Projeto mecânico de um tribómetro bloco - disco - Santos, José Pedro Gonçalves dos (2019)
O presente trabalho consiste no projeto de um tribómetro bloco-disco, robusto, de grande fiabilidade e que permite a realização de ensaios tribológicos para diversos pares de materiais, sob ação de diferentes cargas normais e velocidades de deslizamento. Numa primeira fase foi realizado um breve estudo sobre alguns conceitos tribológicos e parâmetros que influenciam o atrito e o desgaste entre materiais em contacto e com movimento relativo. De seguida, foram analisados diversos tribómetros existentes no mercado com a finalidade de perceber os sistemas que utilizam para: aplicação da carga, criação do movimento entre os provetes, fixação dos provetes, medição da força de atrito e do desgaste, entre outros. Numa segunda fase desenvolveu-se o projeto do tribómetro que, para além do desenho de cada um dos seus componentes, envolveu, por exemplo, a seleção de: materiais, rolamentos, célula de carga, transdutor LVDT, servomotor, redutor, sensor de binário, bucha autocentrante para fixação do disco. O tribómetro desenvolvido neste trabalho pode, de forma simplificada, ser dividido da seguinte forma: • Sistema do disco: abarca o motor e a chumaceira principal que suporta todo o sistema e transmite o movimento de rotação ao disco. A velocidade máxima é de 5 m/s. • Sistema do bloco: permite a fixação do bloco, a aplicação da carga normal através de pesos mortos e o deslocamento horizontal do bloco, para que este possa contactar o disco em diferentes pistas ao longo da sua largura. A carga máxima é de 20 kg. • Sistema de aquisição da força de atrito: constituído por uma célula de carga que liga os sistemas anteriores. • Estrutura: suporta todos os componentes que constituem o tribómetro e é constituída por tubo de aço quadrado com 3 mm de espessura e 60 mm de lado. Permite também que o tribómetro se encontre a uma altura adequada para ser utilizado. • Sistemas auxiliares: inclui um transdutor LVDT para avaliar, de forma indireta, o desgaste dos provetes, um medidor de binário, que também permite avaliar a força de atrito, e um dispositivo para ensaio de capas de rolamento cónico 33113. O custo estimado para o tribómetro projetado, que também permite a realização de ensaios com ou sem lubrificante, rondará os 23100 €.