Projeto mecânico de um tribómetro bloco - disco
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.22/15618 |
Resumo: | O presente trabalho consiste no projeto de um tribómetro bloco-disco, robusto, de grande fiabilidade e que permite a realização de ensaios tribológicos para diversos pares de materiais, sob ação de diferentes cargas normais e velocidades de deslizamento. Numa primeira fase foi realizado um breve estudo sobre alguns conceitos tribológicos e parâmetros que influenciam o atrito e o desgaste entre materiais em contacto e com movimento relativo. De seguida, foram analisados diversos tribómetros existentes no mercado com a finalidade de perceber os sistemas que utilizam para: aplicação da carga, criação do movimento entre os provetes, fixação dos provetes, medição da força de atrito e do desgaste, entre outros. Numa segunda fase desenvolveu-se o projeto do tribómetro que, para além do desenho de cada um dos seus componentes, envolveu, por exemplo, a seleção de: materiais, rolamentos, célula de carga, transdutor LVDT, servomotor, redutor, sensor de binário, bucha autocentrante para fixação do disco. O tribómetro desenvolvido neste trabalho pode, de forma simplificada, ser dividido da seguinte forma: • Sistema do disco: abarca o motor e a chumaceira principal que suporta todo o sistema e transmite o movimento de rotação ao disco. A velocidade máxima é de 5 m/s. • Sistema do bloco: permite a fixação do bloco, a aplicação da carga normal através de pesos mortos e o deslocamento horizontal do bloco, para que este possa contactar o disco em diferentes pistas ao longo da sua largura. A carga máxima é de 20 kg. • Sistema de aquisição da força de atrito: constituído por uma célula de carga que liga os sistemas anteriores. • Estrutura: suporta todos os componentes que constituem o tribómetro e é constituída por tubo de aço quadrado com 3 mm de espessura e 60 mm de lado. Permite também que o tribómetro se encontre a uma altura adequada para ser utilizado. • Sistemas auxiliares: inclui um transdutor LVDT para avaliar, de forma indireta, o desgaste dos provetes, um medidor de binário, que também permite avaliar a força de atrito, e um dispositivo para ensaio de capas de rolamento cónico 33113. O custo estimado para o tribómetro projetado, que também permite a realização de ensaios com ou sem lubrificante, rondará os 23100 €. |
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Projeto mecânico de um tribómetro bloco - discoTribologiaTribómetroBloco-discoAtritoDesgasteProjetoTribologyTribometerBlock-on-ringFrictionWearProjectO presente trabalho consiste no projeto de um tribómetro bloco-disco, robusto, de grande fiabilidade e que permite a realização de ensaios tribológicos para diversos pares de materiais, sob ação de diferentes cargas normais e velocidades de deslizamento. Numa primeira fase foi realizado um breve estudo sobre alguns conceitos tribológicos e parâmetros que influenciam o atrito e o desgaste entre materiais em contacto e com movimento relativo. De seguida, foram analisados diversos tribómetros existentes no mercado com a finalidade de perceber os sistemas que utilizam para: aplicação da carga, criação do movimento entre os provetes, fixação dos provetes, medição da força de atrito e do desgaste, entre outros. Numa segunda fase desenvolveu-se o projeto do tribómetro que, para além do desenho de cada um dos seus componentes, envolveu, por exemplo, a seleção de: materiais, rolamentos, célula de carga, transdutor LVDT, servomotor, redutor, sensor de binário, bucha autocentrante para fixação do disco. O tribómetro desenvolvido neste trabalho pode, de forma simplificada, ser dividido da seguinte forma: • Sistema do disco: abarca o motor e a chumaceira principal que suporta todo o sistema e transmite o movimento de rotação ao disco. A velocidade máxima é de 5 m/s. • Sistema do bloco: permite a fixação do bloco, a aplicação da carga normal através de pesos mortos e o deslocamento horizontal do bloco, para que este possa contactar o disco em diferentes pistas ao longo da sua largura. A carga máxima é de 20 kg. • Sistema de aquisição da força de atrito: constituído por uma célula de carga que liga os sistemas anteriores. • Estrutura: suporta todos os componentes que constituem o tribómetro e é constituída por tubo de aço quadrado com 3 mm de espessura e 60 mm de lado. Permite também que o tribómetro se encontre a uma altura adequada para ser utilizado. • Sistemas auxiliares: inclui um transdutor LVDT para avaliar, de forma indireta, o desgaste dos provetes, um medidor de binário, que também permite avaliar a força de atrito, e um dispositivo para ensaio de capas de rolamento cónico 33113. O custo estimado para o tribómetro projetado, que também permite a realização de ensaios com ou sem lubrificante, rondará os 23100 €.This study consisted on the design of a sturdy and highly-reliable block on ring tribometer able to perform tribological tests on different surfaces under different normal loads and sliding velocities. First, a brief study was carried out about some tribological concepts and variables that influence friction and wear between two surfaces in contact and with relative movement. Then, several tribometers on the market were analyzed in terms of: loading force, movement between samples, samples fixation, friction force, wear, and others. The second phase consisted on the design of the tribometer itself. This phase included the design of each of its individual components, as well as the selection of: materials, load cell, LVDT transducer, servomotor, gearbox, torque sensor, and self-aligning bushing for disc fixation. Briefly, the tribometer designed throughout study is made of the following main parts: Ring system: contains the motor and the main bearing that sets and transmits the rotational movement to the disc. Maximum velocity is 5 m/s. Block system: allows the block fixation, normal load application through dead weights and block horizontal sliding. This allows contact between the block and the disc in different places. Maximum load is 20kg. Friction force acquisition system: made of a load cell that joins the previous systems. Structure: supports all the tribometer components and it is made of square steel tube with 3mm thickness and 60 mm side. This also allows to set the tribometer at a suitable height to use. Auxiliary systems: includes a LVDT transformer that can evaluate samples wear, torque measurement, as well as friction force, and a device to test 33113 tapered roller bearing cup. The tribometer designed throughout this study allows testing under lubricated and unlubricated conditions, and it will cost approximately 23100€.Pinto, Arnaldo Manuel GuedesRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoSantos, José Pedro Gonçalves dos2020-03-23T09:52:42Z20192019-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/15618TID:202343111porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-13T12:59:44Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/15618Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:35:19.785237Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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