Projeto e fabrico de um tribómetro bloco-disco

Abstract

O presente trabalho compreende a elaboração de um projeto e fabrico de um tribómetro bloco-disco, económico e de fácil utilização, com o objetivo de realizar ensaios ao nível do desgaste recorrendo ao método perda de massa da amostra. Sendo o estudo de diferentes materiais uma matéria importante a nível industrial, o atrito e o desgaste são os fatores mais abordados pois são os principais causadores de perda de energia em componentes e mecanismos, daí que o seu estudo seja extremamente necessário recorrendo-se muitas das vezes a tribómetros para melhor compreender o comportamento desses materiais. A primeira fase do trabalho é dedicada à pesquisa enquanto que na segunda fase, analisa-se várias soluções possíveis para diferentes sistemas importantes ao funcionamento do equipamento, onde é realizado uma comparação entre elas permitindo a seleção da melhor solução. É também efetuado o dimensionamento de todos os componentes da máquina com recurso a programas de modelação 3D de modo a garantir que a máquina suportará todas as forças envolvidas aquando da realização de ensaios. Na terceira etapa, surge o tribómetro. É exemplificado o processo de montagem e realizada uma avaliação das capacidades da máquina ao nível da gama de cargas e da velocidade de rotação. Por fim, submete-se a máquina a testes utilizando discos de aço AISI 1045 e amostras de alumínio 1050. Relativamente aos resultados obtidos pode concluir-se que o tribómetro atingiu as expectativas uma vez que apresentou resultados na mesma ordem de grandeza de outras ligas de alumínio testadas na literatura.

This project focuses on designing and manufacturing a tribometer block-on-disc, economic and easy to use, with the purpose of performing wear tests using the method of mass loss of the sample. Since the study of different materials is an important matter in industry, friction and wear are the most important factors because they are the main cause of energy loss in components and mechanisms. Hence, its study is extremely necessary and it commonly resorts to tribometers to better understand the behavior of these materials. The first phase of the work is dedicated to the research while on the second phase, several possible solutions were analyzed for different systems necessary to the operation of the equipment. A comparison is made between them allowing the selection of the best solution. All the components of the machine were dimensioned resorting to 3D modeling software to ensure that the machine will bear all the forces involved during the tests. In the third stage, the tribometer construction is defined. The assembly process is characterized and the evaluation of the capacity of the machine was made concerning the load range and the speed of rotation. Finally, the machine is subjected to tests using AISI 1045 steel discs and aluminum 1050 samples. Regarding the obtained results it is concluded that the tribometer achieved the goals because it presented results in the same order of magnitude of other alloys of Aluminum in the literature.