Estudo do desgaste por deslizamento em aços de trilhos e roda: efeito da razão entre durezas do par, da força normal e da lubrificação em ensaios pino contra disco.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Viana, Thiago Gomes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Desgaste por deslizamento; Hardness ratio; Lubrificação; Lubrification; Normal load; Pin on disc test; Sistema roda-trilho; Sliding wear; Wheel-rail system
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-10012024-121433/

Os engenheiros e pesquisadores ferroviários trabalham para definir métodos e processos que indiquem qual a melhor forma de se estender a vida útil de trilhos e rodas, reduzir o consumo de diesel das locomotivas e aumentar a segurança operacional. Para isso, alguns procedimentos são empregados, tais como, compatibilidade entre dureza trilho/roda, gerenciamento total do atrito (lubrificação), dentre outros. Este estudo tem como objetivo verificar o efeito da razão de dureza do par tribológico roda-trilho, da força normal e da lubrificação no desgaste por deslizamento. Para isso, foi usado o sistema modelo de ensaio pino contra disco para simular o desgaste do flange da roda versus o canto de bitola e da lateral do boleto do trilho. Os pinos foram extraídos de roda fundida aço classe C e os discos foram extraídos de trilhos com aços das classes intermediária e premium, todos hipereutetóides e com dureza superficial respectivamente de 321, 347 e 392 HB. Os trilhos são perlíticos e a roda bainítica em sua superfície. Nos ensaios a seco e lubrificados se comparou a resistência ao desgaste por deslizamento em função de três forças normais (40, 80 e 120 N). Os resultados obtidos mostraram que as razões entre durezas trilho/roda de 1,1 e 1,2 estudadas apresentaram taxa de desgaste globais iguais para ambos os sistemas durante os ensaios de desgaste por deslizamento na condição a seco. Para o desgaste dos corpos de forma isolada, o pino de roda classe C fundida (microestrutura bainítica) desgastou-se mais do que os discos de trilhos premium e intermediário (microestrutura perlítica). Com a presença de lubrificante na interface ente pino e disco durante todo o ensaio de desgaste, obteve-se taxas de desgastes iguais tanto para as duas razões entre durezas quanto para as três forças normais estudadas, mostrando que a adição de lubrificante eliminou o efeito destas duas variáveis. Como contribuições tecnológicas recomendadas às operações e manutenções ferroviárias, destacam-se: utilizar trilhos premium ao invés do intermediário; adotar o mapeamento integral de dureza do boleto do trilho e realizar otimização da lubrificação de trilhos, pois haverá redução significativa do coeficiente de atrito e, consequentemente, nas reduções de consumo diesel pelas locomotivas.