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Development of an analytical model of the safety brake system for a chainsawOlsson, Martin, Låstberg, Walter January 2018 (has links)
The safety braking system with the hand guard is the most important safety equipment for the user of a chainsaw. The safety system prevents serious injuries caused by a kickback. A kickback is when the running chain suddenly gets stuck e.g. by getting stuck in wood or hit a rock. Due to the potentially serious consequences of a kickback, the braking system has to fulfil strict requirements formulated by the authorities. In the present thesis, a generic analytical model of the braking system for a typical Husqvarna chainsaw is developed. The model is implemented as an Excel work sheet, which will facilitate future projects. The thesis includes sections of analytical calculations with information provided from both Catia and resources at Husqvarna. Several experiments were accomplished to strengthen and prove the analysis. The torque, index and activation force are tested. The static activation force is then completed in a simulation program to provide spread in the model. The parameters with most impact are also detected in the Excel simulation. A matrix of testing is constructed with parameters outside the tolerances for the dynamic experiment. Due to the collected data of the test, the relation between the two types of activation can be established. In comparison between samples of production with the simulation on equal numbers of 24 tests gave adifference on 4.75 % in mean value. 6 out of 32 tests could not be approved within the authorities’requirements for the acceleration with respect to the higher tolerances than production in the testing matrix. The most significant parameters for the static force were the brake spring and the angle of the knee joint. For the dynamic activation, the dimensions of the knee joint is crucial. Reasoning for errors are implemented in the discussion section e.g. the importance of data for the band. To improve the accuracy of the model a section of future work contains suggestments. One suggestion for improvement is to deliver more production values to ensure the comprehension of the experiments.
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Avaliação do coeficiente de atrito em um dinamômetro em escala reduzidaKruze, Gabriel Aquino Schell January 2009 (has links)
Neste trabalho foi realizada a seleção da espessura do disco a ser utilizada em um dinamômetro em escala reduzida, chamado Dinamômetro em Escala da Fras-le, a partir de quatro espessuras de disco ensaiadas conforme o procedimento de ensaio chamado de caracterização térmica. A seleção da espessura do disco foi realizada através da comparação dos resultados dos comportamentos térmicos dos discos de diferentes espessuras, ensaiados conforme o ensaio de caracterização térmica, com os resultados de quatro sistemas de freio, ensaiados em dinamômetros convencionais com o mesmo procedimento de ensaio. Os coeficientes de atrito médio por frenagem obtidos no ensaio de caracterização térmica do dinamômetro em escala reduzida e dos quatro sistemas de freio também foram comparados de modo a comprovar que a espessura de disco escolhida foi realmente adequada para este procedimento de ensaio. Esta comparação foi realizada através de três métodos: coeficiente de correlação de Pearson, comparação qualitativa e comparação quantitativa. Após a comparação foi comprovado que o Dinamômetro em Escala da Fras-le reproduz o comportamento do coeficiente de atrito médio por frenagem dos quatros sistemas com o ensaio de caracterização térmica para um material de fricção orgânico. / In this work, a disc thickness for a reduced-scale dynamometer called Fras-le Scale Dynamometer was selected by testing four disc thicknesses with the thermal characterization test procedure. The disc thickness selection was done by comparison of the different thick-disc thermal behavior tested with the thermal characterization procedure, with the results of four brake systems tested with the same procedure in full-scale dynamometers. The mean friction coefficients by braking obtained in the thermal characterization test of the reduced-scale dynamometer and of the four brake systems were also compared to prove that the selected disc-thick is adequate for this test procedure. This comparison was done by three methods: Pearson correlation coefficient, qualitative comparison and quantitative comparison. After this comparison it was verified that the Fras-le Scale Dynamometer can reproduce the behavior of the mean friction coefficient by braking of the four systems with the thermal characterization test for an organic friction material.
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DESIGN AND OPTIMIZATION OF LOW-Cu AND Cu-FREE AUTOMOTIVE BRAKE FRICTION MATERIALSLee, Poh Wah 01 August 2013 (has links)
The purpose of this research was to generate the knowledge for formulating low-Cu and Cu-free brake friction materials without using and releasing hazardous materials that are listed on Washington State and California State Senate Bills. Model brake material samples were manufactured and tested in the Friction Assessment and Screening Test (FAST) and the full scale automotive brake dynamometer (Dyno) using a SAE J2430 test procedure. The SAE recommended a J2430 test procedure which provided the necessary data for the Brake Effectiveness Evaluation Procedure (BEEP) by the Brake Manufacturers' Council. The newly developed low-Cu and Cu-free brake friction materials were formulated by modifying a typical Non Asbestos Organic (NAO) (T-Baseline) formulation and a typical Semi-Metallic (M-Baseline) formulation. The NAO Cu-free brake friction materials contain geopolymer and natural hemp fibers as a partial replacement of phenolic resin and synthetic Kevlar fibers, respectively. Friction performance and wear data from a series of FAST tests were used to train an artificial neural network, which was used to optimize the NAO Cu-free formulations. Then, the optimized low-Cu and Cu-free brake friction materials were tested on the Dyno. Dyno test results showed that all NAO Cu-free brake friction materials have passed the Brake Effectiveness Evaluation Procedure (BEEP), did not exhibit thermal fade when temperature was increased and were slightly sensitive to speed. The NAO Cu-free brake friction materials exhibits slightly lower average friction level when compared to the baseline materials (T-Baseline). The Cu-free brake friction materials, as well as the rotors, exhibit higher wear than the detected wear on the T-Baseline material. The semi-metallic low-Cu and Cu-free brake friction materials have also passed the BEEP. Dyno test results indicated that the semi-metallic low-Cu and Cu-free friction materials did not exhibit thermal fade and were slightly sensitive to speed. The semi-metallic low-Cu and Cu-free materials exhibited lower friction level and higher wear on the pads when compared to the M-Baseline material. The semi-metallic Cu-free material outperformed the M-Baseline material in term of rotor wear. Analyses using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive x-ray (EDX) microanalysis on the tested materials show that the friction surface of the T-baseline material was covered with fully developed and stable friction layer (third body) consisting mostly of Fe-oxides, different forms of carbon and compounds of materials originally present in the bulk material. The NAO Cu-free materials (T30-15 and T30-16) did not develop a sufficient friction layer. The friction layer seemed to be responsible for the detected lower wear in the T-Baseline compared to the NAO Cu-free materials (T30-15 and T30-16), and it acted as a solid lubricant on the interface between the rubbing pad and the cast iron rotor lowering the adhesive forces. The friction and wear of the T-Baseline material was controlled by adhesive mechanisms. The NAO Cu-free materials (T30-15 and T30-16) with content of geopolymer replacing phenolic resin matrix exhibited extensive abrasive wear in addition to adhesive mechanisms. The capacity to form a friction layer on the surface plays a considerable role when lowering the wear of NAO brake friction materials. The friction layer was formed by compaction and interaction of brake wear particles, and its stability and character depend on the chemistry of the bulk materials in contact as well as the temperature, pressure and sliding speed during a friction process. SEM and EDX analyses also showed that the semi-metallic pads have developed friction layer on the friction surfaces. The difference was that the M-Baseline material had well developed friction layer, but the Low-Cu (M4) and Cu-free (M5) materials, had many smaller patches of friction layer disturbed on the surfaces.
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IMPACT OF HUMIDITY ON WEAR AND CREEP GROAN OF AUTOMOTIVE BRAKE FRICTION MATERIALSMirzababaei, Saereh 01 December 2016 (has links)
In recent decades, significant requirements of changes in composition of brake friction materials in order for faster and more reliable transportation as well as their environmental friendly characterizations attracted attentions. However, the relation between performance and formulation/composition is not clear since friction processes are accompanied by many complex problems such as instability in the coefficient of friction, noise, vibration and wear. Creep-groan is a low frequency vibration which could originate in different part of the system (vehicle). The resulting resonant vibration in the passenger compartment causes discomfort and often leads to complaints of customers and related increase of warranty costs covered by manufacturers. In spite of relatively large amount of publications addressing the creep-groan phenomena, there is not an universal solution addressing the engineering aspects of brake/vehicle design. In addition, Relevance of wear occurring in brake materials increased particularly with relation to the released chemicals and corresponding health and environmental hazards. It is well known that humidity can considerably modify the adhesion of rubbing counterfaces by creating menisci and increasing the contact area. The chemistry, morphology and phase composition of the friction layers (third body) generated on the friction surfaces could play a determining role when amounts of adsorbed water on brake surfaces is concerned. The friction layer is typically a complex mix of numerous materials and, as a rule, contains the agglomerated or sintered nanoparticles. Hence, quantum effects could further modify the adsorption of water. This work addresses the impact of humidity on wear and creep groan of two commercial brake material types: the so called i) "non-asbestos organic" (NAO) and the ii) "semi-metallic" (SM) brake materials rubbed against pearlitic gray cast iron rotors typically used in the passenger vehicles. The friction and wear tests were performed with the Universal Mechanical Tester (UMT) manufactured by Bruker and the wear surfaces/mechanisms were studied by using of scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray microanalysis, and optical topography methods. The applied wear testing conditions were designed as a series of particularly designed drag tests and were performed at several different relative humidity levels ranging between 50% and 80%. The major findings confirmed the considerable effect of humidity on wear of brake materials. Both pad types wore noticeably less at increased humidity. This was ascribed to a better capacity to form a protective friction layer. The complex wear mechanisms including abrasive, adhesive, fatigue, and corrosion wear were observed on both material types, irrespectively of humidity levels, and they dependent on the chemistry and phase composition of the friction layer. Humidity also influenced the level of friction.
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Projeto e construção de um tribômetro com controle independente da temperatura do discoNeis, Patric Daniel January 2012 (has links)
A presente tese descreve as etapas de desenvolvimento de um equipamento (tribômetro) e metodologia de ensaio para caracterização do efeito isolado da temperatura sobre o atrito medido em materiais de fricção utilizados em freios veiculares. O projeto deste equipamento foi baseado nas funcionalidades e limitações encontradas nas principais máquinas e procedimentos de ensaio para freios automotivos. São apresentados e discutidos detalhes do projeto mecânico e de automação do tribômetro, bem como são levantadas suas incertezas de medição instrumentais e precisão. Além disso, é proposta uma nova metodologia de ensaio para caracterização do efeito isolado da temperatura sobre os resultados de atrito obtidos durante os testes. O projeto mecânico atual do tribômetro contempla recursos que contribuem para facilitar a operacionalidade do equipamento e, consequentemente, reduzir o tempo envolvido na etapa de preparação dos testes. São exemplos destes recursos um mecanismo de fuso e manivela, o qual é empregado para a regulagem do raio de deslizamento, e um dispositivo para troca rápida da amostra a partir do ajuste de um único parafuso. O atual projeto de automação do tribômetro é composto por circuitos de controle da carga, rotação, torque e temperatura, os quais operam em malha fechada. A incerteza instrumental do sistema de medição de atrito do tribômetro é igual a ±2,9% do valor nominal medido, considerando a faixa típica de aplicação da máquina. Em termos de precisão, verificou-se experimentalmente que o equipamento projetado apresenta uma repetitividade de ±0,013. O projeto de automação também contemplou a ligação do tribômetro a um aquecedor indutivo. O uso da referida tecnologia em conjunto com a metodologia de ensaio proposta na presente tese mostraram-se capazes de caracterizar de forma acelerada e independente o efeito da temperatura sobre o coeficiente de atrito obtido a partir de ensaios de frenagem executados no tribômetro. Complementa o estudo ainda o desenvolvimento de uma técnica para pós-processamento dos dados relativos aos ensaios executados no tribômetro segundo a metodologia proposta. A referida técnica mostrou-se uma maneira eficiente e relativamente simples de avaliar os efeitos simultâneos da carga e da temperatura sobre o atrito. / The current thesis describes the development of equipment (tribometer) and testing procedure for characterizing the isolated effect of temperature on friction measurements obtained from vehicular friction materials. The design of this equipment was based on the features and limitations found in the main machinery and testing procedures for brakes. Details about the mechanical design and automation of the tribometer are presented as well as its instrumental measurement uncertainties and precision. Besides, a new testing procedure is proposed in order to characterize the isolated effect of temperature on friction results obtained in the tests. The current mechanical design of the tribometer comprises some features that contribute to make the equipment operation ease and thus reduce its setup time. A crank and screw mechanism, which is used for adjusting the sliding radius, and a device for rapid exchange of the samples by means of a single screw are both examples of those features. The current automation design of the tribometer consists of circuits for controlling load, speed, torque and temperature, which operate in closed loop mode. The instrumental measurement uncertainty from the friction measuring system is ±2,9% of the nominal friction measurement, considering the typical operating range of the machine. Experimental tests performed on the tribometer showed that the repeatability (precision) of the friction measurements is ±0,013. The automation design also included the connection between the tribometer and an induction heater. The use of this technology together with the proposed testing procedure proved to be a suitable tool for characterizing the isolated effect of temperature on friction during braking tests performed on the tribometer. This work is also complemented by the development of a technique for post-processing the data related to the tests carried out in accordance with the proposed testing procedure for the tribometer. This technique proved to be an efficient and clear way to assess the simultaneous effects of load and temperature on friction measurements.
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Projeto e construção de um tribômetro para estudos relacionados a materiais de fricção veicularesNeis, Patric Daniel January 2008 (has links)
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um tribômetro para a realização de ensaios com materiais de fricção utilizados em freios veiculares, capaz de servir como uma ferramenta adicional para pesquisa e desenvolvimento de novos produtos. São apresentadas todas as etapas de desenvolvimento da máquina, desde suas premissas básicas, projeto mecânico e de automação e procedimento de calibração até os testes finais para comprovação das suas potencialidades. Construiu-se um equipamento de pequeno porte (dimensões reduzidas), a fim de permitir ensaios rápidos e de baixo custo. O sistema atuador e de rotação foi dimensionado a partir de faixas de velocidade e pressão de contato que ocorrem em sistemas de freio comerciais. O tribômetro permite a troca rápida dos corpos de prova além do ajuste do raio de deslizamento do par de atrito. Além disso, um mecanismo de atuação próprio permite a realização de ensaios sem a influência do tipo de sistema de freio empregado. O sistema de automação, composto por hardware para aquisição de dados e programa para gerar interface gráfica, gerencia todos os processos envolvidos na máquina, além de tornar a sua operacionalidade simples e racional. Um conjunto composto por resistência aquecedora, soprador de ar, relé e termopares é responsável por controlar a temperatura do disco, separando esta variável dos demais parâmetros de operação (pressão e velocidade de escorregamento) durante os ensaios. O procedimento de calibração adotado mostra que o equipamento projetado fornece medições confiáveis da força normal, do torque de frenagem e, conseqüentemente, do coeficiente de atrito. Testes de avaliação do sistema atuador apontam que a força medida sofre a influência da rugosidade do disco, da baixa capacidade do reservatório de ar do sistema pneumático, de efeitos de histerese mecânica e da dilatação térmica e de ruídos eletromagnéticos. Os resultados dos ensaios de frenagem empregados comprovam que a máquina projetada é capaz de separar a variável temperatura do disco dos demais parâmetros de operação e, desta forma, pode servir de ferramenta adicional na compreensão do comportamento do atrito (e do desgaste em um momento posterior) frente às diferentes condições de operação contribuindo, de certa forma, para o aumento do conhecimento dos fenômenos tribológicos. / This work presents the development of a tribometer for friction tests with materials used in vehicular brakes, able to serving as an additional tool for research and development of new products. Every stage of the project are presented since its basic premises, mechanical and automation design, the calibration procedure until the final tests to prove its potential. It was constructed an equipment with small dimensions to enable rapid and low cost testing. The actuator and rotation system has been designed to operate in the range of velocity and contact pressures that occur in commercial brake systems. The tribometer allows the rapid exchange of specimen beyond the adjustment of the wear track radius. Furthermore, a special mechanism of action was designed to allow testing without the influence of the type of brake system employed. The automation system, composed of a data acquisition hardware and software to generate graphical interface, manages all processes involved in the machine, and makes its operation simple and rational. A set composed of heating resistance, air blower, relay and thermocouples is responsible for controlling the temperature of the disk, separating it from other variable operating conditions (pressure and slip velocity) during tests. The calibration procedure performed show that the equipment designed provides reliable measurements of normal force, braking torque and friction coefficient. The tests for evaluating the system actuator suggest that the force measurement has influence of the disk surface roughness, of low air capacity in the tank, of thermal dilation and mechanic hysteresis effects and of electromagnetic noise. The results of braking tests performed show that the designed machine is capable of separating the variable disk temperature of the other operation parameters and thus can serve as an additional tool in understanding the friction behavior (and wear a moment later) under a set of operating conditions. It can contribute, in some way, to enlarge the knowledge with respect to tribologics phenomenons.
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Avaliação do coeficiente de atrito em um dinamômetro em escala reduzidaKruze, Gabriel Aquino Schell January 2009 (has links)
Neste trabalho foi realizada a seleção da espessura do disco a ser utilizada em um dinamômetro em escala reduzida, chamado Dinamômetro em Escala da Fras-le, a partir de quatro espessuras de disco ensaiadas conforme o procedimento de ensaio chamado de caracterização térmica. A seleção da espessura do disco foi realizada através da comparação dos resultados dos comportamentos térmicos dos discos de diferentes espessuras, ensaiados conforme o ensaio de caracterização térmica, com os resultados de quatro sistemas de freio, ensaiados em dinamômetros convencionais com o mesmo procedimento de ensaio. Os coeficientes de atrito médio por frenagem obtidos no ensaio de caracterização térmica do dinamômetro em escala reduzida e dos quatro sistemas de freio também foram comparados de modo a comprovar que a espessura de disco escolhida foi realmente adequada para este procedimento de ensaio. Esta comparação foi realizada através de três métodos: coeficiente de correlação de Pearson, comparação qualitativa e comparação quantitativa. Após a comparação foi comprovado que o Dinamômetro em Escala da Fras-le reproduz o comportamento do coeficiente de atrito médio por frenagem dos quatros sistemas com o ensaio de caracterização térmica para um material de fricção orgânico. / In this work, a disc thickness for a reduced-scale dynamometer called Fras-le Scale Dynamometer was selected by testing four disc thicknesses with the thermal characterization test procedure. The disc thickness selection was done by comparison of the different thick-disc thermal behavior tested with the thermal characterization procedure, with the results of four brake systems tested with the same procedure in full-scale dynamometers. The mean friction coefficients by braking obtained in the thermal characterization test of the reduced-scale dynamometer and of the four brake systems were also compared to prove that the selected disc-thick is adequate for this test procedure. This comparison was done by three methods: Pearson correlation coefficient, qualitative comparison and quantitative comparison. After this comparison it was verified that the Fras-le Scale Dynamometer can reproduce the behavior of the mean friction coefficient by braking of the four systems with the thermal characterization test for an organic friction material.
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Projeto e construção de um tribômetro com controle independente da temperatura do discoNeis, Patric Daniel January 2012 (has links)
A presente tese descreve as etapas de desenvolvimento de um equipamento (tribômetro) e metodologia de ensaio para caracterização do efeito isolado da temperatura sobre o atrito medido em materiais de fricção utilizados em freios veiculares. O projeto deste equipamento foi baseado nas funcionalidades e limitações encontradas nas principais máquinas e procedimentos de ensaio para freios automotivos. São apresentados e discutidos detalhes do projeto mecânico e de automação do tribômetro, bem como são levantadas suas incertezas de medição instrumentais e precisão. Além disso, é proposta uma nova metodologia de ensaio para caracterização do efeito isolado da temperatura sobre os resultados de atrito obtidos durante os testes. O projeto mecânico atual do tribômetro contempla recursos que contribuem para facilitar a operacionalidade do equipamento e, consequentemente, reduzir o tempo envolvido na etapa de preparação dos testes. São exemplos destes recursos um mecanismo de fuso e manivela, o qual é empregado para a regulagem do raio de deslizamento, e um dispositivo para troca rápida da amostra a partir do ajuste de um único parafuso. O atual projeto de automação do tribômetro é composto por circuitos de controle da carga, rotação, torque e temperatura, os quais operam em malha fechada. A incerteza instrumental do sistema de medição de atrito do tribômetro é igual a ±2,9% do valor nominal medido, considerando a faixa típica de aplicação da máquina. Em termos de precisão, verificou-se experimentalmente que o equipamento projetado apresenta uma repetitividade de ±0,013. O projeto de automação também contemplou a ligação do tribômetro a um aquecedor indutivo. O uso da referida tecnologia em conjunto com a metodologia de ensaio proposta na presente tese mostraram-se capazes de caracterizar de forma acelerada e independente o efeito da temperatura sobre o coeficiente de atrito obtido a partir de ensaios de frenagem executados no tribômetro. Complementa o estudo ainda o desenvolvimento de uma técnica para pós-processamento dos dados relativos aos ensaios executados no tribômetro segundo a metodologia proposta. A referida técnica mostrou-se uma maneira eficiente e relativamente simples de avaliar os efeitos simultâneos da carga e da temperatura sobre o atrito. / The current thesis describes the development of equipment (tribometer) and testing procedure for characterizing the isolated effect of temperature on friction measurements obtained from vehicular friction materials. The design of this equipment was based on the features and limitations found in the main machinery and testing procedures for brakes. Details about the mechanical design and automation of the tribometer are presented as well as its instrumental measurement uncertainties and precision. Besides, a new testing procedure is proposed in order to characterize the isolated effect of temperature on friction results obtained in the tests. The current mechanical design of the tribometer comprises some features that contribute to make the equipment operation ease and thus reduce its setup time. A crank and screw mechanism, which is used for adjusting the sliding radius, and a device for rapid exchange of the samples by means of a single screw are both examples of those features. The current automation design of the tribometer consists of circuits for controlling load, speed, torque and temperature, which operate in closed loop mode. The instrumental measurement uncertainty from the friction measuring system is ±2,9% of the nominal friction measurement, considering the typical operating range of the machine. Experimental tests performed on the tribometer showed that the repeatability (precision) of the friction measurements is ±0,013. The automation design also included the connection between the tribometer and an induction heater. The use of this technology together with the proposed testing procedure proved to be a suitable tool for characterizing the isolated effect of temperature on friction during braking tests performed on the tribometer. This work is also complemented by the development of a technique for post-processing the data related to the tests carried out in accordance with the proposed testing procedure for the tribometer. This technique proved to be an efficient and clear way to assess the simultaneous effects of load and temperature on friction measurements.
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Projeto e construção de um tribômetro para estudos relacionados a materiais de fricção veicularesNeis, Patric Daniel January 2008 (has links)
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um tribômetro para a realização de ensaios com materiais de fricção utilizados em freios veiculares, capaz de servir como uma ferramenta adicional para pesquisa e desenvolvimento de novos produtos. São apresentadas todas as etapas de desenvolvimento da máquina, desde suas premissas básicas, projeto mecânico e de automação e procedimento de calibração até os testes finais para comprovação das suas potencialidades. Construiu-se um equipamento de pequeno porte (dimensões reduzidas), a fim de permitir ensaios rápidos e de baixo custo. O sistema atuador e de rotação foi dimensionado a partir de faixas de velocidade e pressão de contato que ocorrem em sistemas de freio comerciais. O tribômetro permite a troca rápida dos corpos de prova além do ajuste do raio de deslizamento do par de atrito. Além disso, um mecanismo de atuação próprio permite a realização de ensaios sem a influência do tipo de sistema de freio empregado. O sistema de automação, composto por hardware para aquisição de dados e programa para gerar interface gráfica, gerencia todos os processos envolvidos na máquina, além de tornar a sua operacionalidade simples e racional. Um conjunto composto por resistência aquecedora, soprador de ar, relé e termopares é responsável por controlar a temperatura do disco, separando esta variável dos demais parâmetros de operação (pressão e velocidade de escorregamento) durante os ensaios. O procedimento de calibração adotado mostra que o equipamento projetado fornece medições confiáveis da força normal, do torque de frenagem e, conseqüentemente, do coeficiente de atrito. Testes de avaliação do sistema atuador apontam que a força medida sofre a influência da rugosidade do disco, da baixa capacidade do reservatório de ar do sistema pneumático, de efeitos de histerese mecânica e da dilatação térmica e de ruídos eletromagnéticos. Os resultados dos ensaios de frenagem empregados comprovam que a máquina projetada é capaz de separar a variável temperatura do disco dos demais parâmetros de operação e, desta forma, pode servir de ferramenta adicional na compreensão do comportamento do atrito (e do desgaste em um momento posterior) frente às diferentes condições de operação contribuindo, de certa forma, para o aumento do conhecimento dos fenômenos tribológicos. / This work presents the development of a tribometer for friction tests with materials used in vehicular brakes, able to serving as an additional tool for research and development of new products. Every stage of the project are presented since its basic premises, mechanical and automation design, the calibration procedure until the final tests to prove its potential. It was constructed an equipment with small dimensions to enable rapid and low cost testing. The actuator and rotation system has been designed to operate in the range of velocity and contact pressures that occur in commercial brake systems. The tribometer allows the rapid exchange of specimen beyond the adjustment of the wear track radius. Furthermore, a special mechanism of action was designed to allow testing without the influence of the type of brake system employed. The automation system, composed of a data acquisition hardware and software to generate graphical interface, manages all processes involved in the machine, and makes its operation simple and rational. A set composed of heating resistance, air blower, relay and thermocouples is responsible for controlling the temperature of the disk, separating it from other variable operating conditions (pressure and slip velocity) during tests. The calibration procedure performed show that the equipment designed provides reliable measurements of normal force, braking torque and friction coefficient. The tests for evaluating the system actuator suggest that the force measurement has influence of the disk surface roughness, of low air capacity in the tank, of thermal dilation and mechanic hysteresis effects and of electromagnetic noise. The results of braking tests performed show that the designed machine is capable of separating the variable disk temperature of the other operation parameters and thus can serve as an additional tool in understanding the friction behavior (and wear a moment later) under a set of operating conditions. It can contribute, in some way, to enlarge the knowledge with respect to tribologics phenomenons.
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Avaliação do coeficiente de atrito em um dinamômetro em escala reduzidaKruze, Gabriel Aquino Schell January 2009 (has links)
Neste trabalho foi realizada a seleção da espessura do disco a ser utilizada em um dinamômetro em escala reduzida, chamado Dinamômetro em Escala da Fras-le, a partir de quatro espessuras de disco ensaiadas conforme o procedimento de ensaio chamado de caracterização térmica. A seleção da espessura do disco foi realizada através da comparação dos resultados dos comportamentos térmicos dos discos de diferentes espessuras, ensaiados conforme o ensaio de caracterização térmica, com os resultados de quatro sistemas de freio, ensaiados em dinamômetros convencionais com o mesmo procedimento de ensaio. Os coeficientes de atrito médio por frenagem obtidos no ensaio de caracterização térmica do dinamômetro em escala reduzida e dos quatro sistemas de freio também foram comparados de modo a comprovar que a espessura de disco escolhida foi realmente adequada para este procedimento de ensaio. Esta comparação foi realizada através de três métodos: coeficiente de correlação de Pearson, comparação qualitativa e comparação quantitativa. Após a comparação foi comprovado que o Dinamômetro em Escala da Fras-le reproduz o comportamento do coeficiente de atrito médio por frenagem dos quatros sistemas com o ensaio de caracterização térmica para um material de fricção orgânico. / In this work, a disc thickness for a reduced-scale dynamometer called Fras-le Scale Dynamometer was selected by testing four disc thicknesses with the thermal characterization test procedure. The disc thickness selection was done by comparison of the different thick-disc thermal behavior tested with the thermal characterization procedure, with the results of four brake systems tested with the same procedure in full-scale dynamometers. The mean friction coefficients by braking obtained in the thermal characterization test of the reduced-scale dynamometer and of the four brake systems were also compared to prove that the selected disc-thick is adequate for this test procedure. This comparison was done by three methods: Pearson correlation coefficient, qualitative comparison and quantitative comparison. After this comparison it was verified that the Fras-le Scale Dynamometer can reproduce the behavior of the mean friction coefficient by braking of the four systems with the thermal characterization test for an organic friction material.
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