Tribologia: (do grego “tribos”, que significa escorregamento). É a disciplina que estuda problemas de atrito, desgaste e lubrificação. Nos anos 50, efectuou-se um estudo que revelou que 1/3 a ½ da energia produzida era consumida por atrito. Num estudo no reino unido de 1964 concluiu-se que se pouparia com a diminuição do atrito, menor consumo de lubrificante, menor custos de manutenção menos paragens devido a avarias, aumento da vida das máquinas, mostrando a importância económica da tribologia.

O atrito e o desgaste podem ser drasticamente reduzidos pela presença de um lubrificante. Um projectista e um técnico de manutenção deve saber os mecanismos básicos de atrito e de desgaste para uma acção mais eficaz e fundamentada.

ATRITO

O atrito é a resistência ao movimento que ocorre quando um corpo sólido desliza sobre outro. Pode existir dois tipos de atrito:

Atrito estático: é a resistência que é necessária para vencer, para se iniciar o movimento.

Atrito cinético: é a força tangencial necessária para se manter o movimento relativo dos dois corpos; sendo menor que o anterior.

Leis do Atrito de Amontons (1699)

1- A força de atrito (F) é proporcional á carga normal (W) aplicada entre dois corpos [F=µ×W],

2- A força de atrito é independente da área de contacto,3- O atrito cinético é independente da velocidade de escorregamento (Coulomb, 1785,

tem menor aplicabilidade especialmente para não metais)

µ- Coeficiente de atrito, é uma constante para determinado par de materiais, e para umas determinadas condições de contacto (humidade atmosférica, ar ambiental)

Rugosidade superficial

Se observamos ao microscópio as superfícies que mais se utilizam em engenharia, que a olho nu parecem perfeitamente lisas, constatamos que são constituídas por picos e vales (asperidades), que caracterizam a rugosidade da superfície.

Como a geometria e a distribuição variam aleatoriamente, recorre-se a parâmetros estatísticos como por exemplo a rugosidade C.L.A. (centre-line average) para caracterizar a rugosidade da superfície.

O valor da rugosidade C.L.A. (dados pelo rugusimetro- propilometria- seccionamento obliquo) é a média aritmética dos desvios das asperidades em relação à linha média. Onde n é o numero de pontos na linha média em que o desvio (Zi) foi medido

Rn=1n∑1

n

¿Z i∨¿❑¿

O CLA e o RMS (root mean square) não são suficientes para definir a rugosidade de uma superfície pois duas superfícies completamente diferentes podem ter o mesmo valor de CLA. Outro parâmetro Bearing Area Curve da uma ideia da área do material sólido para cada valor ordenado em Z ((A+B+C)/L)

Área real de contacto

Como as superfícies não são lisas o contacto entre dois corpos sólidos faz-se nos picos das asperidades. A área real de contacto é uma pequena porção da área de contacto aparente e aumenta com o aumento da carga devido a deformações elasto-plasticas das asperidades. A área real de contacto tipicamente é 1% -0,0001% da área real.

Teorias do atrito

Teoria da adesão: O contacto entre as superfícies faz-se nos picos das asperidades onde há deformação plástica devido à carga normal (W) aplicada. Essa deformação cessará quando a resultante das pressões de contacto equilibrarem a carga normal.

Nas zonas de contacto metal/metal dá-se a soldadura a frio das junções devido à forte adesão entre as superfícies (materiais com compatibilidade metalúrgica) sendo a carga norma (W)

dada por: W=∑1

n

p× Ai❑

Sendo P a tensão de cedência do material mais macio e Ai a área de contacto para uma junção.

Assim a resistência de ligação é igual a resistência dos materiais!!

O deslizamento de um corpo sobre o outro tem início quando a força tangencial (F) for suficientemente elevada para provocar rotura das junções. Se (s) for a tensão limite de corte

das junções temos :F=∑1

n

s× A i❑

Ora sabendo que

Sendo o coeficiente de atrito influenciado pela presença de oxigénio, película com contaminantes (que diminuí o coeficiente) sendo para metais aproximadamente igual a 1/6 admitindo uma superfície completamente limpa.

O coeficiente de atrito varia com o tipo de material e por si só a adesão não é suficiente para explicar o fenómeno do atrito.

Teoria da deformação plástica do material: O contacto entre as superfícies faz-se nos picos das asperidades onde há deformação plástica devido à carga normal (W) aplicada. Essa deformação cessará quando a resultante das