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.

Resumo: A operação de retificação cilíndrica interna de precisão tem sido empregada na fabricação de componentes de responsabilidade na indústria metal-mecânica em geral. As modernas retificadoras CNC aprimoraram este processo no que diz respeito ao posicionamento e à rigidez do sistema máquina-peça-ferramenta, possibilitando a obtenção de peças de elevada precisão com baixos valores de tolerâncias dimensionais. Todavia, tem-se observado nos últimos anos uma crescente conscientização quanto à toxidade dos fluidos de corte empregados na lubrificação e refrigeração da peça. Paralelamente, criou-se nos últimos anos uma rígida legislação, visando evitar uma depredação desenfreada do meio ambiente. Diante de tal conjuntura, as indústrias iniciaram uma busca a métodos alternativos de lubri-refrigeração que empregassem menores quantidades. Dentre todas as técnicas existentes à de Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) vem ganhando cada vez mais destaque. Tal técnica pode ser entendida como um elo de ligação entre os métodos de lubri-refrigeração convencional e a usinagem a seco. Pretende-se ainda avaliar o desempenho de um novo bocal de aspersão de fluido de corte, baseando-se no modelo desenvolvido por Webster , adequado a operação de retificação cilíndrica interna. Logo, tem-se neste trabalho, o intuito de associar estas novas tendências por meio do estudo do comportamento da operação de retificação cilíndrica interna de mergulho a alta velocidade no processo de acabamento de um aço endurecido, utilizando-se a técnica de Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL), o modelo otimizado e ainda o modelo convencional.A análise dos dados que servirão para a avaliação dos métodos de lubri-refrigeração empregados será feita por meio dos valores de rugosidade , desvio de circularidade , micro-estrutura e micro-dureza . Espera-se, com este... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Plunge cylindrical grinding has been widely employed in the manufacture of components by the metal and mechanical industry in general. Modern CNC grinding machines improve this process in terms of the positioning and rigidity of the machine-workpiece-tool system, allowing for the fabrication of high precision workpieces with low dimensional deviations. However, over the last few years, increasing awareness has been shown regarding the toxicity of the cutting fluids employed in the lubrication and cooling of the workpiece. Concomitantly, increasingly strict legislation has been passed in recent years, aiming to prevent inrestrained destruction of the environment. This situation has prompted the industry to seek alternative lubrication and cooling methods that use lower quantities of fluids. Among the existing techniques, the Minimum Quantity Lubrication (MQL) method has gained increasing prominence. This technique can be considered a combination of the conventional cooling and dry grinding methods. An evaluation was made of the performance of a new cutting fluid dispersion nozzle, based on Webster's model, suitable for the plunge cylindrical grinding operation. The purpose of this work is to examine these new trends in a study of the behavior of highrotation plunge cylindrical grinding in the finishing operation of hardened steel, using the MQL technique, the optimized nozzle model, and the conventional model. The lubrication and cooling methods employed here are evaluated based on an analysis of the roughness, circularity deviation, microstructure, and microhardness data. The results of this study le to the conclusion that the optimized lubrication and cooling method provide the best results and that the MQL system in cylindrical grinding produced unsatisfactory results, requiring further studies aimed at solving the problems that were identified. / Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Coorientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Jaime Gilberto Duduch / Banca: Olivio Novaski / Banca: Amauri Hassui / Banca: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Doutor

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The subject of elastohydrodynamic lubrication is identified with situations in which elastic deformation plays a significant role in the hydrodynamic lubrication process. To analyze the elastohydrodynamic lubrication (LEH) of elliptical contacts it is necessary to solve simultaneously the Reynolds equation for pressure and the elasticity equation. The greatest shortcoming of this approach is the dependence exponential between the viscosity and the pressure which is, so that the coupled equations system becomes highly nonlinear. The objective of this work is to analyze LEH in elliptical contacts by means of multi grid algorithms (used for modeling and simulating complex dynamic systems) to solve them. / O estudo da Lubrificação Elasto Hidro Dinâmica (LEH) está relacionado às situações onde a deformação elástica dos corpos em contato hidrodinâmico não pode ser desprezada. Para analisar a LEH em contatos elípticos é necessária a solução simultânea da equação de Reynolds para a pressão e da equação da elasticidade. Para a deformação complementa-se esta formulação com a adoção de uma relação exponencial da viscosidade com a pressão, o que torna o sistema de equações acopladas altamente não-linear. O objetivo deste trabalho é o de analisar a LEH em contatos elípticos, resolvendo-a com o auxilio da técnica de Multi Grelha, que é um acelerador de convergência dos sistemas lineares gerados na discretizacão das equações que regem o fenômeno. / Mestre em Engenharia Mecânica

Additive manufacturing is gaining popularity at a rapid rate and has been a resourceful production process to reduce material usage, wastage (scrap) and manufacturing costs for various applications. The project conducted, emphasizes on Thermoplastic Elastomer (TPE SE6300C-65A) material, which is a highly versatile compound, and has the ability to exhibit properties of both rubber (Elastomers) in terms of flexibility and plastic (Polymers) in terms of recyclability. Cost reduction without compromising quality is one of the important factors for industries. The project involves the use of TPE pellets to extrude filaments that could be used for 3D Printing. Filament extrusion involves process variables like Nozzle Temperature, De-humidification of pellets, Diameter of the nozzle, Distance of collection, Cooling and Angle of inclination of the extruder. These process variables are optimized to accomplish the desired quality of filament. The filament produced through extrusion is further used to make products using Fused Deposition Modeling (FDM). FDM also involves numerous process variables like Layer Thickness, Build Orientation, Print Infill, Print Speed etc. In this study, different test specimens, in terms of geometrical shapes are printed from the material, TPE SE6300C-65A and tested in order to understand how the surface features as well as the dimensional accuracy change with different process variables. It is observed that the surface topography produced throughout FDM process is majorly affected by the angle of orientation of the printed part. The main goal of this thesis is to give the reader a better understanding on which process variable, such as layer thickness, temperature and print speed affect the surface roughness of the models and also a comparison between these three variables, highlighting which is more or less affecting. It is also observed the dimensional accuracy of the real specimen deviate from the value input into the CAD software. The results obtained in this study clearly suggest that there is a lot of opportunities for future improvements especially regarding the dimensional accuracy, it is imperative to achieve the highest precision possible in order to have commercial values for the FDM 3D printing.

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.

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. / 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.

Orientador: Marco Lucio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T01:38:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alegre_GuilhermeHenriqueMayer_M.pdf: 18594368 bytes, checksum: a22730b477e886d2870d148716ff563c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Legislações mais severas em relação ao consumo de combustível e a redução na emissão de gases estão fazendo com que os motores de combustão interna operem com pressões de combustão cada vez mais elevadas. Como consequencia destas restrições, os mancais são afetados diretamente. Este trabalho tem como principal objetivo estudar a viabilidade do uso de mancais ativos para o aumento do desempenho dos mancais de motores de combustão interna, principalmente na redução de atrito e desgaste. Um conjunto de simulações numéricas em mancais hidrodinâmicos foi realizada para avaliar a influencia no comportamento do filme de oleo a partir da variação da pressão de injeção de lubrificante e sua posição angular em relação ao mancal. Um segundo conjunto de simulações avaliou a influencia no comportamento do filme de oleo de uma descontinuidade e sua posição angular. Essa descontinuidade pode ser considerada um perfilamento na superficie do alojamento do mancal. Uma terceira e quarta series de simulações avaliaram a influencia da magnitude do carregamento e o seu modo, dinamico ou estatico, no comportamento do filme de oleo de mancais com descontinuidade em seu alojamento. Por fim, a partir dos dados gerados nas simulações e nos princípios sobre mancais ativos, foi possível avaliar a viabilidade técnica do uso destes tipos de mancais em motores de combustão interna, propondo-se uma configuração básica de um novo mancal ativo. / Abstract: Severe legislative requirements on fuel consumption and reduction of exhaust emissions require that the internal combustion engines operate with higher combustion pressures. As a result of these restrictions, the bearings are directly affected. The main objective of this work is the feasibility study on using active bearings to increase the performance of internal combustion engines bearings, primarily to reduce friction and wear. Numerical simulations of a hydrodynamic bearing were performed to evaluate the behavior of the oil film due to the variation of the oil pressure injection and its angular position in relation to the bearing. A second set of simulations evaluated the behavior of the oil film due to a discontinuity on the bearing shell and its angular position. This discontinuity can be considered a profile on the bearing shell surface. A third and fourth series of simulations evaluated the behavior of the oil film on a bearing shell with discontinuity, influenced by the magnitude of the load and its dynamic or static mode. Finally, from the data generated in simulations and on active bearing principles, it was possible to evaluate the technical feasibility of using these types of bearings in internal combustion engines. A basic configuration for a new active bearing was proposed. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

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).

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Cesar Benedito Batistella, Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T13:19:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 QuinteroPerez_HendersonIvan_D.pdf: 4930705 bytes, checksum: 6c2a9837f37fde815f53e580b02df9cc (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O desenvolvimento de biolubrificantes vem sendo estimulado na indústria e na pesquisa, visando diminuir os danos ambientais causados por vazamentos inevitáveis em equipamentos ou motores com utilização principalmente na agricultura e sistemas náuticos. Os biolubrificantes, derivados de óleos vegetais são produtos de grande interesse pela sua elevada biodegradabilidade, além de serem provenientes de fontes renováveis e abundantes na natureza. Atualmente, no Brasil, vem sendo utilizado o óleo de mamona como matéria prima base na síntese de biolubrificantes por ser um produto com valor comercial aceitável e ser abundante na região do nordeste do país e por ter viscosidade e lubricidade adequada para seu uso em lubrificantes sintéticos. No entanto, o óleo de mamona apresenta algumas desvantagens de ordem técnica para a produção de ésteres biolubrificantes pela dificuldade na purificação do próprio éster e na separação dos co-produtos, especialmente quando a reação de transesterificação é feita via catálise alcalina. Visando contornar esses problemas, neste trabalho foram desenvolvidas e avaliadas metodologias de purificação via destilação molecular de filme descendente de um éster biolubrificante produzido por transesterificação do óleo de mamona e álcool isoamílico. Por meio da análise estatística da influência das variáveis operacionais do processo de purificação do biolubrificante foi identificado que é possível obter uma corrente de destilado com teor de éster acima de 97% e um rendimento de éster no destilado de 92% pode ser atingido usando-se temperatura do evaporador de 185°C, temperatura do condensador em 60°C e vazão de alimentação de 10,8 mL/min, quando o processo de separação foi precedido de um primeiro estágio de destilação a vácuo para isolar os componentes mais voláteis. O biolubrificante obtido apresentou valores adequados de viscosidade e índice de viscosidade além de valores do ponto de fulgor e ponto de fluidez promissores para usos em formulas lubrificantes ou como fluido hidráulico. Uma modelagem fenomenológica simplificada do processo de destilação molecular foi implementada no modulo Aspen Custom Modeler (ACM) do software Aspen Tech® versão 7.3, e simulações do processo de purificação de biolubrificantes com análises de sensibilidade das variáveis operacionais foram desenvolvidas para avaliar o rendimento do processo e a pureza do biolubrificante / Abstract: The development of biolubrificants has been stimulated in both industrial and academic environments, aiming to reduce the environmental damage caused by inevitable leakage of mineral lubricating oils in equipment or engines, principally used in agriculture and nautical systems. The biolubrificants derived from vegetable oils are products of great interest for their high biodegradability, and because they are from renewable resources and abundant in nature. Currently, in Brazil, castor oil has been used as raw material in biolubrificant synthesis, as it is a product with acceptable commercial value, abundant in the northeastern region of the country and with adequate viscosity and lubricity for use in synthetic lubricants. However, castor oil has some technical drawbacks for biolubrificant production, such as the difficulty in the ester and co-products separation and purification, especially when the transesterification reaction is done by alkaline catalysts. In order to solve these problems, in this work, purification methodologies through falling film molecular distillation of an ester biolubrificant produced by transesterification reaction of castor oil and isoamyl alcohol were developed and evaluated. Through statistical analysis of the biolubrificant purification process, it was observed that is possible to obtain an distillate stream containing ester above 97% m/m and distillate ester yield of 92% can be achieved using evaporator temperature of 185°C, condenser temperature of 60°C and flow rate of 10,8 mL / min, when the separation process was preceded by a first stage of vacuum distillation for isolate of the most volatile compounds. The obtained biolubrificant showed to have suitable values of viscosity and viscosity index and also the values of flash point and pour point were promising for use in formulate lubricants or hydraulic fluid. Simplified phenomenological modeling of molecular distillation process was implemented in the Aspen Custom Modeler (ACM) from Aspen Tech® 7.3 software and simulations of the molecular distillation process with sensitivity analyses of the operating variables were developed to evaluate the process yield and the biolubrificant purity / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química