Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T22:28:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 109886.pdf: 11911337 bytes, checksum: 8e0b190ba391d40729171f2818368f19 (MD5) Previous issue date: 1997 / As buchas autolubrificantes começaram a ser fabricadas no início deste século e, desde a década de 20, são um dos tipos de produto mais produzidos pela técnica de metalurgia do pó. Este tipo de componente envolve três segmentos de mercado: o de produtores de matérias primas, o de produtores de buchas e os consumidores de mancais. A produção de buchas autolubrificantes que apresentem um bom desempenho é o objetivo de todos os fabricantes deste tipo de produto. Os principais requisitos para que isto ocorra são uma boa microestrutura (homogênea), alta resistência e precisão dimensional. Nesta dissertação uma liga de bronze para buchas autolubrificantes bem como diferentes geometrias de peças foram estudadas com o intuito de entender a sua evolução dimensional e microestrutural sob condições de processamento industriais. Os resultados são reportados na forma de micrografias óticas e eletrônicas, gráficos de variação dimensional em função das condições de sinterização, análises dilatométricas e análise térmica diferencial (ATD).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T15:11:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 96202.pdf: 4525364 bytes, checksum: 2e4ac2f51d77636f7a288d5cc105800b (MD5) Previous issue date: 1985 / Os métodos de avaliação das condições de operação de máquinas através de monitoramento de vibrações tem desempenhado um importante papel na melhoria do desempenho e disponibilidade do equipamento, além de reduzir os custos de manutenção. Os rolamentos são elementos indispensáveis na maioria das máquinas. Além disso, nos métodos de manutenção convencionais é grande o desperdício de elementos que são substituídos estando ainda em bom estado, porquanto os rolamentos têm uma expectativa de vida tão dispersa que o intervalo entre manutenções deve ser menor que sua vida média, afim de evitar ou diminuir a possibilidade de falha catastrófica. Pelas razões acima, tem sido relatado que os maiores benefícios da instalação de sistema de monitoramento são conseguidos quando aplicados a rolamentos. A Técnica da Análise Espectral e a da Curtose para o monitoramento e diagnóstico de falhas em rolamentos são as mais ostensivamente relatadas. Neste trabalho é apresentado um modelo teórico para a variação do Coeficiente de Curtose com a rotação, além de um modelo simplificado para o espectro de um rolamento com defeito. Também é mostrada a determinação das expressões teóricas para a obtenção das frequências geradas pela rotação. As expressões teóricas para o Coeficente de Curtose foram comparadas com resultados experimentais. A despeito da simplicidade do modelo teórico, através dele puderam-se prever limitações na Técnica da Curtose as quais foram confirmadas pelos resultados experimentais. Dois novos parâmetros que consistem de uma modificação da Curtose foram propostos para melhorar a eficiência da Técnica da Curtose. Finalmente, foi feita uma aplicão simples da Técnica da Análise Espectral.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2014

Neste trabalho é feita uma revisão sobre o método de medição de tensões residuais pelo ruído Barkhausen e uma tentativa de fazer uso complementar deste método com o de difração de raios-X (DRX). Busca-se reduzir o tempo necessário para medição de tensões residuais (TR), principalmente em anéis de rolamento do projeto SFB 570 (Collaborative Research Center Distortion Engineering), desenvolvido no IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) na Alemanha. O principal problema quando se trabalha com métodos magnéticos para avaliação quantitativa de TR é a obtenção de uma curva de calibração adequada. A forma mais simples de se fazer tal calibração – ensaios de tração/compressão – é comprometida pela limitada faixa de tensões conseguida no ensaio, devido aos efeitos de escoamento e flambagem que se fazem presentes. Além disso, ainda existe a necessidade de que a microestutura do corpo de prova seja idêntica à do componente que se deseja medir. As tensões residuais nos componentes estudados neste trabalho são de elevada magnitude inviabilizando, portanto, o uso de ensaio tração/compressão, e faz-se necessário o emprego de outro procedimento de calibração. Para tanto utiliza-se dados obtidos por DRX correlacionando-os com dois parâmetros magnéticos (ruído Barkhausen e campo coercivo) medidos no material. São apresentados e discutidos vários procedimentos empreendidos na busca por uma eficiente função de calibração. Ao final é feita uma explanação dos problemas enfrentados para implementação do método e é apresentada uma idéia para reduzir o tempo de medição das TR nos anéis de rolamento do projeto SFB 570. / A review of the Barkhausen noise method for residual stress measurement is adressed in this work as well as an attempting to make a complementary use of this method and the X-ray diffraction (XRD) technique. The main objective is to reduce the time necessary for the measurement of residual stresses, mainly for ball bearing rings in the SFB 570 project. The SFB 570 is the Collaborative Research Center Distortion Engineering, carried out at the IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Germany. A problem concerning micromagnetic methods, e.g. the Barkhausen noise, is the obtention of a reliable calibration curve. Tension/compression test is thought to be the easiest way to do such a calibration, but it is not suited to this special situation due to buckling and yielding effects over the specimen. Furthermore, it is mandatory that both, parts to be measured (bearing rings) and specimens (used in the calibration), have the same microstructure. Regarding the fact that the residual stresses values measured in this work are of high magnitude, it is impossible to use tension/compression tests for the calibration, being necessary to use another source of reliable data, so as the XRD technique. XRD data are correlated with two magnetic parameters (Barkhausen noise and coercive field) measured on the samples. Finally all the procedures performed in the searching of a reliable calibration function are presented and discussed. A report about the problems endured in this work and some suggestions to minimize them are also presented, as well as a proposal to reduce the time cunsumed for residual stress measurement of ball bearing rings in the SFB 570 project.

Neste trabalho é feita uma revisão sobre o método de medição de tensões residuais pelo ruído Barkhausen e uma tentativa de fazer uso complementar deste método com o de difração de raios-X (DRX). Busca-se reduzir o tempo necessário para medição de tensões residuais (TR), principalmente em anéis de rolamento do projeto SFB 570 (Collaborative Research Center Distortion Engineering), desenvolvido no IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) na Alemanha. O principal problema quando se trabalha com métodos magnéticos para avaliação quantitativa de TR é a obtenção de uma curva de calibração adequada. A forma mais simples de se fazer tal calibração – ensaios de tração/compressão – é comprometida pela limitada faixa de tensões conseguida no ensaio, devido aos efeitos de escoamento e flambagem que se fazem presentes. Além disso, ainda existe a necessidade de que a microestutura do corpo de prova seja idêntica à do componente que se deseja medir. As tensões residuais nos componentes estudados neste trabalho são de elevada magnitude inviabilizando, portanto, o uso de ensaio tração/compressão, e faz-se necessário o emprego de outro procedimento de calibração. Para tanto utiliza-se dados obtidos por DRX correlacionando-os com dois parâmetros magnéticos (ruído Barkhausen e campo coercivo) medidos no material. São apresentados e discutidos vários procedimentos empreendidos na busca por uma eficiente função de calibração. Ao final é feita uma explanação dos problemas enfrentados para implementação do método e é apresentada uma idéia para reduzir o tempo de medição das TR nos anéis de rolamento do projeto SFB 570. / A review of the Barkhausen noise method for residual stress measurement is adressed in this work as well as an attempting to make a complementary use of this method and the X-ray diffraction (XRD) technique. The main objective is to reduce the time necessary for the measurement of residual stresses, mainly for ball bearing rings in the SFB 570 project. The SFB 570 is the Collaborative Research Center Distortion Engineering, carried out at the IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Germany. A problem concerning micromagnetic methods, e.g. the Barkhausen noise, is the obtention of a reliable calibration curve. Tension/compression test is thought to be the easiest way to do such a calibration, but it is not suited to this special situation due to buckling and yielding effects over the specimen. Furthermore, it is mandatory that both, parts to be measured (bearing rings) and specimens (used in the calibration), have the same microstructure. Regarding the fact that the residual stresses values measured in this work are of high magnitude, it is impossible to use tension/compression tests for the calibration, being necessary to use another source of reliable data, so as the XRD technique. XRD data are correlated with two magnetic parameters (Barkhausen noise and coercive field) measured on the samples. Finally all the procedures performed in the searching of a reliable calibration function are presented and discussed. A report about the problems endured in this work and some suggestions to minimize them are also presented, as well as a proposal to reduce the time cunsumed for residual stress measurement of ball bearing rings in the SFB 570 project.

Neste trabalho é feita uma revisão sobre o método de medição de tensões residuais pelo ruído Barkhausen e uma tentativa de fazer uso complementar deste método com o de difração de raios-X (DRX). Busca-se reduzir o tempo necessário para medição de tensões residuais (TR), principalmente em anéis de rolamento do projeto SFB 570 (Collaborative Research Center Distortion Engineering), desenvolvido no IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) na Alemanha. O principal problema quando se trabalha com métodos magnéticos para avaliação quantitativa de TR é a obtenção de uma curva de calibração adequada. A forma mais simples de se fazer tal calibração – ensaios de tração/compressão – é comprometida pela limitada faixa de tensões conseguida no ensaio, devido aos efeitos de escoamento e flambagem que se fazem presentes. Além disso, ainda existe a necessidade de que a microestutura do corpo de prova seja idêntica à do componente que se deseja medir. As tensões residuais nos componentes estudados neste trabalho são de elevada magnitude inviabilizando, portanto, o uso de ensaio tração/compressão, e faz-se necessário o emprego de outro procedimento de calibração. Para tanto utiliza-se dados obtidos por DRX correlacionando-os com dois parâmetros magnéticos (ruído Barkhausen e campo coercivo) medidos no material. São apresentados e discutidos vários procedimentos empreendidos na busca por uma eficiente função de calibração. Ao final é feita uma explanação dos problemas enfrentados para implementação do método e é apresentada uma idéia para reduzir o tempo de medição das TR nos anéis de rolamento do projeto SFB 570. / A review of the Barkhausen noise method for residual stress measurement is adressed in this work as well as an attempting to make a complementary use of this method and the X-ray diffraction (XRD) technique. The main objective is to reduce the time necessary for the measurement of residual stresses, mainly for ball bearing rings in the SFB 570 project. The SFB 570 is the Collaborative Research Center Distortion Engineering, carried out at the IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Germany. A problem concerning micromagnetic methods, e.g. the Barkhausen noise, is the obtention of a reliable calibration curve. Tension/compression test is thought to be the easiest way to do such a calibration, but it is not suited to this special situation due to buckling and yielding effects over the specimen. Furthermore, it is mandatory that both, parts to be measured (bearing rings) and specimens (used in the calibration), have the same microstructure. Regarding the fact that the residual stresses values measured in this work are of high magnitude, it is impossible to use tension/compression tests for the calibration, being necessary to use another source of reliable data, so as the XRD technique. XRD data are correlated with two magnetic parameters (Barkhausen noise and coercive field) measured on the samples. Finally all the procedures performed in the searching of a reliable calibration function are presented and discussed. A report about the problems endured in this work and some suggestions to minimize them are also presented, as well as a proposal to reduce the time cunsumed for residual stress measurement of ball bearing rings in the SFB 570 project.

Os conceitos teóricos e práticos sobre as características da distribuição de tensões residuais vêm sendo estudados a partir do inicio da década de 1930. Desde então, o desenvolvimento de novos equipamentos e a necessidade de valores quantitativos mais representativos, tornaram necessários o estudo e o aprimoramento teórico prático dos métodos disponíveis de caracterização das tensões residuais, visando, principalmente, o maior entendimento dos efeitos que essas tensões exercem no desempenho dos componentes mecânicos em geral. Sendo parte adicional do projeto SFB 570, neste trabalho foi realizada uma análise comparativa entre os métodos do Furo Cego e Micromagnético de análise das tensões residuais, a fim de verificar a aplicabilidade de cada método na caracterização dos campos de tensões residuais presentes em anéis para rolamentos do aço ABNT 52100. Foram analisadas cinco amostras, provenientes de diferentes etapas do processo de manufatura de anéis para rolamentos do aço ABNT 52100, contendo diferentes distribuições de tensões residuais. Alguns conceitos a respeito das características das tensões residuais e da aplicação de cada método foram revistos, assim como da natureza da distribuição de tensões residuais em anéis para rolamentos. Fatores como a distribuição de tensões residuais com a profundidade, características do componente, tempo de resposta e tipo de intervenção da técnica, foram revistos e considerados como limitantes para a aplicação de cada método. Alguns resultados obtidos foram comparados com resultados provenientes da análise de tensões residuais através do Método de Difração de raios X, a fim de verificar a representatividade de cada método. Os resultados encontrados estão dentro da escala compreensível para cada amostra, considerando–se as origens da variação das tensões residuais durante um processo de manufatura de anéis para rolamentos, e apontam para o uso complementar das técnicas utilizadas, onde cada método apresenta vantagens e limitações, atuando em escalas singulares de distribuição das tensões residuais. / The experimental and theoretical concepts about the residual stress distribution have been studyng since 1930. The development of new equipment and the necessity of better representative quantitative values, made the study and the improvement of these concepts necessary at this time. In this work, which is an additional part of SFB 570 project, a comparative analysis between the Blind Hole Drilling and the Micromagnetic Methods was carried through, in order to verify the applicability of each method in the characterization of residual stress fields in an ABNT 52100 ball bearing steel rings. Five samples, from different manufacturing steps for the ABNT 52100 ball bearing steel rings, having different residual stress distributions, varing with depth and angular position in the sample, have been analyzed. Some concepts regarding the characteristics of residual stresses and the application of each method have been reviewed, as well as the nature of the residual stress distribution in a ball bearing steel ring. The residual stress depth distribution, the physical properties and geometry of the material, the time consumed and type of intervention are some factors used to compare and find the best range for the application of each method. Some results obtained in this work, have been compared with results proceeding from the analysis of residual stresses by the X– ray Diffraction Method, to verify the reliablility of the Blind Hole Drilling and the Micromagnetic Methods. The results full fill the expectation in the residual stress range for each sample and are an indicative for the necessity of the complementary use of these techniques, where each one, besides presenting advantages and disadvantages, works in a specific range of depth and local surface resolution.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-05Bitstream added on 2014-06-13T20:58:36Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_rjg_me_guara.pdf: 1311511 bytes, checksum: 7c57fbdb099a4b3d6123bb38b37813e3 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Na indústria moderna o monitoramento da condição de operação de máquinas rotativas é essencial para se determinar o surgimento de falhas em mancais de rolamentos. Este trabalho apresenta uma técnica de análise adotada para a identificação de falhas em mancais de rolamento em seus estágios iniciais, utilizando procedimentos de análise de sinais no domínio do tempo e da freqüência, com especial atenção para a técnica do HFRT (High Frequency Resonance Technique), também conhecida como Técnica do Envelope. Este método de análise de sinais foi escolhido em razão de ser uma ferramenta apropriada para identificar falhas em mancais de rolamentos na sua fase inicial. A teoria das técnicas foi discutida e os passos para a implementação computacional foram apresentados. As rotinas foram implementadas através da linguagem de programação MATLAB e um sinal simulado representativo de um sinal coletado de um mancal de rolamento com defeito pontual na pista externa foi desenvolvido para verificar a eficácia dos métodos implementados. Os experimentos foram desenvolvidos utilizando-se uma bancada de testes aplicada para testar mancais de rolamento com defeitos pontuais produzidos em laboratório. A aquisição dos dados foi desenvolvida com instrumentação comercial. Os resultados obtidos mostraram ser efetivos para identificar falhas em rolamentos para os dados simulados e dados experimentais. / In the modern industries, the condition monitoring of the rotational machinery operation is important to evidence the beginning of the fails in bearings. This work presents a technique of analysis applied to identify fails in bearing during the initial phases, using techniques of signal analysis in time and frequency domain with special attention for the High Frequency Resonance Technique, also called envelope technique. This method for signal analysis was chosen because is an appropriated tool to identify fails in bearings during initial phases. The theory for the techniques was discussed and the steps for the computational implementation were showed. The routines were implemented through MATLAB programming language and it was prepared a representative signal of a bearing with a single point defect in the outer race in order to verify the capability of the method implemented in the routine. The experiments were performed using a experimental test rig applied to test bearings with single point defects performed in laboratory. The data acquisition were performed with commercial instrumentation. The results obtained shown to be effective to identify fails in bearings for both numerically simulated data and experimental data.

Os conceitos teóricos e práticos sobre as características da distribuição de tensões residuais vêm sendo estudados a partir do inicio da década de 1930. Desde então, o desenvolvimento de novos equipamentos e a necessidade de valores quantitativos mais representativos, tornaram necessários o estudo e o aprimoramento teórico prático dos métodos disponíveis de caracterização das tensões residuais, visando, principalmente, o maior entendimento dos efeitos que essas tensões exercem no desempenho dos componentes mecânicos em geral. Sendo parte adicional do projeto SFB 570, neste trabalho foi realizada uma análise comparativa entre os métodos do Furo Cego e Micromagnético de análise das tensões residuais, a fim de verificar a aplicabilidade de cada método na caracterização dos campos de tensões residuais presentes em anéis para rolamentos do aço ABNT 52100. Foram analisadas cinco amostras, provenientes de diferentes etapas do processo de manufatura de anéis para rolamentos do aço ABNT 52100, contendo diferentes distribuições de tensões residuais. Alguns conceitos a respeito das características das tensões residuais e da aplicação de cada método foram revistos, assim como da natureza da distribuição de tensões residuais em anéis para rolamentos. Fatores como a distribuição de tensões residuais com a profundidade, características do componente, tempo de resposta e tipo de intervenção da técnica, foram revistos e considerados como limitantes para a aplicação de cada método. Alguns resultados obtidos foram comparados com resultados provenientes da análise de tensões residuais através do Método de Difração de raios X, a fim de verificar a representatividade de cada método. Os resultados encontrados estão dentro da escala compreensível para cada amostra, considerando–se as origens da variação das tensões residuais durante um processo de manufatura de anéis para rolamentos, e apontam para o uso complementar das técnicas utilizadas, onde cada método apresenta vantagens e limitações, atuando em escalas singulares de distribuição das tensões residuais. / The experimental and theoretical concepts about the residual stress distribution have been studyng since 1930. The development of new equipment and the necessity of better representative quantitative values, made the study and the improvement of these concepts necessary at this time. In this work, which is an additional part of SFB 570 project, a comparative analysis between the Blind Hole Drilling and the Micromagnetic Methods was carried through, in order to verify the applicability of each method in the characterization of residual stress fields in an ABNT 52100 ball bearing steel rings. Five samples, from different manufacturing steps for the ABNT 52100 ball bearing steel rings, having different residual stress distributions, varing with depth and angular position in the sample, have been analyzed. Some concepts regarding the characteristics of residual stresses and the application of each method have been reviewed, as well as the nature of the residual stress distribution in a ball bearing steel ring. The residual stress depth distribution, the physical properties and geometry of the material, the time consumed and type of intervention are some factors used to compare and find the best range for the application of each method. Some results obtained in this work, have been compared with results proceeding from the analysis of residual stresses by the X– ray Diffraction Method, to verify the reliablility of the Blind Hole Drilling and the Micromagnetic Methods. The results full fill the expectation in the residual stress range for each sample and are an indicative for the necessity of the complementary use of these techniques, where each one, besides presenting advantages and disadvantages, works in a specific range of depth and local surface resolution.

Os conceitos teóricos e práticos sobre as características da distribuição de tensões residuais vêm sendo estudados a partir do inicio da década de 1930. Desde então, o desenvolvimento de novos equipamentos e a necessidade de valores quantitativos mais representativos, tornaram necessários o estudo e o aprimoramento teórico prático dos métodos disponíveis de caracterização das tensões residuais, visando, principalmente, o maior entendimento dos efeitos que essas tensões exercem no desempenho dos componentes mecânicos em geral. Sendo parte adicional do projeto SFB 570, neste trabalho foi realizada uma análise comparativa entre os métodos do Furo Cego e Micromagnético de análise das tensões residuais, a fim de verificar a aplicabilidade de cada método na caracterização dos campos de tensões residuais presentes em anéis para rolamentos do aço ABNT 52100. Foram analisadas cinco amostras, provenientes de diferentes etapas do processo de manufatura de anéis para rolamentos do aço ABNT 52100, contendo diferentes distribuições de tensões residuais. Alguns conceitos a respeito das características das tensões residuais e da aplicação de cada método foram revistos, assim como da natureza da distribuição de tensões residuais em anéis para rolamentos. Fatores como a distribuição de tensões residuais com a profundidade, características do componente, tempo de resposta e tipo de intervenção da técnica, foram revistos e considerados como limitantes para a aplicação de cada método. Alguns resultados obtidos foram comparados com resultados provenientes da análise de tensões residuais através do Método de Difração de raios X, a fim de verificar a representatividade de cada método. Os resultados encontrados estão dentro da escala compreensível para cada amostra, considerando–se as origens da variação das tensões residuais durante um processo de manufatura de anéis para rolamentos, e apontam para o uso complementar das técnicas utilizadas, onde cada método apresenta vantagens e limitações, atuando em escalas singulares de distribuição das tensões residuais. / The experimental and theoretical concepts about the residual stress distribution have been studyng since 1930. The development of new equipment and the necessity of better representative quantitative values, made the study and the improvement of these concepts necessary at this time. In this work, which is an additional part of SFB 570 project, a comparative analysis between the Blind Hole Drilling and the Micromagnetic Methods was carried through, in order to verify the applicability of each method in the characterization of residual stress fields in an ABNT 52100 ball bearing steel rings. Five samples, from different manufacturing steps for the ABNT 52100 ball bearing steel rings, having different residual stress distributions, varing with depth and angular position in the sample, have been analyzed. Some concepts regarding the characteristics of residual stresses and the application of each method have been reviewed, as well as the nature of the residual stress distribution in a ball bearing steel ring. The residual stress depth distribution, the physical properties and geometry of the material, the time consumed and type of intervention are some factors used to compare and find the best range for the application of each method. Some results obtained in this work, have been compared with results proceeding from the analysis of residual stresses by the X– ray Diffraction Method, to verify the reliablility of the Blind Hole Drilling and the Micromagnetic Methods. The results full fill the expectation in the residual stress range for each sample and are an indicative for the necessity of the complementary use of these techniques, where each one, besides presenting advantages and disadvantages, works in a specific range of depth and local surface resolution.