Avaliação em laboratório do efeito da formulação e das propriedades de graxas lubrificantes no desempenho tribológico do contato roda-trilho

• Autor(a) principal: Ferrer, Bruno Pereira
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23605
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Lubrificação e lubrificantes; Tribologia; Ferrovias - Trilhos; Desgaste mecânico; Ferrovias - Bitolas; Lubrication and lubricants; Trigology; Railroads - Rails; Mechanical wear; Railroad gauges; Engenharia Mecânica

Os fenômenos tribológicos na interface roda-trilho são complexos. Em curvas, as condições de contato são severas levando a valores altos de coeficiente de atrito e desgaste. O atrito excessivo aumenta o consumo de combustível (maior custo de material em ferrovias) e o desgaste é fator predominante para substituição de trilhos e rodas (segundo e terceiro maiores custos de materiais em ferrovias). Com o objetivo de reduzir atrito e desgaste utiliza-se graxa lubrificante na região do trilho denominada canto de bitola, a qual entra em contato com o friso da roda dos vagões, principalmente nas regiões de curvas. Devido à variedade de parâmetros não controláveis, o tempo para obtenção de resultados e a segurança de operação, testes de campo não permitem avaliar muitas opções de graxas lubrificantes. Neste sentido, esse trabalho apresenta como alternativas dois ensaios laboratoriais: i) pino-disco, para avaliação do desempenho de graxa em deslizamento, e ii) escoamento de graxa em ambiente aberto, como um dos fatores de desempenho de graxa em retentividade. A metodologia consistiu em otimizar o tribossitema (tipo de contato, material, acabamento superficial, carga, velocidade, temperatura e tempo) de modo que o regime de desgaste e as condições observadas em campo, na Estrada Ferroviária Vitória-Minas, e obtidas da literatura fossem reproduzidas. Ao total foram avaliadas onze graxas, sendo cinco comerciais e seis de formulação interna, gerando resultados que permitiram fazer correlações entre desempenho e propriedades da graxa. As conclusões foram: i) graxas de lítio apresentaram menor atrito e desgaste que graxas de cálcio, ii) quanto maior a viscosidade cinemática menor o desgaste e mais o atrito independe do tipo do espessante e, iii) a velocidade crítica para expelir a graxa está relacionada com dois fatores, tensão de escoamento da graxa e adesividade da mesma na superfície do material, esse último tema não investigado neste trabalho.