Este trabalho trata de um estudo experimental das respostas de desgaste e de atrito encontradas em um sistema deslizante lubrificado. Para tanto, foram realizados ensaios de deslizamento em um equipamento para ensaios de desgaste, adotando-se o dispositivo pino-contra-disco, para ensaios com movimento relativo rotativo contínuo entre as amostras, e o dispositivo pino-contra-placa, para ensaios com movimento relativo alternado, ou oscilatório, entre as amostras. Os materiais metálicos ensaiados foram pinos de aço AISI 52100 e contra-corpos de aço AISI 8640. O óleo lubrificante foi o mineral de base parafínico, IV 100. Foram variadas as condições de aditivação e de contaminação do óleo lubrificante e foram utilizados dois níveis de carregamento mecânico, determinada pela relação velocidade/carga. O desgaste foi estudado por microscopia óptica e eletrônica de varredura, medição da área afetada pelo desgaste, perfilometria das superfícies desgastadas e análise de óleo. O atrito e o potencial de contato foram monitorados ao longo dos ensaios. Os resultados obtidos mostraram que o desgaste dos corpos metálicos foi sensível ao carregamento mecânico, à aditivação e à contaminação do óleo. Diferenças foram notadas nas morfologias superficiais entre os resultados de desgaste dos ensaios rotativos e oscilatórios. / This work concerns with experimental study of wear and friction responses of lubricated sliding system. Sliding tests were carried out using pin-on-disk wear testing machine for tests with continuous rotating movement, and the pin-on-plate device, for reciprocating tests between specimens. The metallic test coupons were AISI 52100 steel pins and AISI 8640 steel counter-faces. The used lubricant was paraffinic mineral oil, VI 100. The presence of additives and contamination in the lubricant oil were investigated under two mechanical loading levels, determined by the velocity/load relation. The wear was studied by means of optic and scanning electronic microscopes, perfilometry and dimensional analysis of the worn surfaces and oil analysis. The friction and the contact potential were monitored through out the sliding tests. The results showed that the wear of the metallic materials was susceptible to the mechanical loading, the additive and the contamination existence in the oil. It was observed differences among the wear results of the rotating and the reciprocating tests in terms of surface morphologies.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roberto Balarini Junior - Parte 1.pdf: 4732272 bytes, checksum: 0c0798e2e5b19f7834c4ce1d56156d8f (MD5) Previous issue date: 2013-11-27 / Este trabalho é uma investigação tribológica envolvendo o par cerâmico composto por esferas de nitreto de silício (Si3N4) deslizando contra discos de óxido de alumínio (Al2O3) em água. No total, dez ensaios foram conduzidos com a intenção de reproduzir o fenômeno de Ultra Baixo Coeficiente de Atrito (UBCA) em laboratório, o qual é caracterizado pela obtenção de valores de coeficiente de atrito (&#956;) da ordem dos milésimos (&#956; < 0,01) no regime estacionário. Uma vez alcançado os valores de UBCA, o objetivo principal deste trabalho foi o de investigar o período de running-in, através de uma série de análises em relação ao comportamento do coeficiente de atrito durante o regime transitório, incluindo correlações com algumas variáveis, como rugosidade superficial, erros de batimento axial, íons formados durante o deslizamento e desgaste das cerâmicas. Para isto, as curvas de coeficiente de atrito por tempo foram expandidas para intervalos de tempos pré-determinados e o comportamento de &#956; em cada um destes intervalos foi investigado e comparado entre os ensaios realizados, sendo que o caráter oscilatório do coeficiente de atrito foi inserido nas análises do período transitório. Em geral, foi comprovado que maiores valores de rugosidade superficial resultaram em maiores períodos de running-in e que existe uma tendência de aumento de desgaste com o aumento do tempo de transição. Para todos os ensaios, a taxa de desgaste das esferas de Si3N4 foi superior à dos discos de Al2O3. Em adição, através de comparações entre a medida da soma das rugosidades das superfícies desgastadas com a espessura mínima do filme lubrificante, este trabalho confirma a hipótese de que é necessário um regime de lubrificação misto (hidrodinâmico e limítrofe) para a obtenção do regime de UBCA, sendo que, para a eficácia do modo de lubrificação esperado, estima-se que é necessário concentrações de íons de silício (Si) superiores a 1,3 mg/l, aproximadamente. Esta quantidade de íons Si é supostamente a mínima necessária para a formação de uma camada de sílica adequada para conferir a parcela de lubrificação limítrofe necessária para a obtenção do regime de UBCA / This work is a tribological investigation involving the ceramic pair composed by balls of silicon nitride (Si3N4) sliding against disks of aluminum oxide (Al2O3) under water. A total of ten tests were conducted in order to reproduce the phenomenon of Ultra Low Friction Coefficient (ULFC) in laboratory, which is characterized by obtaining values of friction coefficient (&#956;) below of 0,01 in the steady state. Once reached these values, the main objective of this study was to investigate the running-in period by a series of analyses in relation to the behavior of the friction coefficient during the running-in period, including correlations with some variables such as surface roughness, axial parallelism errors, ions formed during the sliding and wear of samples. For this reason, the curves of friction coefficient versus time were expanded for some predetermined intervals and the behavior of &#956; for each one of these intervals was investigated and compared between themselves, and the oscillatory behavior of the friction coefficient was inserted into the analysis of the running-in period. In general, it was concluded that higher values of surface roughness resulted in longer periods of running-in and that there is a trend of increasing wear with increasing time of transition. For all tests, the wear rate of the silicon nitride balls was higher than alumina disks. In addition, by comparing the measure of the sum of the roughness of the worn surfaces with minimum thickness of the lubricant film, the present work confirms the hypothesis that it is necessary a mixed lubrication (hydrodynamic combined with boundary) to obtain the regime of ULFC and for effective lubrication expected mode it is estimated that is required an ions concentration of silicon (Si) higher than 1.3 mg/l approximately. This amount of ions Si is supposed to be the minimum necessary for the formation of a silica layer enable to confer the boundary lubrication participation for obtaining the ULFC

Este trabalho trata de um estudo experimental das respostas de desgaste e de atrito encontradas em um sistema deslizante lubrificado. Para tanto, foram realizados ensaios de deslizamento em um equipamento para ensaios de desgaste, adotando-se o dispositivo pino-contra-disco, para ensaios com movimento relativo rotativo contínuo entre as amostras, e o dispositivo pino-contra-placa, para ensaios com movimento relativo alternado, ou oscilatório, entre as amostras. Os materiais metálicos ensaiados foram pinos de aço AISI 52100 e contra-corpos de aço AISI 8640. O óleo lubrificante foi o mineral de base parafínico, IV 100. Foram variadas as condições de aditivação e de contaminação do óleo lubrificante e foram utilizados dois níveis de carregamento mecânico, determinada pela relação velocidade/carga. O desgaste foi estudado por microscopia óptica e eletrônica de varredura, medição da área afetada pelo desgaste, perfilometria das superfícies desgastadas e análise de óleo. O atrito e o potencial de contato foram monitorados ao longo dos ensaios. Os resultados obtidos mostraram que o desgaste dos corpos metálicos foi sensível ao carregamento mecânico, à aditivação e à contaminação do óleo. Diferenças foram notadas nas morfologias superficiais entre os resultados de desgaste dos ensaios rotativos e oscilatórios. / This work concerns with experimental study of wear and friction responses of lubricated sliding system. Sliding tests were carried out using pin-on-disk wear testing machine for tests with continuous rotating movement, and the pin-on-plate device, for reciprocating tests between specimens. The metallic test coupons were AISI 52100 steel pins and AISI 8640 steel counter-faces. The used lubricant was paraffinic mineral oil, VI 100. The presence of additives and contamination in the lubricant oil were investigated under two mechanical loading levels, determined by the velocity/load relation. The wear was studied by means of optic and scanning electronic microscopes, perfilometry and dimensional analysis of the worn surfaces and oil analysis. The friction and the contact potential were monitored through out the sliding tests. The results showed that the wear of the metallic materials was susceptible to the mechanical loading, the additive and the contamination existence in the oil. It was observed differences among the wear results of the rotating and the reciprocating tests in terms of surface morphologies.

O esmalte dental é o tecido mineralizado mais duro do corpo humano; apesar disto, seu desgaste é um problema muito comum. Este pode estar associado aos processos de envelhecimento, ou ainda, ser encontrado em indivíduos jovens, como consequência de atividades parafuncionais, por exemplo, atrição dental. Este tipo de dano pode resultar em prejuízo da função mastigatória e em diminuição da qualidade de vida. Por isto, o desgaste do esmalte dental tem sido objeto de muitos estudos, embora poucos tenham utilizado conceitos tribológicos. Não foi encontrado nenhum estudo que explorasse o desgaste de esmalte e seus micromecanismos oriundos do deslizamento alternado de incisivo contra incisivo, configuração que mais se aproxima do tribossistema real de atrição. O presente estudo tem por objeto investigar o desgaste e seus mecanismos em pares deslizantes de esmalte incisal (configuração pino-plano), selecionados por seus similares valores de dureza e de tenacidade à fratura, submetidos a diferentes cargas normais e lubrificações do meio. Incisivos bovinos foram ensaiados em deslizamento alternado sob duas cargas normais (8 N e 16 N) e quatro modos de lubrificação: saliva natural; saliva artificial; gel lubrificante oral (Oralbalance!, Biotène); e grupo controle sem lubrificação (seco). Durante os ensaios, foram levantadas as curvas de atrito. O volume desgastado e a rugosidade da superfície foram mensurados via perfilometria 3D. Os micromecanismos de desgaste foram analisados ao microscópio eletrônico de varredura. O aumento da carga normal aplicada resultou em aumento do volume de desgaste para todas as condições. Comparando-se ao grupo sem lubrificação, as salivas (natural e artificial) não reduziram o desgaste, mas a lubrificação com o gel foi efetiva para reduzir tanto o volume de esmalte desgastado como o coeficiente de atrito. A relação entre o valor do parâmetro de rugosidade Sq e o coeficiente de atrito não foi linear, nem entre a rugosidade Sq e o coeficiente de desgaste, para todas as condições. Os micromecanismos de desgaste encontrados foram, em ordem crescente de severidade: desgaste da região interprismática (8 N - gel); propagação de trincas interprismáticas (8 N - seco); reações triboquímicas associadas à ação mecânica (8 N - saliva natural e artificial; 16 N - gel; 16 N - saliva natural e artificial); e desplacamento (16 N - seco). / Enamel is the hardest mineralized tissue in the human body; despite that, the enamel wear is a very common problem. The wear damage can be related to aging processes or also be found in young people as a result of parafunctional activities, for example, dental attrition. This type of damage can result in loss of masticatory function and decreased quality of life. Therefore, the wear of the enamel has been the subject of many studies, although few have used tribological concepts. The wear mechanisms of reciprocating sliding pairs from incisor against incisor have not been reported in the literature, this configuration is the one that is closest to the real tribosystem of attrition. The present study aims to investigate the wear behavior and the related mechanisms in reciprocating sliding pairs of incisal enamel (pin-on-flat configuration), selected for their similar hardness and fracture toughness values, with different applied normal loads and lubrication conditions. Bovine incisors were tested in reciprocating sliding with different applied normal loads (8 N and 16 N) and four lubrication conditions: natural saliva; artificial saliva; oral gel lubricant (Oralbalance!, Biotène); and control group (dry). During tests, the friction curves were recorded. The volume loss and the surface roughness Sq were investigated by 3D profilometry. Wear mechanisms were analyzed by scanning electron microscope. The increase of the normal load resulted in an increased volume loss for all conditions. Comparing to the group without lubrication, the saliva (natural and artificial) did not reduce the volume loss, but the lubricant gel was effective to reduce both the volume loss and the coefficient of friction. The relationship between the value of the roughness Sq and the friction coefficient was not linear, nor between the roughness Sq and the wear coefficient for all conditions. In increasing order of severity, the micromechanisms of wear were: wear at the interrod enamel (8 N - gel); crack propagation in the interrod enamel (8 N - dry); tribochemical reactions associated with mechanical wear (8 N - natural saliva and artificial saliva; 16 N - gel; 16 N - natural saliva and artificial saliva); and flake-like wear (16 N - dry).

Este trabalho estudou o efeito de tratamentos de gume e a interação com a aplicação de mínima quantidade de lubrirrefrigerante (MQL) sobre a integridade superficial da peça e desgaste no fresamento. A necessidade de alta produtividade das industrias aliada a alta eficiência que estas necessitam impulsionam avanços tecnológicos na área da usinagem. Processos de tratamento de gume vem para atender estas necessidades, aumentando a durabilidade e confiabilidade das ferramentas. Por outro lado, a necessidade de economia em fluidos de usinagem, sem perder em desempenho impulsiona a utilização de alternativas como o MQL. Tanto o tratamento de gume quanto a utilização de MQL na usinagem acabam impactando no processo. Estes apresentam ligação com mudanças na qualidade superficial e desgaste, como também em aspectos econômicos do processo. Com estes pontos em vista foram realizados ensaios experimentais utilizando fresas tratadas pelo método de acabamento por arraste e polimento com cerdas abrasivas. Os experimentos também avaliaram a aplicação de MQL com e sem aditivos de extrema pressão. Os ensaios consistiram em gerar superfícies, retratando diferentes estágios de vida da ferramenta. Foram realizadas, nas ferramentas, análises da rugosidade, textura e características dimensionais das ferramentas após os tratamentos. A textura e a rugosidade na seça foram analisadas em diferentes estágios da vida da ferramenta. Por fim, deformações plásticas e dureza por micro endentação no corpo de prova foram medidas para um estágio intermediário da vida da ferramenta. Os resultados apontam que os tratamentos resultam em características distintas na ferramenta. Tanto os tratamentos como a aplicação de MQL apresentaram influência significativa sobre a textura, rugosidade e camada afetada, assim como sobre o desgaste. As ferramentas que passaram pelo polimento apresentaram boa estabilidade quanto utilizadas com MQL, alcançando um comprimento usinado até 20% superior em comparação com as ferramentas originais usinando a seco. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-12-20T12:29:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Charles Antonio Ost.pdf: 5298297 bytes, checksum: 152d7447d3ca8992ccc6b52a890c12bc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-20T12:29:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Charles Antonio Ost.pdf: 5298297 bytes, checksum: 152d7447d3ca8992ccc6b52a890c12bc (MD5) Previous issue date: 2016-12-20 / Bolsa Empresa, BE. / This work studied the effect of edge preparation and its interaction with minimum quantity of lubricant (MQL) application over the surface integrity of the workpiece and wear in milling. The necessity of high productivity of the industry allied with high efficiency that they need drives technological advances in the machining area. Edge preparation processes come to attend those needs, increasing the durability and reliability of the tools. Moreover, the necessity for economy in metalworking fluids, without losing in performance impels the use of alternatives such as MQL. Both the edge preparation and the use of MQL in machining end up impacting the process. These have connection with changes in surface quality and wear, as well as on economic aspects of the process. In regarding of this, experimental tests were conducted by using tools treated with drag finishing and polishing with abrasive brushes. The experiments also evaluated the use of MQL with and without extreme pressure additives. The tests consisted in generating surfaces, picturing different stages of the tools life. Roughness analysis, texture and dimensional measurements of the tools were performed after treatment. Texture and roughness on the workpiece were analyzed at different stages of the tool life. Finally, microhardness and plastic deformation were measured on the workpiece for an intermediate stage of tool life. The results show that the treatments result in different characteristics on the tool. Both treatments as the application of MQL have significant effect on the texture, roughness and affected layer as well as on the wear. The tools that went trough polishing presented good stability when used with MQL, reaching a machining length up to 20% higher in comparison with the original tools in dry milling.

A incorporação de óleos vegetais no desenvolvimento de formulações elastoméricas para bandas de rodagem tem sido umas das alternativas para reduzir o uso de óleos com alto teor de policíclicos aromáticos. Muitas pesquisas propõem a substituição do óleo aromático por óleos vegetais extraídos da palma e da soja, além disso, outros estudos sugerem que óleos vegetais apresentam características reativas capazes de promover a ativação em reações de vulcanização. Neste trabalho, o óleo de soja vegetal foi investigado como lubrificante/plastificante e também como co-ativadores em compostos de borracha natural vulcanizados por enxofre, no estado natural e quimicamente modificados, através da epoxidação do próprio óleo de soja. A caracterização do óleo de soja natural e epoxidado foi realizado através de análise de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear de Próton (RMN-1H). Uma formulação padrão foi utilizada e partir dela outras 5 misturas foram realizadas com o objetivo de substituir o óleo aromático e o ácido esteárico pelas amostras de óleo vegetal, uma amostra branco, sem o sistema de ativação convencional, também foi preparada. As composições foram processadas em misturador fechado, tipo banbury, e após, a homogeneização foi completada em cilindro. As propriedades de cura foram avaliadas em um reômetro de disco oscilatório, e as características não vulcanizadas por um viscosímetro Mooney e um analisador de processamento de borracha (RPA). As propriedades físico-mecânicas foram avaliadas através dos ensaios de dureza, densidade, resistência à tração e ao rasgamento e abrasão, além da densidade de ligações cruzadas. A análise de FTIR confirmou uma estrutura típica de um éster derivado do óleo de soja e o aparecimento de bandas que indicaram a presença de grupos epóxi para o óleos epoxidado. As propriedades físico-mecânicas apresentaram resultados satisfatórios quando o óleo de soja vegetal foi utilizado como lubrificante/plastificante podendo ser um substituto aos óleos aromáticos, garantindo dessa forma, a redução de policíclicos aromáticos. A avaliação da amostra branco indicou a necessidade de ativadores para a reação de vulcanização, visto que apresentou propriedades inferiores quando comparadas ao padrão, provavelmente causado pela formação ineficiente de ligações cruzadas. O efeito do óleo vegetal como co-ativador pode ser verificada, contudo a reação de epoxidação, mesmo promovendo melhor dispersão, prejudicou a formação de ligações cruzadas quando comparado com o padrão, provocando baixas propriedades mecânicas. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-07-05T18:16:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Camila Taliotto Scarton.pdf: 1531491 bytes, checksum: ec1a2d77051e4af354973c90269c47c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-05T18:16:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Camila Taliotto Scarton.pdf: 1531491 bytes, checksum: ec1a2d77051e4af354973c90269c47c5 (MD5) Previous issue date: 2017-07-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / The incorporation of vegetable oils into the development of tread rubber formulation has been one of the alternatives to reduce the use of oil with high contents of aromatic polycyclics. Many studies suggest the substitution of aromatic oil by vegetable oil extracted from palm and soybean, and other studies propose that vegetable oils have reactive characteristics capable of promoting activation in vulcanization reaction. In this work, vegetable soybean oil was investigated as a lubricant / plasticizer and also as co-activators in natural rubber compounds vulcanized by sulfur, in natural state and chemically modified, through the epoxidation of soybean. The characterization of the natural and epoxidized soybean oil was carried out by Fourier Transform Infrared (FTIR) and Nuclear Magnetic Resonance with Protons (1H-NMR) spectroscopy. A standard formulation was used and from the other 5 mixtures were made with aim of replacing the aromatic oil and the stearic acid with the vegetable oil samples, a white sample, without the System was also prepared. The compositions were processed in a closed Banbury mixer and after the homogenization was performed in a cylinder. The curing properties were evaluated on an oscillatory disk rheometer, and the non-vulcanized characteristics by a Mooney viscometer and a rubber processing analyzer (RPA). The physical-mechanical properties were evaluated through the tests of hardness, density, tensile strength and tear and abrasion, as well as crosslink density. FTIR analysis confirmed a typical structure of an ester derived from soybean oil and the appearance of bands indicating the presence of epoxy groups. The physico-mechanical properties presented satisfactory results when the vegetable soybean oil was used as a lubricant / plasticizer and could be a substitute for the aromatic oils, thus guaranteeing the reduction of aromatic polycyclics. The evaluation of the white sample indicated the need for activators for the vulcanization reaction, since it presented inferior properties when compared to the standard, probably caused by the inefficient formation of cross-links. The effect of vegetable oil as a co-activator can be verified, even promoting better dispersion, detrimental has hampered the formation of cross-links when compared to the standard causing low mechanical properties.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A texturização superficial é uma importante ferramenta a ser utilizada na diminuição do atrito em contatos lubrificados, sendo sua eficácia atestada tanto em simulações como experimentalmente. Uma grande barreira para a utilização em escala industrial da texturização superficial e a dificuldade de se encontrar métodos de inserção destes padrões superficiais que combinem rapidez de implementação e baixo custo, tornando assim a técnica mais competitiva. O objetivo deste trabalho é investigar a viabilidade de se inserir texturas superficiais na superfície interna de cilindros automotivos de ferro fundido cinzento, utilizando método de texturização superficial sem mascaramento (MECT), o qual combina baixo custo e elevada velocidade de texturização. Uma vez estabelecidos os parâmetros de texturização do método MECT para o ferro fundido cinzento, foram conduzidos ensaios anel-bloco a fim de comparar os ganhos na redução do atrito e do desgaste de amostras texturizadas quando comparadas a amostras polidas mecanicamente e eletroquimicamente. O MECT se mostrou um método viável, rápido e de baixo custo para texturização de camisas de cilindros automotivos. Nos ensaios anel-bloco as amostras texturizadas superficialmente apresentaram menores coeficiente de atrito e volume desgastado em relação as amostras polidas mecanicamente e eletroquimicamente. / Surface texturing is an important tool to be used for reduction of the friction force in lubricated contacts, being its effectiveness evidenced in simulations and experimentally. A major barrier to use surface texturing in an industrial scale is the difficulty of finding application methods of these surface patterns that combine both high speed and low cost, thus making the surface texturing a more competitive technique. The objective of this work is to investigate the potentiality of inserting surface textures on the inner surface of an automotive cylinder liner made of grey cast iron, using Maskless Electrochemical Texturing Method (MECT), which is a both low cost and high-speed texturing process. Once established the texturing parameters for the method MECT for the grey cast iron, were made Block-on-Ring tests to compare the improvement in reducing friction force and wear of the textured samples in comparison with samples mechanically and electrochemically polished. The method MECT proved to be a viable method for texturing of automotive cylinder liners, being both fast and low cost. In the Block-on-Ring tests, the texturized samples showed lower friction coefficient and wear volume compared to the mechanically and electrochemically polished samples. / Dissertação (Mestrado)

Os discos sustentados por colchão de ar têm encontrado larga aplicação didática. Sua utilização, contudo, esbarra em algumas dificuldades, pois os sistemas convencionais que permitem registrar as trajetórias dos discos e fornecer o gás para sustentá-los tornam difícil e dispendioso o seu emprego. Neste trabalho mostra-se como essas dificuldades podem ser superadas, utilizando idéias diferentes daquelas que vêm sendo seguidas tradicionalmente. Três novos discos sustentados por colchão de ar são estudados. Um deles leva um reservatório de ar consigo e dispõe de um circuito eletrônico acoplado a um sistema eletromecânico que permite registrar fácil e economicamente a trajetória do disco. Os outros dois dispõem de uma bomba de ar solidária a eles e de um sistema eletromecânico semelhante ao do primeiro modelo. Experiências realizadas com as três versões construídas são também apresentadas e analisadas. / There are many applications of air-suspended pucks in physics teaching. However, there are some difficulties in their widespread utilization, particularly in their maintenance and handling, because of the high cost of the conventional systems of recording the trajectories and supplying the gas needed to support the pucks. In this paper we present some new ideas to overcome these difficulties. Three new air-suspended pucks are studied. One of them carries its own supply or air and is equipped with an electronic circuit coupled to an electromechanical system that provides an easy and inexpensive way to record its trajectory. The other two have an air pump fastened to them and use electromechanical system similar to that of the first model. Experiments performed with the three versions that have been constructed are also presented and analyzed.

Em indústria de alimentos são aplicados máquinas e equipamentos para processamento de alimentos, os quais exigem lubrificação para garantir seu pleno estado de funcionamento. Porém o mesmo lubrificante que auxilia o funcionamento do maquinário é considerado um risco potencial de contaminação do produto em suas etapas de processamento, vindo a interferir em sua qualidade. Além deste fator, uma inadequada gestão do processo de lubrificação de máquinas e equipamentos podem gerar eventos de falhas, impactando na disponibilidade e confiabilidade operacional do sistema industrial como todo. O objeto da pesquisa desenvolvida nesta tese de doutorado é o desenvolvimento de um método de seleção de política de lubrificação industrial centrada em confiabilidade voltada especificamente para maquinário empregado na fabricação de alimentos, e visa analisar os eventos de falhas ocorridos no maquinário, os quais relacionados com o processo de lubrificação industrial, bem como, a relação das atividades de lubrificação na geração de foco de potencial risco que propicie perda de qualidade e inocuidade do produto. O método é estruturado na identificação das variáveis envolvidas no processo de lubrificação industrial e análise de seus impactos sobre a geração de eventos de falhas e potencial foco de risco de perda de qualidade e inocuidade do produto, Esta análise visa direcionar a tomada de decisão quanto a estrutura da política de lubrificação industrial adequada a cada ativo industrial instalado na indústria de alimentos. A validação do método de seleção de política de lubrificação centrada em confiabilidade deu-se através da aplicação de sua metodologia em um sistema reparável, uma máquina cobrideira, instalada em uma indústria de alimentos, localizada na região metropolitana de Curitiba. A análise estatística do comportamento da tendência de falhas neste ativo industrial conjuntamente com a análise funcional dos modos de falhas relacionados com o processo de lubrificação industrial, possibilitou estruturar uma política de lubrificação industrial adequada para máquina cobrideira. Esta política de lubrificação contempla ações que resultaram no aumento de produtividade anual da máquina cobrideira em 0,16%, isto significa 280.830 unidades (equivalente a 7,02 toneladas) produzidas a mais no ano de 2014 em relação a 2013, e na melhoria dos indicadores de desempenho de manutenção e disponibilidade operacional da máquina cobrideira. Além disto, a aplicação do método desenvolvido estruturou procedimentos de modo de execução e monitoramento das atividades de lubrificação, os quais visam garantir a qualidade do produto durante as etapas de fabricação conjuntamente com a melhoria de desempenho e produtividade do sistema industrial. / In the food industry, machinery and equipment for food processing are used. They require lubrication to ensure they\'re working properly. However, the same lubricant which assists the operation of the machinery is considered a potential contamination to the product in its processing steps, impacting on their quality. The improper management of the lubrication process of machinery and equipment may lead to fault events, impacting on the availability and operational reliability of the industrial system as a whole. The research object developed in this doctorate thesis shows the development of a selection method of an industrial lubrication policy focused on reliability. Such policy is designed specifically for machinery used in the manufacture of foods. It analyzes the failure events in the machinery due to the lubrication process and. It also analyzes the connection between the lubricating activities and the potential risk of loss product quality and safety. The method is structured to identify the variables involved in the industrial lubrication process and analyzes their impact they have on fault events and potential source of risk of product quality loss. This analysis aims to guide decision-making regarding the structure of the adequate industrial lubrication policy to each industrial asset installed in the food industry. The validation of the lubrication policy selection method focused on reliability occurred through the application of its methodology in a repairable system, a coating machine, installed in a food industry located in the metropolitan region of Curitiba. The statistical analysis of the fault trend behavior in this industrial asset together with the functional analysis of failure modes related to the industrial lubrication process made it possible to structure a suitable policy for the industrial lubrication of the coating machine. This lubrication policy includes actions that resulted in the increase of the annual productivity of the coating machine by 0.16%. It means 280,830 more units (equivalent to 7.02 tons) were produced in 2014 than in 2013. It also improved the maintenance performance indicators and the operational availability of the coating machine. Furthermore, the application of the method structured procedures of execution mode and monitoring of lubrication activities. The aim was to ensure the quality of the product during the manufacturing steps together with the improvement of the performance and productivity of the industrial system.

Foram realizados ensaios tribológicos de deslizamento do par Si3N4-Al2O3, lubrificado com água, na configuração esfera contra disco, sendo a esfera de nitreto de silício e o disco de alumina para investigar a influência da velocidade de deslizamento, da carga aplicada e da temperatura no coeficiente de atrito. As esferas de nitreto de silício e os discos de alumina foram caracterizados determinando-se: densidades, dureza Vickers, módulo de elasticidade e tenacidade à fratura. Os ensaios foram realizados com rugosidade inicial nos discos de Rrms = 352 nm. O regime de ultra baixo coeficiente de atrito (UBCA, &#956; < 0,01) foi atingido após um período de running-in de aproximadamente uma hora e o coeficiente de atrito ficou na faixa de &#956; = 0,008 a &#956; = 0,002. Os resultados mostraram que este sistema deslizante tem características hidrodinâmicas, pois o coeficiente de atrito diminuiu com o aumento da velocidade de deslizamento. Uma variação suave da carga aplicada fez com que o coeficiente de atrito permanecesse no regime de UBCA, com a carga aplicada variando de 54 N até 94 N. Em temperaturas menores ou iguais a 11°C o sistema não atingiu o regime de UBCA e o coeficiente de atrito final ficou da ordem de centésimos. Foi observado o fenômeno de UBCA em temperaturas de 30 e 40°C. No entanto, nestas temperaturas, a baixa viscosidade da água não deveria permitir que o sistema atingisse o regime de UBCA. A análise dos dados possibilitou inferir que durante o regime de UBCA o sistema desliza num regime de lubrificação mista, sendo lubrificação hidrodinâmica, devido ao filme de água, somada a lubrificação limite, devido às camadas hidratadas formadas nas superfícies das cerâmicas. Os resultados mostraram que a temperatura influencia no desgaste das cerâmicas. A determinação do volume desgastado possibilitou observar que durante os ensaios a alumina sofre menos desgaste que o nitreto de silício e que o desgaste de ambas cerâmicas aumenta com o aumento da temperatura. / Tribological tests were conducted in a ball on disk setup, using water as lubricant. Were used a silicon nitride ball and alumina disk. The tests were conducted to investigate the effects of sliding speed, applied load and temperature on friction coefficient. The silicon nitride balls and alumina disks were characterized by determining density, Vickers hardness, elastic modulus and fracture toughness. The tests were conducted with initial roughness on the disk surface of 352 nm. The ultra low friction coefficient regime (ULFC, &#956; < 0.01) was reached after a running-in period of approximately one hour and the friction coefficient remains in the range of &#956; = 0.008 a &#956; = 0.002 during this steady state regime. The results showed that this sliding system has hydrodynamic characteristics, because the friction coefficient decreased with increasing of the sliding speed. With an smooth variation of the applied load the system remained in the ULFC regime, when the applied load varied from 54 N up to 94 N. At temperatures below or equal to 11°C the system did not reach the ULFC regime and the final friction coefficient was the order of hundredths. We observed the ULFC phenomenon at temperatures of 30 and 40°C. However, at these temperatures, the water viscosity is low and should not allow the system to reach the ULFC regime. The data analysis allowed infer that during the ULFC regime the system slides with a mixed lubrication regime, hydrodynamic plus limitrofe, the first due to water film and the second due to the hydrated layer formed on the ceramics surfaces. The results showed a influences of temperature in the ceramics wear. The results of the worn volume allowed to observe that during the tests alumina suffers less wear than the silicon nitride, and the ceramics wear increases with increasing temperature.