Instrumentação e validação de um equipamento pino sobre o disco - Galvão, Carlos Felipe Ferreira (2019)
Os métodos de análise tribológica realizados em laboratório são feitos em um equipamento denominado tribômetro, utilizado para avaliar com precisão o comportamento do desgaste por deslizamento de pares de materiais. Os tribômetros comercializados atualmente apresentam um alto valor, pois precisam de um sistema de automação com controle e aquisição de dados utilizados para facilitar o procedimento experimental. Além disso, é necessário que estes equipamentos tenham um maior controle sobre os parâmetros de teste (carga, velocidade de deslizamento, distância ou tempo do ensaio), além de realizar a aquisição de dados de forma automática. Com base nesta motivação, este trabalho apresenta um estudo detalhado sobre o desenvolvimento da instrumentação para controle e aquisição de dados de um tribômetro pino sobre o disco, seguindo as recomendações da norma ASTM G99, utilizando hardware de baixo custo e plataforma com código aberto (Arduino) com integração de hardware que são controlados por esta plataforma através da interface I2C. Foram utilizados sensores de medição de temperatura na superfície de contato entre o pino e o disco, temperatura e umidade ambiente, célula de carga para determinar a carga normal aplicada, célula de carga para se obter o coeficiente de atrito, um acelerômetro para aquisição de dados de vibração, sensor reflexivo para contagem de ciclos do motor e um módulo relé para controle da rotação do motor através do inversor de frequência. Além disso, foram realizados experimentos com pares tribológicos, para teste do sistema implementado, e realizado a quantificação de desgaste para deformação plástica com a equação de Archard (1953) e feito uma correlação dos dados comparando com os dados apresentados em Archard (1957). Os resultados demonstraram que a instrumentação desenvolvida se mostrou eficiente, pois, após o ensaio e a análise de diferentes combinações para o par de ensaio pino e disco, foi possível determinar os diferentes coeficientes de atrito, e o cálculo da taxa de desgaste para condições não lubrificadas. Comparando os valores obtidos com os presentes na literatura, percebe-se que os resultados obtidos foram satisfatórios.