Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-14T21:14:37Z No. of bitstreams: 1 2018_MarioGuilhermeSilvaRupf.pdf: 16980029 bytes, checksum: c0833019cc490e9f1658be6e2b1541e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-27T16:06:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_MarioGuilhermeSilvaRupf.pdf: 16980029 bytes, checksum: c0833019cc490e9f1658be6e2b1541e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-27T16:06:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_MarioGuilhermeSilvaRupf.pdf: 16980029 bytes, checksum: c0833019cc490e9f1658be6e2b1541e2 (MD5) Previous issue date: 2018-08-14 / Sistemas de acionamentos com redutores são comuns em mineração de modo geral, em especial aplicado a transportadores de correias. No Brasil modelos de manutenção são fortemente adotados, porém a manutenção proativa que visa mitigar e evitar o início de um dano ao componente, ainda é uma concepção inovadora na mineração. No entanto a busca por redução de falhas, redução de custos de manutenção, extensão da vida dos componentes e utilização máxima dos ativos é algo desafiador. Foi apresentado como objetivo principal, correlacionar dados das variáveis monitoradas do redutor e gerar modelos para explicar os comportamentos vibracional e ultrassom. A aquisição dos dados feita semanalmente e tomados simultaneamente no ato da coleta, por um período de aproximadamente 6 meses das: frequências de falhas do rolamento e engrenamento, contaminação, características físico – químicas do óleo, ruídos oriundos de alta frequência, temperaturas, carga do transportador e corrente do motor, foram feitas utilizando técnicas preditivas de manutenção. Após profundo estudo por meio de análises estatísticas apoiado pelo software Excel, com o modelo de regressão linear múltipla, bem como uma avaliação minuciosa utilizando o software Matlab com o modelo de regressão polinomial, foi possível ser comprovado que não existe forte correlação entre as variáveis estudadas. No caso, vibração e ultrassom como variáveis dependentes, como variáveis independentes os dados provenientes da análise de óleo, corrente do motor e temperatura. Comprovado um comportamento aleatório dos valores dos parâmetros analisados, ou seja, os modelos gerados para as frequências de falha e ultrassom como resposta, em pontos de coletas semelhantes, são distintos. Por outro lado, a análise qualitativa por ferrografia analítica caracterizou claramente o tipo de desgaste do engrenamento e rolamento do redutor, o que direciona para soluções desse tipo de modo falha. / Drive systems with gearboxes are common in general mining, especially applied to belt conveyors. In Brazil maintenance models are strongly adopted, but a proactive maintenance that aims to mitigate and prevent the beginning damage of the part of equipament, which is still an innovative design in mining. Therefore, the pursuit to reduce failures, maintenance costs, extending component life and maximizing asset utilization is challenging. It was presented as the main objective, to correlate data from monitored variables of the reducer and generate models to explain vibrational and ultrasonic behavior. The acquisition of the data was made weekly and taken simultaneously, during approximately 6 months of: frequency of bearing and gearing failures, contamination, physical - chemical characteristics of oil, noises from high frequency, temperatures, belt conveyor load and motor current, it was done using predictive maintenance technical. After extensive study through statistical analysis supported by Excel software, using the multiple linear regression model and using Matlab software with the polynomial regression model, it was possible be proved that there is not strong correlation between variables studied. In that case, vibration and ultrasonic as dependent variables, as independent variables from the oil analysis data, motor current and temperature. A random behavior of the values analyzed parameters was proved, in other word, the generated models to fault frequencies and ultrasonic as response, as similar points monitored, the models are different. On the other hand, the qualitative analysis by analytical ferrography clearly characterized the type of gear and bearing wear, which leads to failure model solutions.

A crescente implementação pela indústria de técnicas de manutenção preditiva exige cada vez mais o aprimoramento dos procedimentos capazes de fornecer informações sobre o estado de um equipamento. Dentre os procedimentos de análise existentes para máquinas rotativas, a análise de vibração é um dos mais utilizados sendo, atualmente inclusive, presente em larga parcela de setores industriais importantes no Brasil (como o setor de celulose e papel, por exemplo). Isto faz, portanto, cada vez mais importante explorar todas as possibilidades desta técnica. Este trabalho inicia uma investigação sobre as relações entre vibração (assinatura mecânica) e lubrificação de máquinas rotativas e assim, como ponto de partida deste estudo, procura avaliar o efeito da variação da viscosidade do lubrificante no sinal de vibração de caixas de engrenagem. O trabalho apresenta um grande banco de dados experimental, discute diversos métodos de processamento de sinais e apresenta uma característica do sinal de vibração que foi capaz de identificar alterações na viscosidade do óleo lubrificante no caso apresentado. / The crescent implementation, by brazilian industry, of predictive maintenance techniques demands, from vibration analyses processes, more capability for supplying information on the state of equipment. Among the existent analysis procedures for rotative machines, the vibration analysis is one of the more used, being nowadays, present in a wide portion of important industrial sections in Brazil (as the cellulose pulp and paper for instance). This makes, therefore, more and more important to explore all of the possibilities of this method. This work begins an investigation about the relation between vibration (mechanical signature) and lubrication of rotative machines. As a starting point of this study, it tries to evaluate the effect of the variation of the viscosity of the lubricant on the vibration signature of a gear box. The work presents a large experimental database, discusses several methods of signal processing and presents a characteristic of the vibration signal capable to identify alterations in the viscosity of the lubricating oil in the tested equipment.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-19T15:15:58Z No. of bitstreams: 1 DissLFV.pdf: 6082147 bytes, checksum: 0c3dbc2525f0888e4029ab4c5ea27574 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:00:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLFV.pdf: 6082147 bytes, checksum: 0c3dbc2525f0888e4029ab4c5ea27574 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:00:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLFV.pdf: 6082147 bytes, checksum: 0c3dbc2525f0888e4029ab4c5ea27574 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T18:00:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLFV.pdf: 6082147 bytes, checksum: 0c3dbc2525f0888e4029ab4c5ea27574 (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / Não recebi financiamento / Residual stresses are those which remain in the part when all the external mechanical stress applied previously are removed. These residual stresses often appear in parts subjected to different thermal or mechanical processing along its thickness, among then may be cited the welding process. The objective of this work is the analysis of residual stresses generated by the recovery process for shielded metal arc welding” (SMAW) of sugarcane milling gear in Low Alloy Mild Steel ASTM C-148 for the identification of conditions with lower levels of residual stresses, aiming materials less susceptible to failure and longer service life. A comparative assessment of the levels of residual stresses in the aforementioned samples was performed by opting for performance or nonperformance of pre-heating and heat treatment of stress relieving after the completion of the welds in the field. It will be characterized by metallography and hardness profile. In order to determine the way the macro and microscopic residual stresses non-destructive, it was decided in this work by the diffraction of X-ray method. The characterization was carried out by optical microscopy, scanning electron microscopy and Vickers microhardness. The microstructure present in the base metal was characterized as microconstituent bainite, when there is a stress relieving treatment. When there isn`t such treatment, the microstructure is ferrite / pearlite. Although in the weld metal, due to the electrode composition, the microstructure is acicular ferrite. The Vickers microhardness analysis for the sample without pre-heating gave higher microhardness values along line profile (range of 250 – 325 HV) than the other conditions (range of 150 – 275 HV). Regarding the residual stresses, it can be concluded that the pre-heating and the combination of it with a subsequent heat treatment reduces the levels of both longitudinal and transverse residual stress along the weld bead. / Tensões residuais são aquelas que permanecem na peça a temperatura ambiente quando todas as suas solicitações externas são removidas. Essas tensões aparecem frequentemente em peças submetidas a diferentes processamentos térmicos e/ou mecânicos, dentre os quais pode ser citada a soldagem. O principal objetivo desta dissertação é a análise da microestrutura e das tensões residuais geradas por diferentes estratégias de recuperação por soldagem a arco com eletrodo revestido (SAER) em engrenagens de moenda de cana fabricada em aço carbono ASTM A-148, para identificação das condições com menores níveis de tensões residuais e microestrutura adequada, visando materiais menos susceptíveis a falhas e com vida útil estendida. Foi realizada uma avaliação comparativa dos níveis de tensões residuais nas amostras mencionadas, optando pela realização ou não de pré-aquecimento e tratamento térmico de alívio de tensões após a realização das soldas em campo. As mesmas serão caracterizadas por metalografia e perfil de microdureza. Com o intuito de determinar de maneira não-destrutiva as tensões residuais macro e microscópicas, optou-se neste trabalho pelo método da Difração de Raios-X. A caracterização foi feita por: microscopia ótica, eletrônica de varredura, além de microdureza Vickers. A microestrutura presente no metal base é caracterizada por agulhas que correspondem ao microconstituinte bainita quando há o tratamento de alívio de tensões. Quando não há este tratamento, a microestrutura é ferrítica/perlítica. Já no metal de solda, devido à composição do eletrodo, a microestrutura presente é de ferrita acicular. Na análise de microdureza Vickers, para a amostra sem pré aquecimento, obteve-se maior microdureza em todo o perfil da linha (faixa de 250 a 325 HV) do que as demais (faixa de 150 a 275 HV). Quanto às tensões residuais, pode-se concluir que, o pré-aquecimento e a combinação dele com um tratamento térmico posterior reduzem os níveis de tensão residual longitudinal e transversal nos cordões.

A crescente implementação pela indústria de técnicas de manutenção preditiva exige cada vez mais o aprimoramento dos procedimentos capazes de fornecer informações sobre o estado de um equipamento. Dentre os procedimentos de análise existentes para máquinas rotativas, a análise de vibração é um dos mais utilizados sendo, atualmente inclusive, presente em larga parcela de setores industriais importantes no Brasil (como o setor de celulose e papel, por exemplo). Isto faz, portanto, cada vez mais importante explorar todas as possibilidades desta técnica. Este trabalho inicia uma investigação sobre as relações entre vibração (assinatura mecânica) e lubrificação de máquinas rotativas e assim, como ponto de partida deste estudo, procura avaliar o efeito da variação da viscosidade do lubrificante no sinal de vibração de caixas de engrenagem. O trabalho apresenta um grande banco de dados experimental, discute diversos métodos de processamento de sinais e apresenta uma característica do sinal de vibração que foi capaz de identificar alterações na viscosidade do óleo lubrificante no caso apresentado. / The crescent implementation, by brazilian industry, of predictive maintenance techniques demands, from vibration analyses processes, more capability for supplying information on the state of equipment. Among the existent analysis procedures for rotative machines, the vibration analysis is one of the more used, being nowadays, present in a wide portion of important industrial sections in Brazil (as the cellulose pulp and paper for instance). This makes, therefore, more and more important to explore all of the possibilities of this method. This work begins an investigation about the relation between vibration (mechanical signature) and lubrication of rotative machines. As a starting point of this study, it tries to evaluate the effect of the variation of the viscosity of the lubricant on the vibration signature of a gear box. The work presents a large experimental database, discusses several methods of signal processing and presents a characteristic of the vibration signal capable to identify alterations in the viscosity of the lubricating oil in the tested equipment.

Orientador: Janito Vaqueiro Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bosso_AndreLuizAparecido_M.pdf: 7894502 bytes, checksum: 2052586d161cac58f608acb2945fbd48 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um sistema alternativo para impulsionar o pistão em um motor de combustão interna que aciona um gerador de energia elétrica operando a uma rotação fixa. O sistema biela-manivela é substituído por um sistema eixo-cremalheira-engrenagem, que é capaz de realizar a inversão de movimento do pistão no ponto morto superior e no ponto morto inferior, sem que ocorra uma inversão de velocidade instantânea nesses pontos. Para garantir a eficiência desse sistema, análises cinemática e dinâmica são realizadas utilizando a modelagem de múltiplos corpos rígidos e a modelagem geométrica. Uma análise termodinâmica é realizada com o auxílio de um modelo de simulação computacional desenvolvido para um motor de combustão interna, com ignição por centelha e movido a etanol. O programa inclui a combustão com duração finita, transferência de calor instantânea e processos de admissão e escape, porém não considera o equilíbrio químico e a dissociação. Com os resultados obtidos é possível construir as curvas características do motor estudado e determinar sua melhor rotação de operação / Abstract: The main focus of this work is to develop an alternative system to drive the piston in an internal combustion engine which drives an electric power generator operating at a fixed speed. The connecting rod-crankshaft system is replaced by an axle-rack-gear system that is capable of performing the inversion of the piston movement in the top and the bottom dead center, without occurring an inversion of the instantaneous velocity in these points. In order to ensure the efficiency of this system, kinematic and dynamic analyzes are performed using rigid body and geometric modeling. A thermodynamic analysis is performed using a computer simulation model developed for a conventional ethanol-powered internal combustion engine with spark ignition. The program includes combustion with finite duration, instantaneous heat transfer and intake and exhaust processes, but does not consider the chemical equilibrium and dissociation. With the results it is possible to obtain the typical curves of the engine studied and determine its best operating speed / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica