Projeto, fabricação, construção e testes de um tribômetro FZG reduzido com carregamento variável

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva, Lenine Marques de Castro
• Orientador(a): Alves, Salete Martins
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Projetos mecânicos; Fabricação mecânica; Montagem de sistemas mecânicos; Tribologia de engrenagens; Teste FZG
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32968

A ampla utilização de engrenagens no setor produtivo industrial proporcionam soluções de engenharia para problemas de transmissão de potência e conduzem pesquisas científicas na engenharia mecânica para a melhoria da eficiência reduzindo perdas em função do desgaste e do atrito. Uma das formas de reduzir o atrito e o desgaste é aprimorando a lubrificação das engrenagens. Esse trabalho objetiva construir e testar um tribômetro capaz de reproduzir o contato entre engrenagens cilíndricas de dentes retos visando promover o desgaste nos pares de engrenagens testados. O projeto conceitual se baseou no tribômetro desenvolvido no instituto FZG da Universidade Técnica de Munique que é padronizado pelas normas DIN ISO 14635-1:2000, ASTM D 5182-97 e DIN 51354-1. O tribômetro consiste na transmissão de potência entre duas caixas de engrenagens interligadas por dois eixos paralelos no formato back-to-back de recirculação de potência. O projeto conta com: (a) um sistema de carregamento com massas-padrão que visa acelerar o desgaste nos dentes das engrenagens aplicando torque ao sistema por meio de um sistema de pinça e disco de freio; (b) uma base rígida de perfis de alumínio estrutural que apresenta rigidez e flexibilidade para ampliação do tribômetro no futuro; (c) um limitador de torque mecânico com pré-carga de torque com o intuito de assegurar o engrenamento das engrenagens; e (d) um sistema elétrico controlado por um inversor de frequência programável. Os componentes projetados foram fabricados na UFRN ou adquiridos no mercado e, posteriormente, montados na UFRN. Após a montagem, o tribômetro passou por um ensaio inicial o qual visou: (i) constatar o induzimento ao desgaste nos dentes das engrenagens com auxílio de imagens ampliadas; e (ii) mapear as condições e variáveis de trabalho da máquina. Os parâmetros rotação e carregamento foram variados em um planejamento fatorial 3². A variável de resposta “corrente elétrica” foi analisada com método das superfícies de respostas.