econômicas 1.4 Soluções Tribológicas

2 REVISÃO SOBRE SUPERFÍCIES TÉCNICAS 2.1 Natureza das Superfícies Metálicas 2.2 Avaliação da Textura Superficial 2.3 Parâmetros Superficiais 2.4 Curva de Sustentação ou Curva de Abott 2.5 Formas de Levantamento dos Parâmetros Superficiais 2.6 Relação entre o Processo de Fabricação, Tolerâncias e Acabemanto Superficial

3 ATRITO 3.1 Introdução 3.2 Atrito no Nível Molecular 3.3 Conceito de Área de Contato Real 3.4 Leis Quantitativas do Atrito 3.5 Teorias de Atrito 3.5.1 Teoria da Adesão 3.5.1.1 Teoria da Adesão Simplificada 3.5.1.2 Discussão Sobre a Teoria da Adesão Simplificada 3.5.1.3 Modificação da Teoria da Adesão 3.5.1.4 Críticas à Teoria da Adesão 3.5.2 Outras Contribuições à Força de Atrito 3.6 Atrito em Metais 3.7 Atrito em Não Metais 3.8 Atrito de Rolamento 3.8.1 Leis do Atrito de Rolamento 3.8.2 Temperatura na Superfície de Escorreagmento

3.8.3 Stick-Slip 3.9 Valores de Coeficiente de Atrito

4 DESGASTE 4.1 Introdução 4.2 Definição 4.3 Classificação do Desgaste 4.4 Mecanismos de Desgaste 4.4.1 Desgsate por Adesão 4.4.1.1 Estimativa Quantitativa do Desgaste por Adesão 4.4.1.2 Seleção de Materiais para Aumentar a Resistência ao Desgaste por Adesão 4.4.1.3 Controle do Desgaste Adesivo 4.4.2 Desgsate por Abrasão 4.4.2.1 Expressão Quantitativa para o Desgaste Abrasivo 4.4.2.2 Comprovação Experimental da Equação de Desgaste por Abrasão

TribologiaEMC 5315

4.4.2.3 Materiais para Uso em Situações de Desgaste por Abrasão 4.4.3 Desgaste Dominante por Oxidação 4.4.4 Desgaste por Fadiga Superficial 4.4.5 Outras Formas de Desgaste 4.5 Projetando para Desgaste 4.6 Desgaste em Superfícies Lubrificadas 4.7 Materiais com Propriedades Excepcionais de Desgaste 4.8 Projetando para Desgaste Zero 4.8.1 Modelo Empírico para Desgaste Zero 4.8.2 Exemplo de Utilização do Modelo Empírico para Desgaste Zero

5 PROJETANDO PARA DESGASTE 5.1 Introdução 5.2 Categorias 5.2.1 Metal contra metal 5.3 Desgaste em Superfícies Lubrificadas 5.4 Materiais com Propriedades Excepcionais de Desgaste 5.5 Projetando para Desgaste Zero 5.5.1 Modelo Empírico para Desgaste Zero

6 LUBRIFICANTES

6.1 Introdução à Teoria da Lubrificação 6.2 Lubrificantes 6.2.1 Funções de Lubrificantes 6.2.1.1 Controle de Atrito 6.2.1.2 Controle de Desgaste 6.2.1.3 Controle de Temperatura 6.2.1.4 Controle de Corrosão 6.2.1.5 Isoladores Elétricos 6.2.1.6 Transmissão de Potência (Hidráulica) 6.2.1.7 Amortecimento de Choques 6.2.1.8 Remoção de Contaminantes 6.2.1.9 Elemento de Vedação 6.3 Lubrificantes Sólidos ou Materiais Auto-Lubrificantes 6.3.1 Tipos de Lubrificantes Sólidos 6.3.1.1 Metais com Estrutura Hexagonal 6.3.1.2 Filmes de Metais Moles 6.3.1.3 Sólidos Lamelares 6.3.1.4 Propriedades Tribológicas dos Plásticos Políméricos 6.4 Lubrificantes Líquidos 6.5 Lubrificantes Graxeos (Graxas) 6.6 Normas para Óleos Lubrificantes 6.6.1 Classificação das Viscosidades de Óleos Lubrificantes para Motores de

Combustão Interna 6.6.2 Relação entre o Sistema de Classificação Atual e o Antigo 6.6.3 Normas para Especificações e Teste de Óleos para Motores de Combustão Interna

7 ASPECTOS TRIBOLÓGICOS DE MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA

7.1 Introdução 7.2 Conjunto de Cilindro/Pistão

TribologiaEMC 5315

7.2.2 Previsão de Desgaste 7.3 Trens de Válvulas 7.3.1 Rugosidade Inicial da Superficie 7.3.2 Rugosidade da superfície / análise de ondulamento 7.3.3 Previsão de Desgaste 7.3.4 Ondulações 7.4 Mancais do Motor 7.4.1 Interação de Asperezas 7.4.2 Ondulações do Eixo 7.5 Desafios Futuros

8 LUBRIFICAÇÃO DE MANCAIS DE ROLAMENTO E ESCORREGAMENTO 8.1 Mancais de Rolamento 8.1.1. Lubrificação por Óleo. 8.1.1.1 Lubrificação por Imersão 8.1.1.2 Lubrificação por Circulação 8.1.1.3 Lubrificação por Névoa 8.1.2 Seleção de Viscosidade de Óleos para Mancais de Rolamento 8.1.3 Lubrificação com Graxa 8.1.3.1 Quantidade de Graxa 8.1.3.2 Troca de Graxa 8.2 Mancais de Escorregamento 8.2.1 Fatores que Influem na Seleção de Lubrificantes para Mancais de Escorregamento 8.2.2 Lubrificação por Óleo 8.2.3. Causas de problemas em mancais de escorregamento

9 LUBRIFICAÇÃO DE ENGRENAGENS 9.1 Sistemas de Lubrificação 9.1.1 Engrenagens Fechadas 9.1.2 Engrenagens Abertas 9.2 Regimes de Lubrificação em Engrenagens 9.2.1 Lubrificação Limite 9.3 Escolha dos Lubrificantes e suas Propriedades. 9.3.1 Lubrificantes para engrenagens industriais. 9.3.2 Lubrificantes para engrenagens de automoção 9.4 Comportamento dos compostos polares e aditivos extrema pressão 9.5 Troca de óleos lubrificantes para engrenagens 9.6 Relação Entre o Sistema de Classifiação Antigo e Atual 9.7 Testes para Óleos Lubrificantes de Motores de Combustão Interna – SAE J304/82.

R-1 Tribology aids for Designers – Thijisse, C. J. R-2 TheTribological design of machine elements – Cheng, H.S. R-3 Engineering Surfaces – A development Subject – Stout, K. J. R-4 Projetando para Desgaste Zero – Bayer R.G., Shaley A.T., Wayson A.R. 4-5 Projetando para Desgaste Mensurável – Bayer R.G., Wayson A.R.

TribologiaEMC 5315

Simbologia

constante condutividade térmica variação coeficiente de atrito

ecoeficiente de atrito estático dcoeficiente de atrito dinâmico

rcoeficiente de atrito rolamento coeficiente de Poisson

etensão de escoamento a tração tensão cizalhate no escoamento de fluidos

etensão de escoamento no cizalhamento

ctensão crítica de cizalhamento

etensão de escoamento na compressão energia superficial

viscosidade absoluta ou dinâmica

i ângulo

m elevação de temperatura resistência de contato

densidade

Aaárea aparente Apvárea projetada vertical Aphárea projetada horizontal Arsárea resistente Atcárea total de contato

Arárea real c calor específico cl folga dadprofundidade média de desgaste por adesão D distância percorrida

De distância de escorregamento por operação unitária Etenergia total Ecenergia cinética Eaenergia dissipada pelo atrito

Epenergia potêncial f força faforça de atrito far força de atrito rolamento F força

TribologiaEMC 5315

Frforça resultante H dureza

J equivalente mecânico do calor; ki condutividade térmica k constante K coeficiente de desgaste de Archard lV comprimento prévio lE comprimento singular de medição lm comprimento útil medido ln comprimento posterior L carregamento

Lt comprimento total de apalpação Le comprimento total de escorregamento nc número de passos por operação unitária nd número de carregamentos por operação npd número de passos para uma oscilação completa Nforça Normal

Njnúmero total de junções formada por unidade de distância de escorregamento pprobabilidade de formação de uma partícula

Pepressão de escoamento Pcpressão de contato

Pnpressão normal de contato qtaxa de desgaste local

Qtaxa total de desgaste

Qadtaxa total de desgaste por adesão

Qoxtaxa total de desgaste por oxidação r raio

(Parte 1 de 11)

Comentários