Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-11T04:03:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342186.pdf: 10392257 bytes, checksum: 8c1c5b44f4e3bee87886782ff84656eb (MD5) Previous issue date: 2016 / Esta tese visou o desenvolvimento de um material autolubrificante volumétrico de matriz ferrosa contendo MoS2 como elemento lubrificante majoritário. Estudos demonstram a dificuldade em se produzir este tipo de compósito, devido a reação do MoS2 com a matriz ferrosa durante a sinterização. Desta forma, a pesquisa desenvolvida nesta tese buscou soluções para evitar ou reduzir esta reação, avaliando a influência de parâmetros da matéria-prima da matriz e da fase lubrificante (tamanho de partícula, adição de outros elementos e teor de lubrificantes), bem como parâmetros de processamento (taxa de aquecimento, temperatura, formação de fase líquida, tempo de patamar e atmosfera de sinterização). Os resultados mostraram que a temperatura influiu de forma preponderante na reação, mas não a taxa de aquecimento e que o uso de um pó de Fe de menor tamanho de partícula acelera-a; o melhor desempenho está associado ao MoS2 de maior tamanho de partícula (d50=32µm) e 9% em volume é o teor limite; a adição de grafite ou h-BN retarda a reação, porém apenas compósitos com MoS2+grafite apresentaram coeficiente de atrito abaixo de 0,2 associado a um baixo desgaste. A adição de elementos de liga modificou a forma como o MoS2 reagiu com a matriz ferrosa e o desempenho tribológico do compósito, sendo que alguns apresentaram resultados similares ao Fe puro (Ni misturado e P pré-misturado), outros possuem caráter deletério (Cr e Mo misturados e Mo pré-ligado) e alguns apresentaram caráter benéfico (C e P misturados e Cr pré-ligado). É viável sinterização de amostras em temperaturas entre 800 e 850 °C, porém as abordagens visando a intensificação da densificação e propriedades mecânicas não foram bem sucedidas. Através da definição e controle da matéria prima inicial (nomeadamente tamanho de partícula da matriz e do MoS2), composição do compósito e parâmetros de processamento (temperatura, tempo e atmosfera de sinterização) foi possível a produção de materiais autolubrificantes de matriz ferrosa contendo MoS2 como elemento lubrificante majoritário que apresentam baixo coeficiente de atrito a seco (0,06-0,08) associado a uma baixa taxa de desgaste (2,0-3,5 x 10-6 mm³.N-1.m-1).<br> / Abstract : This thesis aimed the development of a self-lubricating composite containing MoS2 dispersed in an iron matrix produced by powder metallurgy. Previous studies demonstrate that MoS2 reacts with iron matrices during sintering, making the production of Fe-MoS2 composites rather difficult. Therefore the research developed within this thesis focused on the possible solutions to avoid or reduce this reaction, evaluating the influence of raw material (particle size, amount and type of lubricants) and processing (heating rate, temperature, dwell time, liquid phase formation and atmosphere) parameters. The results have shown that temperature has a major influence on the reaction, but not the heating rate; the use of a small Fe particle size accelerates the reaction; better performance was achieved by using the d50=32µm MoS2 and 9% in volume is the limit amount; the addition of graphite or h-BN slows the reaction, but only MoS2+graphite composites presents friction coefficient below 0,2 associated with low wear rate. The addition of alloying elements modified how MoS2 interacts with the iron matrix and the composite friction coefficient, some of which had a beneficial effect (admixed C and P, and pre-alloyed Cr alloy), while others (admixed Cr and Mo, and pre-alloyed Mo alloy) are harmful. It is possible to produce iron samples by low temperature sintering (800-850 °C), however the approaches to improve densification and mechanical properties were not successful. By means of defining and adequate control of the raw material (namely particle size of matrix and lubricants), composition and processing parameters (sintering temperature, time and atmosphere) it was possible to produce self-lubricating iron based composites containing MoS2, which presented low dry friction coefficient (0,06-0,08) and low wear rate (2,0-3,5 x 10-6 mm³.N-1.m-1).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T12:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 186102.pdf: 1700029 bytes, checksum: 2f6aec52d2800a74264b05e60cb4fe6f (MD5) / O presente trabalho trata da modelagem do escoamento da mistura óleo lubrificante e fluido refrigerante em um duto circular de seção constante. O escoamento desta mistura inevitavelmente ocorre em vários componentes de sistemas de refrigeração, bem como outras situações em engenharia. Assim, o avanço no conhecimento deste escoamento pode representar benefícios para as indústrias de refrigeração e lubrificação em particular, e para um melhor entendimento de escoamentos bifásicos em geral. A liberação do refrigerante dissolvido no óleo ocorre onde existe queda de pressão, causando a formação de bolhas de gás e até mesmo formação de espuma, alterando as condições do escoamento. É desejável então determinar numericamente os valores de pressão e temperatura ao longo do escoamento, relacionando-os com as características da mistura óleo e refrigerante, tais como o título e a fração de vazio, além de analisar a influência no padrão de escoamento de parâmetros como o fluxo de massa, fração mássica e os valores de temperatura e pressão na entrada do escoamento. Na presente dissertação, o escoamento é modelado em duas regiões. Uma inicial de escoamento bifásico convencional, para baixas quantidades de gás livre, onde a mistura líquido/gás é tratada como um fluido homogêneo, com pseudo-propriedades baseadas em médias das propriedades das fases da mistura. A segunda região é de escoamento de espuma, quando a fase gasosa é predominante e o fluido é tratado como não-newtoniano. Os resultados do modelo para uma mistura de óleo mineral e refrigerante R12 são comparados com dados experimentais. Também os principais parâmetros do escoamento são variados nas simulações e os resultados são apresentados e discutidos. Adicionalmente é realizada a comparação entre duas misturas distintas, R134a e óleo éster poliol e R12 e óleo mineral, comentando as principais razões das diferenças dos resultados.

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.

Orientador: Sergio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:04:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caminaga_Celio_M.pdf: 10370303 bytes, checksum: e95362eb355ceb5495256d1a07ab5443 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Franco Giuseppe Dedini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:38:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Forti_AntonioWagner_D.pdf: 2288454 bytes, checksum: edbd3279e8fdb2ec693dc723ba141b2b (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: Ilmar Ferreira Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T20:13:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Scalabrin_Alexandre_M.pdf: 11711253 bytes, checksum: 5d1cb8e97d5ac685b03b9a97b62bf325 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O comportamento de máquinas rotativas é determinado tanto pela dinâmica de seus componentes rotativos como dos não rotativos. A estabilidade destes sistemas rotativos está relacionada com o tipo de acoplamento utilizado entre seus componentes rotativos e não rotativos. Em mancais hidrodinâmicos este acoplamento é realizado através de uma fina película de óleo existente entre o eixo (parte girante) e a carcaça (parte estacionária). Neste trabalho, estuda-se a utilização de um novo tipo de mancal para controlar a vibração em rotores. Este mancal ativo permite, além da lubrificação hidrodinâmica tradicional, uma lubrificação ativa determinada pela injeção eletrônica de óleo na folga radial. O modelo matemático do sistema é obtido determinando-se a dinâmica de cada um de seus componentes: rotor rígido, atuadores hidráulicos, mancal segmentado e sistema de controle. Introduzindo-se as equações dos atuadores hidráulicos nas equações do fluido lubrificante do mancal, obtém-se as equações da lubrificação ativa, denominadas equações de Reynolds Modificadas. Os resultados teóricos e experimentais (obtidos para determinadas condições de operação) mostram que a utilização deste tipo de mancal reduz significativamente os níveis de vibração em máquinas rotativas / Abstract: The behavior of rotormachinery is determined by the dynamics of its rotating and non ratating elements. The stability of these systems is closely related to the components used to couple the ratating and non rotating parts. ln hydrodynamic bearings, this coupling is given by the fiuid film present between the shaft (rotating part) and the bearing (non rotating part). ln this work, a new kind of bearing used to contraI rotor vibrations is investigated. The active bearing provides both the traditional hydrodynamic lubrication and the active lubrication, as a result of the electronic oil injection into the bearing gap. The mathematical model, of the system is obtained from the dynamic equations of each component: rigid rator, hydraulic actuators, tilting pad journal bearings and control system. lntroducing the hydraulic actuators' equations into the bearing's lubricant equation, one gets the active lubricant equations, that are called Modified Reynolds equations. The theoretical and experimental results (obtained for some specific operation conditions), show that this kind of bearing can significantly reduce the vibrations levels of rotormachinery / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Os impactos ambientais e na saúde ocupacional provenientes das atividades desenvolvidas no setor metal-mecânico têm forçado esta área a reduzir o uso de fluidos de corte e de lubrificantes a base de óleos minerais. Uma alternativa ambientalmente favorável é a substituição dos óleos minerais por óleos vegetais e seus derivados, pois estes são provenientes de fontes renováveis e apresentam excelente poder lubrificante. Neste trabalho, foram caracterizados, do ponto de vista físico-químico e tribológico, os óleos de amendoim e pinhão-manso e seus respectivos derivados transesterificados. Como os ensaios físico-químicos comumente aplicados a óleos vegetais são regulamentados pelo setor alimentício, a seleção dos principais ensaios físico-químicos necessários para caracterizar o desempenho lubrificante de um óleo vegetal foi conduzida a partir de técnicas de análise estatística multivariada e de reconhecimento de padrões, as quais possibilitaram a seleção dos principais parâmetros físico-químicos e tribológicos relacionados com a capacidade lubrificante. Os ensaios tribológicos indicaram que os óleos de amendoim e o de pinhão produzem um menor desgaste em substrato de alumínio que seus derivados transesterificados. Os resultados das análises multivariadas utilizando métodos hierárquicos e não hierárquicos indicaram a existência de três grupos, sendo que os óleos vegetais apresentaram um desempenho lubrificante melhor que os derivados. A adição de 10% do derivado no óleo vegetal diminuiu o coeficiente médio de atrito, podendo ser empregado como aditivo anti-desgaste. Apesar dos resultados positivos, os ensaios fisico-quimicos comprovam a necessidade de adição de compostos antioxidantes para garantir maior tempo de vida ao lubrificante de base vegetal.

Os óleos lubrificantes automotivos durante o seu uso sofrem degradação parcial de compostos orgânicos e incorporam elementos inorgânicos indesejáveis. Estas substâncias tornam o óleo lubrificante usado classificado como perigoso e altamente tóxico. Assim, no que diz respeito à conservação ambiental, o consenso mundial é que a melhor solução para os óleos lubrificantes usados objetive no tratamento para a sua reutilização. Dentro deste contexto e visando o uso de uma tecnologia alternativa, neste trabalho foi proposto um estudo sobre a eficiência e a viabilidade técnica do processo de oxidação avançada (POA) por radiação gama para o tratamento de óleo lubrificante automotivo usado. Amostras de óleo lubrificante usado foram diluídas em concentrações variadas com peróxido de hidrogênio e água Milli-Q. Estas amostras foram submetida a um irradiador de Cobalto-60, tipo Gammacell, com as doses absorvidas de 100, 200 e 500 kGy. Os resultados das análises inorgânicas por fluorescência de raios X (WDXRF) mostraram que o tratamento proposto permite a remoção de elementos inorgânicos, principalmente enxofre, cálcio, ferro e níquel em níveis aceitáveis pela legislação ambiental para reuso destes óleos. Os resultados por cromatografia gasosa (CG/MS) mostraram que este tratamento, também, promove a degradação dos compostos orgânicos, formando principalmente, os compostos tridecano, 2-metil-naftaleno, trietilamina e uréia-tetrametil, os quais são de grande aplicação industrial. A análise multivariada, análise de Cluster (CA), confirmou que a aplicação POA é um tratamento promissor e viável para o reuso de óleo lubrificante usado. INORGANIC / The automotive lubricating oils have partial degradation of organic compounds and addition of undesirable inorganic elements, during its use. These substances classify the used lubricating oils as dangerous and highly toxic. According to global consensus, concerning the environmental conservation, the best is to perform a reuse treatment of these lubricating oils. For this purpose, the uses of an alternative and effective technology have been sought. In this work, the efficacy and technical feasibility of the advanced oxidation process (AOP), by gamma radiation, for used automotive lubricating oil treatment has been studied. Different quantities of hydrogen peroxide and water Miilli-Q were added to oil samples. They were submitted to the Cobalt-60 irradiator, type Gammacell, with 100, 200 and 500 kGy absorbed doses. The inorganic analysis by X-ray fluorescence (WDXRF) showed inorganic elements removal, mainly to sulphur, calcium, iron and nickel elements at acceptable levels by environmental protection law for oils reusing. The gas chromatography (GC/MS) analysis showed that the advanced oxidation process promotes the organic compounds degradation. The main identified compounds were tridecane, 2-methyl-naphthalene, and trietilamina-tetramethyl urea, which have important industrial applications. The multivariate analysis, Cluster Analysis (CA), showed that advanced oxidation process application is a viable and promising treatment for used lubricating oil reusing.

Os óleos lubrificantes automotivos durante o seu uso sofrem degradação parcial de compostos orgânicos e incorporam elementos inorgânicos indesejáveis. Estas substâncias tornam o óleo lubrificante usado classificado como perigoso e altamente tóxico. Assim, no que diz respeito à conservação ambiental, o consenso mundial é que a melhor solução para os óleos lubrificantes usados objetive no tratamento para a sua reutilização. Dentro deste contexto e visando o uso de uma tecnologia alternativa, neste trabalho foi proposto um estudo sobre a eficiência e a viabilidade técnica do processo de oxidação avançada (POA) por radiação gama para o tratamento de óleo lubrificante automotivo usado. Amostras de óleo lubrificante usado foram diluídas em concentrações variadas com peróxido de hidrogênio e água Milli-Q. Estas amostras foram submetida a um irradiador de Cobalto-60, tipo Gammacell, com as doses absorvidas de 100, 200 e 500 kGy. Os resultados das análises inorgânicas por fluorescência de raios X (WDXRF) mostraram que o tratamento proposto permite a remoção de elementos inorgânicos, principalmente enxofre, cálcio, ferro e níquel em níveis aceitáveis pela legislação ambiental para reuso destes óleos. Os resultados por cromatografia gasosa (CG/MS) mostraram que este tratamento, também, promove a degradação dos compostos orgânicos, formando principalmente, os compostos tridecano, 2-metil-naftaleno, trietilamina e uréia-tetrametil, os quais são de grande aplicação industrial. A análise multivariada, análise de Cluster (CA), confirmou que a aplicação POA é um tratamento promissor e viável para o reuso de óleo lubrificante usado. INORGANIC / The automotive lubricating oils have partial degradation of organic compounds and addition of undesirable inorganic elements, during its use. These substances classify the used lubricating oils as dangerous and highly toxic. According to global consensus, concerning the environmental conservation, the best is to perform a reuse treatment of these lubricating oils. For this purpose, the uses of an alternative and effective technology have been sought. In this work, the efficacy and technical feasibility of the advanced oxidation process (AOP), by gamma radiation, for used automotive lubricating oil treatment has been studied. Different quantities of hydrogen peroxide and water Miilli-Q were added to oil samples. They were submitted to the Cobalt-60 irradiator, type Gammacell, with 100, 200 and 500 kGy absorbed doses. The inorganic analysis by X-ray fluorescence (WDXRF) showed inorganic elements removal, mainly to sulphur, calcium, iron and nickel elements at acceptable levels by environmental protection law for oils reusing. The gas chromatography (GC/MS) analysis showed that the advanced oxidation process promotes the organic compounds degradation. The main identified compounds were tridecane, 2-methyl-naphthalene, and trietilamina-tetramethyl urea, which have important industrial applications. The multivariate analysis, Cluster Analysis (CA), showed that advanced oxidation process application is a viable and promising treatment for used lubricating oil reusing.

Orientador: Mauricio Araújo Zanardi / Coorientador: Teófilo Miguel de Souza / Banca: José Elias Tomazini / Banca: José Antonio Perrella Balestieri / Banca: Humberto Araújo Machado / Banca: Newton Galvão de Campos Leite / Resumo: A busca por melhores desempenhos em motores de combustão interna, máquinas elétricas e sistemas mecânicos que utilizam mancais hidrodinâmicos tem motivado os recentes estudos na área de lubrificação com a aplicação da dinâmica de fluidos computacional. A modelagem numérica tem se mostrado bastante eficaz em comparação com modelos físicos, com baixo custo. Dessa forma, o presente trabalho estuda a dinâmica de alguns fluidos não-Newtonianos em mancais radiais curtos, utilizando os modelos Herschel-Bulkley, Bingham e Pseudoplástico, nos quais os resultados foram comparados com os dos fluidos Newtonianos. Aqui, o objetivo principal é comparar a distribuição de pressão do fluido, a ocorrência de cavitação e os parâmetros de desempenho, tais como capacidade de carga, força de atrito e taxa de vazamento lateral. O modelo matemático utilizado foi baseado nas equações de Reynolds com o procedimento proposto por Payvar-Salant acoplado ao modelo de cavitação de Elrod e as condições de contorno de Jakobsson, Floberg e Olsson (JFO). As equações dos mancais foram resolvidas em um programa escrito em linguagem MATLAB com discretização pelo Método de Volumes Finitos e a solução através do Algoritmo de Matriz Tri-Diagonal cíclica (TDMA). Os resultados apontaram algumas vantagens em todos os parâmetros de desempenho quando os fluidos não Newtonianos de Herschel-Bulkley ou Bingham são comparados com fluidos Newtonianos / Abstract: The search for better performance in internal combustion engines, electrical machines and mechanical systems which use hydrodynamic journal bearings has motivated the recent studies in the field of lubrication with the application of computational fluid dynamics. Numerical modeling has been shown to be quite effective compared to physical models with low cost. In this way, the present work studies the dynamics of some non-Newtonian fluids in short journal bearings, using the Herschel-Bulkley, Bingham and Pseudoplastic models and the results were compared to those for Newtonian fluids. Here, the main objective is to compare fluid pressure distribution, cavitation occurrence and performance parameters, such as load carrying capacity, friction force and side leakage rate. The used mathematical model was based on the Reynolds equations with the procedure proposed by Payvar-Salant coupled with the Elrod cavitation model and the Jakobsson, Floberg and Olsson (JFO) boundary conditions. The bearing equations were solved in a program written in MATLAB language with discretization by the finite volumes method and a cyclic Tri-Diagonal Matrix Algorithm solver. The results pointed out some advantages in all performance parameters when HerschelBulkley or Bingham non-Newtonian fluids are compared to Newtonian fluids / Doutor