Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-11Bitstream added on 2015-03-03T12:07:25Z : No. of bitstreams: 1 000806271.pdf: 1523040 bytes, checksum: d3e9dfa1a844d8df5e57c99e224bda33 (MD5) / As técnicas de lubri-refrigeração, Convencional e Mínima Quantidade de Lubrificante - MQL, foram analisadas e o particionamento de energia na região de contato foram determinadas para o processo de retificação plana de uma peça de aço ABNT 1020 com um rebolo convencional de Óxido de Alumínio (Al2O3), para diferentes profundidades de retificação. Para isso foi desenvolvido um modelo térmico obtido pela equação da difusão de calor bidimensional transiente com as suas condições de contorno, a equação resultante foi dicretizada pelo método dos Volumes Finitos, com formulação, implícita no tempo devido ao fato desta técnica não apresentar limitação quanto à escolha do intervalo de tempo. O sistema de equação resultante foi resolvido pelo método das Relaxações Sucessivas (Sucessives Over Relaxation). A técnica de transferência de calor reversa da Seção Àurea foi aplicada para estimar o fluxo de calor que entra na peça pela interface peça/rebolo. As temperaturas geradas pelo modelo térmico foram comparadas com as temperaturas experimentais medidas por um termoar tipo K localizado a uma determinada distância da superfície de retificação. As técnicas de lubri-refrigeração foram comparadas mostrando que para o método de lubri-refrigeração MQL em relação ao Convencional , o fluxo de calor que entra na peça foi 43% maior para a profundidade de retificação de 30um, 137% para 45um e 184% para 60um, enquanto que o calor removido pelo fluido de corte na lubri-refrigeração MQL representa 2,62% para 30um, 4,35 para 45um e 5,21% para 60um em relação ao Convencional / Techniques for lubrification and cooling. Conventional and Minimum Quantify Lubrificant - MQL, were determined for the process of grinding a plane workpiece of steel SAE 1020 with a conventional grinding Aluminum Oxide (Al2O3), for different depths of rectification. For that obtained by a thermal model of transient two-dimensional heat diffusion with its boundary conditions, the equation resulting equation was discretized by the Finite Volume Method with implicit formulation in time was developed due to the fact that this techique does not introduce restriction on the choise time interval. The resulting system of equations was solved by the method of SOR (Successives Over Relaxation). The technique of reverse transfer of heat from the Golden Section was applied to estimate the flow of theat that enters the part number for the workpiece/wheel interface. The temperature generated by the thermal model were compared with measurements by a K-type thermocouple located at a given distance from the surface grinding experimental temperatures. The lubrification and cooling techniques were compared showing that for the method of lubrification and cooling compared to conventional MQL, the heat flux entering the number was 43% higher for the grinding depth of30um, 137% to 45um and to 184% for 60um, while the heat removed by the cutting fluid in the lubrification and cooling MQL is 2.62% to 30um, 45um 4.35% to 5.21% for 60 um of the Conventional

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Co-orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Carlos Alberto Soufen / Banca: Rodolfo Libard / Resumo: O uso do material cerâmico avançado na engenharia moderna têm sido essencial, principalmente nas áreas aeroespacial, biomédica, eletrônica, ótica e automotiva. As principais razões pela sua utilização provêm de sua composição inorgânica e não metálica que oferece grande resistência ao desgaste, assim como resistência em altas temperaturas, baixa densidade e propriedades eletromagnéticas diferenciadas. Pesquisas recentes mostraram que o processo de retificação é o mais apropriado para que se obtenham superfícies de baixa rugosidade com viabilidade financeira para materiais cerâmicos. Ao se retificar estes materiais, há a necessidade de utilização de grande quantidade de fluido de corte e grandes gastos na aquisição de novas ferramentas. A utilização destes fluidos em grandes quantidades tem se tornado um problema para a indústria mecânica atual, devido à preocupação mundial ao que se diz respeito à preservação do meio ambiente e saúde dos trabalhadores, por se tratar de substâncias tóxicas. Referente a esses estudos, surge uma metodologia denominada mínima quantidade de lubrificante (MQL), uma técnica que procura reduzir substancialmente a quantidade de fluido de corte utilizada no processo de retificação e melhora seu desempenho em comparação ao processo convencional de aplicação de fluido. Assim, a pesquisa analisou o comportamento da retificação de cerâmica juntamente com a técnica de mínima quantidade de lubrificante com adição de água utilizando rebolo diamantado com ligante resino cerâmico/metálico, obtendo resultados em relação à utilização do método de MQL com adição de água. O rebolo utilizado sofreu pouco desgaste em todos os métodos de lubri-refrigeração pesquisados, mostrando assim ser um rebolo ideal para a retificação de cerâmica avançada. Em usinagens mais severas (avanço de 0,75 mm/min) a utilização de MQL com diluição em água apresenta rugosidade... / Abstract: The use of advanced ceramic materils in modern engineering have been essential, especially in aerospace, biomedical, electronics, optical and automotive industries. The main reasons for their use are derived from a non-metallic and inorganic composition that offers greater wear resistance as well as high temperature strength, low density and differentiated electromagnetic properties. Recent research has shown that the grinding process is the most appropriate in order to obtain surfaces with low roughness finacial viability for ceramic materials. When rectify these materials, there is the need to use large amounts of cutting fluid and large expenditures in retooling. The use of these fluids in large quantities has become a problem for the machanical industry today, due to the worldwide concern with regard to the preservation of the environment and workers' health, because it is toxic. Referring to these studies, there is a method called minimum quantify of lubricant (MQL), a technique that seeks to substatially reduce the amount of cutting fluid used in the grinding process and improves performance compared to the conventional process fluid application. Thus, the research analyzed the behavior of advanced ceramic grinding along with the technique of minimum quantify lubrificant with added water using metal bond diamond wheel, obtaining important results regarding the use of the method of MQL with added water. The grinding wheel used suffered little wear on all methods of lubrification and cooling surveyed, thus showing to ben an ideal wheel for grinding of advanced ceramics. In more severe machining operations (feed 0.75 mm/ min) using MQL dilution with water roughness features very close to the conventional method. Therefore the application of MQL with water emulsion was feasible in some machining conditions, and can thus obtain large cost savings when applied on a large scale / Mestre

Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Carlos Elias da Silva Junior / Resumo: A correção de irregularidades nas superfícies de peças metálicas pode ser realizada mediante a usinagem por abrasão, na qual, torna-se indispensável, tanto a refrigeração da superfície usinada, quanto a lubrificação no contato da ferramenta (rebolo) com a peça, visando a uma melhor qualidade final para o produto. Para tanto, deve-se buscar métodos que quando comparados aos processos de usinagem que utilizam o sistema convencional de lubri-refrigeração (fluido abundante), apresentem melhores resultados quanto à qualidade das peças, resalizando as principais funções existentes da refrigeração, lubrificação e limpeza dos cavacos da zona de corte. Um dos métodos é a Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL), que utiliza baixo fluxo de óleo a elevada pressão, diminuindo, pois, os resíduos finais do processo. Também existe outro método que consiste em adicionar água ao sistema de MQL, diminuindo ainda mais o volume de óleo no fluido de corte. Desse modo, esta dissertação apresenta como alternativa ao método convencional de lubri-refrigeração, a ténica MQL, em suas condições puro e com adição de água. Para as quais, por meio dos resultados obtidos experimentalmente no processo de retificação cilíndrica externa, foi avaliada a eficiência desses métodos em comparação ao método convencional, verificando dessa forma as melhorias nos resultados finais. Os testes foram realizados com o aço ABNT 52100 revenido e temperado. A ferramenta utilizada foi o rebolo de óxido de alumínio com ligante verificado, que apresenta elevada dureza, porém reduzida friabilidade; o qual é indicado para retificação cilíndrica de aços e suas ligas. Foram analisadas e avaliadas as seguintes variáveis de saída do processo de retificação: rugosidade, circularidade, desgaste diametral do rebolo, potência de corte, emissão acústica, microestrutura e microdureza. Os resultados obtidos, revelam que o menor desgaste... / Abstract: The correlation of irregularities on the surfaces of metal workpieces can be carried out through the machining by abrasion, in which is necessary, both the cooling of the machined surface, and the lubrification in contact of the tool (grinding wheel) with the workpiece, obtaining a better final quality of the product. Thereby, we must seek methods that, when compared to the machining processes that use the conventional system of lubrification-cooling (abundant fluid), show better results in terms of quality of the workpieces, performing the main existing functions of cooling, lubrification and cleaning of the chips of the cutting zone. One of the methods is the Minimum Quantity Lubrificant (MQL), which users low oil flow to high pressure, reducing then the final waste of the process. There is also another method consisting in adding water to the MQL system, further decreasing the volume of oil in the cutting fluid. Thus, this work presents as an alternative to the conventional method of lubrification-cooling, the MQL technique, in its pure conditions and with water addition. To which, through the expermentally obtained results in the external cylindrical grinding process, the efficiency of these methods when compared to the conventional method was evaluated, verifying the improvements in the final results. The tests were performed with the steel quenched and tempered ABNT 52100. The tool used was the grinding wheel of aluminum oxide with vitrified binder, which presents high hardness, but low fiability; which is suitable for cylindrical grinding of steels and alloys. The following output variables of the grinding process were analyzed and evaluated: roughness, roundess, diametrical wear of the grinding wheel, cutting power, acustic emission, microstructure and microhardness. The obtained results show that the smaller diametrical wear of the grinding wheel occurred in the application of the conventional method of lubrification-cooling, and... / Mestre

O atual cenário competitivo do mercado siderúrgico exige que os custos industriais sejam minimizados ao máximo a fim de garantir o retorno aos acionistas e, em última análise, até mesmo a sobrevivência das companhias em certos mercados. Neste contexto, o homem de manutenção passa a exercer papel fundamental no sentido de trabalhar para evitar perdas, sejam por paradas inesperadas de produção ou por estratégias incorretas de manutenção, buscando conhecer melhor seus equipamentos e introduzir melhorias no projeto de forma a reduzir custos de manutenção e aumentar sua confiabilidade. Este trabalho tem o objetivo de fazer um estudo teórico-prático com a finalidade de conhecer os mecanismos de desgaste envolvidos na interface roda-trilho de pontes rolantes utilizadas em siderurgia a fim de se implementar melhorias no projeto destas rodas e estender a sua vida útil, reduzindo assim custos de manutenção e os prejuízos causado por interrupções não programadas de produção. Inicialmente, é feita uma revisão bibliográfica sobre o tema, sobretudo quanto ao desgaste mecânico e a interface roda-trilho. Como um típico sistema de desgaste mecânico, a abordagem foi feita analisando a influência das condições de superfície, de material e geometria. Com a condição de material fixada (roda e trilho), definiu-se analisar experimentalmente a influência da condição de lubrificação e da geometria das rodas, produzindo ao todo quatro experimentos. As rodas foram dimensionadas e colocadas em operação sob as mesmas condições e o seu desgaste foi monitorado na mesma base de tempo. Os resultados apontaram que a lubrificação exerce influência predominante na vida da roda, estendendo consistentemente sua vida útil, enquanto que a alteração de geometria exerce influência secundária, porém ainda com alguma contribuição. / The current competitive steel market requires that manufacturing costs are minimized to the maximum to ensure the return to shareholders and, ultimately, even the survival of companies in certain markets. In this context, the maintenance man begins to exercise its role in order to work to avoid losses, whether by unexpected production stoppages or incorrect maintenance strategies, seeking to better understand their equipment and make improvements in design to reduce maintenance costs and increase its reliability. This work aims to make a theoretical study and a practical evaluation in order to understand the wear mechanisms involved in the wheel-rail interface of overhead cranes used in the steel making industry in order to implement improvements in the design of these wheels with a view of extending life and reduce maintenance costs as well as losses due to unscheduled production interruptions. We begin with a literature review on the subject, focusing on the mechanical wear and wheel-rail interface. As a typical system of mechanical wear, the approach was made by analyzing the influence of surface conditions, material and geometry. With the condition of fixed material (wheel and rail), it was decided to analyze experimentally the influence of the lubrication condition and geometry of the wheels, producing a total of four experiments. The wheels were measured and made to operate under the same conditions and wear was monitored at the same time base. The results indicated that lubrication has a predominant influence in the life of the wheels, consistently extending its useful life, while the change in geometry influences secondary, but still with some contribution.

Neste trabalho foram conduzidos experimentos de laboratório no intuito de avaliar o efeito da textura superficial no desempenho de óleos lubrificantes aditivados e não aditivados. Os materiais envolvidos nos ensaios são referentes a materiais de anel e camisa de motores de combustão interna e as condições de superfície envolveram processamentos de lixamento e retífica, bem como texturização de microcavidades a laser. Os ensaios foram do tipo alternado, com regime limítrofe de lubrificação. Inicialmente foram feitas análises sobre a metodologia utilizada para o cálculo do coeficiente de atrito em ensaios alternados, mostrando que os valores fornecidos diretamente pelo equipamento (aqui chamados de coeficiente de atrito pico a pico) não foram efetivos para este estudo, pois apresentam alta dispersão entre as réplicas dos ensaios e não é representativo em termos de eficiência do tribossistema. Foram geradas microcavidades nas superfícies de alguns blocos de ferro-fundido mediante texturização a laser. Esta texturização gerou rebarbas que foram retiradas por um processo de lixamento. Com isso, uma parte dos resultados avaliou o efeito do lixamento nos parâmetros de rugosidade, no entanto que o processo acaba por aumentar os valores de raio de aspereza e reduzir a altura média dos picos. Por fim, ensaios com óleo sem aditivo tiveram formação de óxido em todas as condições de superfície, com pouca variação do coeficiente de atrito. Já nos ensaios com óleo aditivado, os resultados mostraram pouca influência das microcavidades e maior contribuição das características de picos (raio e altura) na formação de tribofilmes redutores de atrito (neste caso MoS2). / This work was conducted by experimental tests in order to evaluate the effect of surface texture on fully formulated oil and base-oil performance. In these tests, the materials were related to the piston ring and cylinder, in which surfaces were sanded, grounded and textured by laser. In addition, the tests were carried out by reciprocating movement and boundary conditions. A coefficient of friction study in reciprocating tests was performed, showing that peak-to-peak methodology does not represent properly the tribosystem efficiency. Burr was generated around the dimples (made by laser surface texturing), in which were removed by sanded process. The results showed that sanded process increased the peak radius and decreased the peak height. The results considering the base oil showed oxide formation on the surface in all the cases, occurring low variation of friction coefficient in the system. On the other hand, in the fully formulated oil results, the dimples had no influence on MoS2 formation; however, it was possible to see a strong relation with the radius and average height of the asperities.

O atual cenário competitivo do mercado siderúrgico exige que os custos industriais sejam minimizados ao máximo a fim de garantir o retorno aos acionistas e, em última análise, até mesmo a sobrevivência das companhias em certos mercados. Neste contexto, o homem de manutenção passa a exercer papel fundamental no sentido de trabalhar para evitar perdas, sejam por paradas inesperadas de produção ou por estratégias incorretas de manutenção, buscando conhecer melhor seus equipamentos e introduzir melhorias no projeto de forma a reduzir custos de manutenção e aumentar sua confiabilidade. Este trabalho tem o objetivo de fazer um estudo teórico-prático com a finalidade de conhecer os mecanismos de desgaste envolvidos na interface roda-trilho de pontes rolantes utilizadas em siderurgia a fim de se implementar melhorias no projeto destas rodas e estender a sua vida útil, reduzindo assim custos de manutenção e os prejuízos causado por interrupções não programadas de produção. Inicialmente, é feita uma revisão bibliográfica sobre o tema, sobretudo quanto ao desgaste mecânico e a interface roda-trilho. Como um típico sistema de desgaste mecânico, a abordagem foi feita analisando a influência das condições de superfície, de material e geometria. Com a condição de material fixada (roda e trilho), definiu-se analisar experimentalmente a influência da condição de lubrificação e da geometria das rodas, produzindo ao todo quatro experimentos. As rodas foram dimensionadas e colocadas em operação sob as mesmas condições e o seu desgaste foi monitorado na mesma base de tempo. Os resultados apontaram que a lubrificação exerce influência predominante na vida da roda, estendendo consistentemente sua vida útil, enquanto que a alteração de geometria exerce influência secundária, porém ainda com alguma contribuição. / The current competitive steel market requires that manufacturing costs are minimized to the maximum to ensure the return to shareholders and, ultimately, even the survival of companies in certain markets. In this context, the maintenance man begins to exercise its role in order to work to avoid losses, whether by unexpected production stoppages or incorrect maintenance strategies, seeking to better understand their equipment and make improvements in design to reduce maintenance costs and increase its reliability. This work aims to make a theoretical study and a practical evaluation in order to understand the wear mechanisms involved in the wheel-rail interface of overhead cranes used in the steel making industry in order to implement improvements in the design of these wheels with a view of extending life and reduce maintenance costs as well as losses due to unscheduled production interruptions. We begin with a literature review on the subject, focusing on the mechanical wear and wheel-rail interface. As a typical system of mechanical wear, the approach was made by analyzing the influence of surface conditions, material and geometry. With the condition of fixed material (wheel and rail), it was decided to analyze experimentally the influence of the lubrication condition and geometry of the wheels, producing a total of four experiments. The wheels were measured and made to operate under the same conditions and wear was monitored at the same time base. The results indicated that lubrication has a predominant influence in the life of the wheels, consistently extending its useful life, while the change in geometry influences secondary, but still with some contribution.

Orientador: Kátia Lucchesi Cavalca Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:50:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_DiogoStuani_M.pdf: 4752857 bytes, checksum: 6027628d11d6b6a8db09521349fd47b8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os mancais lubrificados hidrodinamicamente estão presentes em muitas aplicações modernas, especialmente em maquinas rotativas que necessitam de operações mais precisas. Nestes casos, a lubrificação é essencial para a máquina, pois, diminui o atrito entre as peças internas e previne o contato metal-metal, além de agir como elemento de vinculo dinâmico para as pistas do mancal. Devido ao cisalhamento do lubrificante durante a operação, tem-se o aquecimento do fluido e com isso uma modificação nas condições de lubrificação, já que a viscosidade, parâmetro que caracteriza as particularidades do escoamento, diminui com o aumento da temperatura. A diminuição da viscosidade causa diminuição do atrito viscoso, o que acarreta em diminuição da capacidade de carga, gerando efeitos negativos nos coeficientes equivalentes e sendo possível, em alguns casos, a observação de contato direto entre as partes metálicas. Sendo assim, o estudo do atrito e das condições de lubrificação durante a operação de máquinas é de extrema importância em problemas como manutenção, durabilidade e confiabilidade de máquinas. Utilizando o método das diferenças finitas, é possível resolver simultaneamente as equações de Reynolds e da energia, que são responsáveis pelas distribuições de pressão e temperatura, respectivamente. Com isso, é possível analisar as diferenças de pressão, disposição do eixo no interior do mancal e coeficientes equivalentes de rigidez e amortecimento, de um modelo em que se usa viscosidade variante com a temperatura (termohidrodinâmico) e de um modelo que não apresenta esse fenômeno (isotérmico). Finalmente, utilizando um software de dinâmica de rotores, foi obtida a resposta dinâmica de um sistema mancal-rotor para turbocompressores / Abstract: The hydrodynamic lubricated bearings are present in modern applications, especially in rotational machines that need precisely operations. In those cases, the lubrication is essential for the machine, because it reduces the wear between the internal parts and prevents the metallic contact, and also, acts like an element of dynamic link for the bearing. Due to the lubricant shear, the fluid heats up and modifications on the lubrication conditions occurs, since the viscosity, parameter that characterize the flow, decreases with the increase of the temperature. The decrease of visco ity causes a decrease in the viscous friction, which entails in a decrease of the load sustaining capacity, negative effects in the equivalent coefficients and possible observation of metallic contact. So, the study of friction and lubrication conditions during the machine operation is extremely important on maintenance, durability and reliability of machines. Using the finite difference method it is possible to solve, simultaneously, the Reynolds and the energy equations that are responsible for the pressure and temperature distribution, respectively. Therewith, it is possible to analyze the differences in pressure, shaft position in the bearing and equivalent stiffness and damping coefficients, for a model that uses changes in viscosity with the temperature (thermohydrodynamic) and for a model that does not take it in account (isothermal). Finally, using a rotordynamic software (ROTORTEST), the dynamic response of a turbocharger bearing-rotor system was obtained and analyzed / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Sergio Tonini Button / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:38:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_FredericoOzanan_D.pdf: 8879577 bytes, checksum: 2f2f7a4f466c3804a9c562a96d482129 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Elementos tubulares que apresentem tensões residuais compressivas na parede interna poderiam vir a ser utilizados como componentes mecânicos resistentes à tensões cíclicas de torção e flexão. Este trabalho tem por objetivo propor um conjunto de ferramentas que induzam tais tensões residuais compressivas na parede interna dos tubos trefilados de Aço Inox ABNT 304, simultaneamente, reduzindo o esforço de trefilação necessário e, também propõe métodos indiretos para a determinação destas tensões residuais, uma vez que o método convencional de medição por difração de raios-x exige uma superfície plana para sua execução. Para a execução deste trabalho foram feitas simulações da trefilação de tubos através de modelos criados por meio de métodos analíticos e do Método dos Elementos Finitos. Ensaios experimentais da trefilação de tubos com plugs fixos onde se variou o lubrificante, a velocidade de trefilação e o tipo de lubrificação também foram executados. Os resultados obtidos nos ensaios experimentais foram comparados aos obtidos nas simulações para validar aqueles modelos. Estes resultados mostraram que se pode empregar o método proposto para a determinação das tensões residuais e que o conjunto de ferramentas empregado foi eficiente na redução da força de trefilação e na indução de tensões residuais compressivas na parede interna dos tubos trefilados / Abstract: Tubular components that present compressive residual stresses in their inner surface can be used as mechanical parts to improve their resistance to torsion and bending cyc1ic stresses. The main objective of this work is to design a cold drawing tool set to generate these compressive residual stresses within ABNT 304 stainless steel tubes, and concurrent1y reduce the drawing loads. This work also presents an indirect experimental procedure to determine these residual stresses, since the conventional x-ray diffraction method used to measure these stresses demands a planar surface. Tube drawing was simulated by analytical methods and by the finite element method. Experimental tests with the tube drawing tool set were also carried out with fixed plugs to analyze the influence of the lubricant, drawing speed and lubrication regimes on the drawing load. Experimental results were compared to numerica1 results to validate these models and to define the best drawing conditions. These results showed that the x-ray diffraction method used in this work is reliable to determine the residual stresses. It was also shown that the tube drawing tool set was efficient to reduce the drawing load and to generate compressive residual stresses in the inner surface of the drawn tubes / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-14T16:47:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nonato_Fabio_M.pdf: 2576321 bytes, checksum: 620be5d1e8be22816a88e01fd2596425 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Com a necessidade da diminuição do tempo de projeto, a utilização de modelos computacionais para simulação de componentes mecânicos se torna rota obrigatória para se evitar excessivos testes físicos. Com base nesta premissa, se torna necessário estudar a dinâmica de componentes anteriormente considerados rígidos, como mancais de elementos rolantes, e assim conhecer sua influência sobre o sistema completo. Assim, utilizando um modelo por diferenças finitas em múltiplos níveis, foi avaliada a condição de lubrificação no contato em rolamentos sujeitos a lubrificação Elastohidrodinâmica (EHD) transiente. Desta forma foi possível caracterizar dinamicamente o contato, aproximando o filme de óleo a um conjunto de mola e amortecedor não lineares. Portanto introduz-se um elo flexível ao mancal, possibilitando a sua análise dinâmica como parte do sistema. / Abstract: With the need of time reduction on mechanical projects, the use of computational models for the analysis of mechanical components becomes mandatory in order to avoid excessive physical tests. Based on this assumption, is necessary to study the dynamic of previously assumed rigid components, as the rolling elements bearings, and thus knowing its influence on the complete system. Utilizing a multi-level finite difference method, the lubrication condition on the contact in bearings under Elastohydrodynamic (EHD) transient lubrication was evaluated. Therefore the dynamic characterization of the contact was possible, adjusting the oil film to a nonlinear spring-damper set. Hence a flexible joint is introduced in the bearing, making it possible its dynamic analyses as part of the system. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:02:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tsuha_NataliaAkemiHoshikawa_M.pdf: 4686995 bytes, checksum: aeef3d6d2e979e94d873690470d3d153 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Mecanismos camos-seguidores são extremamente importantes em equipamentos modernos, amplamente utilizados em motores de combustão interna e máquinas que exigem movimentos complexos com repetibilidade e confiabilidade. O camo é um corpo sólido e seu perfil em conjunto com o tipo do seguidor define um movimento que pode ser muito difícil, ou mesmo impossível, de reproduzir com outros mecanismos. O projeto do par camo-seguidor envolve muitas variáveis a serem consideradas. Para um deslocamento desejado, fatores, como tensão e desgaste superficial, devem ser minimizados. Para isso, é importante estudar as características do filme de óleo no contato, já que esse reduz o atrito entre o camo e o seguidor. Portanto, o objetivo desta dissertação é analisar o mecanismo desde a sua cinemática, desenho do perfil, curva de força, até a determinação das condições de lubrificação (distribuição de pressão e espessura de filme). O tipo de lubrificação mais comum em camos é a elastohidrodinâmica (EHD), a qual considera tanto a dinâmica do filme de óleo quanto a deformação no contato gerada devido às grandes pressões no lubrificante. Como as equações do modelo EHD não são lineares, foram aplicados métodos numéricos com malha cuja discretização é variável ¿ Métodos Multiníveis (Multigrid e Integração Múltipla Multiníveis ¿ MLMI). A principal dificuldade de estudar lubrificação em camos é decorrente da alteração dos parâmetros do equacionamento durante sua rotação. O raio de curvatura, a velocidade tangencial ao contato e a força são variáveis durante o ciclo e tanto dependem da modelagem dinâmica do mecanismo quanto estão relacionados a sua velocidade de rotação. Para este trabalho, foram comparadas as condições de lubrificação EHD durante um ciclo de operação do camo para os seguidores de face plana e de rolete, ambos em movimento de translação, e a duas velocidades de rotação distintas do camo / Abstract: Cam-follower mechanisms are extremely important in modern equipments, widely used in automotive engines and machinery that requires complex motion with repeatability and reliability. A cam is a solid body and its shape in conjunction of follower¿s type defines a movement that can be too difficult or even impossible to reproduce with others mechanisms. The project of cam-follower pair involves many variables to consider. For a desired displacement, factors such as tension and surface wear must be minimized. Thus, it is important to study the oil film characteristics in the contact, since it reduces friction between the cam and the follower. Therefore, the objective of this dissertation is to analyze the mechanism starting from its kinematics, profile design, force curve, until the determination of the lubrication conditions (pressure distribution and film thickness). The most common type of lubrication in cams is the elastohydrodynamic (EHD), which considers both the dynamics of the oil film and the contact deformation created due to high pressures in the lubricant. Due to the nonlinearity of the equations of the EHD model, numerical methods are necessary with variable mesh discretization ¿ Multilevel Methods (Multigrid and Multilevel Multi-Integration ¿ MLMI). The main difficulty of studying lubrication in cams results from the change of the equation parameters along its rotation. The radius of curvature, the contact tangential velocity and the force are variable over the cycle and depend on the dynamic modeling of the mechanism and the rotation speed. For this work, the EHD lubrication conditions were compared over the operating cam cycle for the flat faced and the offset roller followers, both in translation motion, and in two different rotation speeds of the cam / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestra em Engenharia Mecânica