FENÔMENOS TRIBOLÓGICOS

Desgaste abrasivo

Auro NetoFyllipe Felix

Guilherme PedroniRafael Gonçalves

Victor Balarini

1. Introdução a tribologia

Ciência e tecnologia da interação entre superfícies com movimento relativo e dos assuntos e práticas relacionadas.

2. Fenômenos tribológicos

Com a interação de duas superfícies sólidas em um determinado ambiente ocorre:

I. Dissipação de energia;

II. Modificação de suas características básicas, para um valor maior ou menor.

3. Desgaste

Pode ser definido como uma mudança cumulativa e indesejável em dimensões, motivada pela remoção gradual de partículas discretas de superfícies em contato e com movimento relativo, devido, predominantemente, a ações mecânicas. Alguns casos de desgaste podem ser:

POR ADESÃO; POR ABRASÃO; POR CORROSÃO; POR FADIGA SUPERFICIAL.

4. Desgaste por abrasão

Ocorre quando uma superfície rugosa e dura, ou uma superfície mole contendo partículas duras, desliza sobre uma superfície mais mole, e produz uma série de ranhuras nesta superfície.

O desgaste abrasivo pode ocorrer também quando partículas duras e abrasivas são introduzidas entre as superfícies deslizantes, desgastando-as.

4.1 Classificação

Processo de desgaste abrasivo de DOIS corpos

Processo de desgaste abrasivo de TRÊS corpos

Figura 3 - Representação do desgaste abrasivo de dois e três corpos

4.2 Materiais para uso

Existem 2 tipos de materiais: os USADOS COMO ABRASIVO QUANDO O

DESGASTE É DESEJADO;

os USADOS COMO MATERIAL DE ESCORREGAMENTO quando o desgaste deve ser evitado e se está em presença de contaminantes abrasivos.

4.2.1 Materiais a serem usados como abrasivos:

Características necessárias para uma boa ação de corte:I. Dureza: o abrasivo deve ser mais duro

que o material a ser desgastado (a diferença de dureza não precisa ser enorme).

II. Agudeza: o abrasivo deve ser frágil para que forme pontos cortantes e cantos agudos quando submetido a altas tensões ou quando usado.

Tabela 1 - Materiais para uso como abrasivos

Materiais a serem usados para escorregamento:

As considerações sobre dureza continuam prioritárias. As superfícies que devem resistir ao desgaste abrasivo devem ser mais duras que as partículas contaminantes, como a sílica (dióxido de silício = areia). Uma boa ação preventiva é filtrando o lubrificante que circula no sistema, mas essa ação pode ser aumentada utilizando-se como materiais deslizantes um duro e outro mole

Tabela 2 - Materiais moles recomendados para uso em mancais

Estudo de Caso

Ensaio de desgaste abrasivo das sapatas de um trator de esteira com a deposição de material resistente ao desgaste através de um processo de soldagem.

Os ensaios foram realizados em um abrasômetro tipo roda de borracha (areia seca) padronizado pela norma ASTM G 65-00.

Figura 2.2 - Fotografia de sapatas de uma esteira em atividade e submetida ao processo de desgaste (CATERPILLAR, 2006)

Figura 3.1 - Exemplos de danos sofridos pelas sapatas no campo: (a) desgaste nas extremidades da garra; (b) quebra da sapata; (c) quebra da sapata e (d) trinca da aba (CATERPILLAR, 2006).

Figura 3.2 - Equipamento de ensaio de desgaste: (a) desenho esquemático, (b) detalhe do disco de aço com anel de borracha e corpo de prova e (c) vista frontal do equipamento indicando o dispositivo da carga aplicada e depósito de areia após uso

O abrasivo utilizado foi a areia normal brasileira, granulometria 100 (tamanho médio de 0,15 mm) segundo a norma NBR 7214

Esse método recomenda como rotação do eixo da roda de 200 rpm, carga normal de 130 N, e tempo de ensaio de 10 minutos.

O desgaste foi avaliado pela diferença de peso dos corpos de prova, antes e após o ensaio

Condições fixas do ensaio

a) Dimensões das amostras foram 76,2 x 25,4 x 12,7 mm;b) Disco de 12,7 x 228 mm;c) Anel de borracha com dureza de 60 shore A (espessura de 12,7 mm);d) Distância percorrida do ensaio de 1436 m;e) Taxa de alimentação de areia: 175,1 ± 11,5 g/min.

Resultados

Apesar da presença de trincas, a sua perda de massa foi menor, ou seja, se for feito no futuro um aprimoramento das condições de soldagem – pré-aquecimento, pós-aquecimento, entre outros- o processo com enchimento por cordão de solda pode ser considerado bem adequado.

Concluíram que a dureza não é o melhor indicador da resistência ao desgaste, e sim a microestrutura

Conclusão

O desgaste das peças, o custo da reparação, substituição e tempo de inatividade resultam em custos significativos para muitas indústrias e as perdas econômicas devidas ao desgaste podem ser reduzidas por otimização da planta da organização e por adequado projeto, produção, montagem e aplicação.

6. Bibliografia

Stoeterau, R. L.; Leal, L. C. Apostila de Tribologia. Departamento de Engenharia Mecânica - Universidade Federal de Santa Catarina, 2002.