Adaptação do ensaio roda-de-borracha para avaliação do desgaste abrasivo a três corpos de rolos poliméricos de correias transportadoras

• Autor(a) principal: Pacholok, Daniel Estefano
• Data de Publicação: 2021
• 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/1/26722
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Correias transportadoras; Desgaste mecânico - Avaliação; Rodas; Polímeros - Aditivos; Abrasivos; Conveyor belts; Mechanical wear - Evaluation; Wheels; Polymers - Additives; Abrasives; Engenharia Mecânica

Em virtude da demanda pelo aprimoramento de processos produtivos no setor de mineração, a melhoria de componentes é primordial para evitar falhas. Rolos de correias transportadoras de minério estão constantemente sujeitos à abrasão de dois e três corpos de maneira que o travamento de um rolo metálico devido à falha do rolamento severiza a abrasão, e arestas aĄadas capazes de cortar a correia são expostas. A alternativa para evitar a falha é o uso de rolos poliméricos, que além disso são mais leves. Neste sentido, este trabalho tem por objetivo caracterizar e hierarquizar, segundo a resistência à abrasão, rolos poliméricos de diferentes composições mediante simulação experimental dos fenômenos de desgaste. Para a realização deste estudo, construiu-se um equipamento para ensaio roda de borracha instrumentado e adaptado possibilitando o uso de amostras anelares, reproduzindo o contato entre correia e rolo. Analisaram-se amostras de três polímeros diferentes: PEAD+NF (Polietileno de Alta Densidade) aditivado com negro de fumo (NF) presente em duas diferentes porcentagens de peso (2,3% e 3,6%), provenientes de dois fornecedores distintos, PEUAPM (Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular) e PEAD+FV (Polietileno de Alta Densidade) aditivado com Ąbra de vidro (FV); ainda, realizaram-se ensaios com uma amostra de aço AISI 1020 de um rolo usado em campo, sendo este o material de referência. Utilizaram-se duas conĄgurações: amostras Ąxas, reproduzindo a situação de rolo travado; e amostras rotacionando, reproduzindo a condição de um rolo em funcionamento. Para os ensaios com amostras Ąxas, aplicou-se uma força normal de 200 Newton e tempo total de ensaio de 10 minutos (1420 metros). Para amostras rotacionando, realizaram-se ensaios com força normal de 250 Newton e 40 horas de duração (344.720 metros). As amostras foram caracterizadas mediante gravimetria, avaliação das marcas de desgaste com posterior cálculo do volume e massa desgastados. A superfície desgastada foi analisada mediante observação em MEV, a Ąm de investigar os mecanismos de abrasão, bem como correlacioná-los aos resultados obtidos e compará-los com os mecanismos observados em um rolo desgastado em campo e também com resultados de ensaios de esclerometria com os mesmos materiais. VeriĄcou-se comportamento dessemelhante para o atrito e desgaste entre as diferentes abordagens experimentais de roda de borracha; quanto aos mecanismos de desgaste, em ensaios com amostra travada, observouse predominância de micro-sulcamento no PEUAPM, micro-corte em ambos PEAD+NF, micro-trincamento no PEAD+FV e um misto de micro-sulcamento, indentação e microcorte no aço. Nos ensaios com amostra rotacionando o mecanismo de desgaste observado para todas as amostras foi indentação decorrente do rolamento de partículas e microtrincamento na amostra de PEAD+FV. Os resultados obtidos em ambas as abordagens experimentais de roda de borracha revelam hierarquia de resistência ao desgaste abrasivo conforme: PEUAPM > PEAD+NF36 > PEAD+NF23 > AÇO > PEAD+FV.