Avaliação tribológica de compósitos de PTFE e rejeito de scheelita aplicáveis a mancais secos

Dry rubbing journal bearing is a structural part that is present in the most of mechanical systems of industries from home appliances, agricultural, aerospace, aeronautic and automotive sectors. This work gives continuity to a research started in Group of Studies in Tribology and Structural Integrit...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Fernandes, Roberto Klecius Mendonça
Outros Autores: Medeiros, João Telesforo Nóbrega de
Formato: doctoralThesis
Idioma:por
Publicado em: Brasil
Assuntos:
Mancal
Fretting
PTFE
Rejeito de Scheelita
Compósitos poliméricos
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23753
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Avaliação tribológica de compósitos de PTFE e rejeito de scheelita aplicáveis a mancais secos
description Dry rubbing journal bearing is a structural part that is present in the most of mechanical systems of industries from home appliances, agricultural, aerospace, aeronautic and automotive sectors. This work gives continuity to a research started in Group of Studies in Tribology and Structural Integrity (GET) at Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN) and has objective to investigate, tribologically, a scheelite tailings- filled PTFE composites to dry rubbing journal bearings application, to reduce cost and extend life service of this parts. The tailing of scheelite, obtained from scheelite mining to produce tungsten, is a mineral spoilage composed of oxides, as a silicon oxides, calcium, aluminum, iron, magnesium, tungsten and others. The tailing of scheelite was analyzed as acquired through SEM and EDS analysis, and sieved to get a particle size less than 45 μm. PTFE was analyzed through XRD. PTFE and scheelite tailings was mechanically mixed, hot compression molding in a designed mold involved by a electrical resistance and compressed by a hydraulic press. It was investigated tribological performance of composites subject to loads (1) in reciprocating movement and (2) repeated indentations. The new and tested surfaces were analyzed through Atomic Force Microscope (AFM) to collect periodic and non periodic roughness parameters. It was verified that scheelite tailing content and frequency of reciprocating influenced tribological performance and strength of composites, related to coefficient of friction, roughness, wear and indentation. The developed and tested polymeric composites showed to constitute a new materials suitable to dry rubbing journal bearings applications, notably 80% of PTFE and 20% scheelite tailing composite content that was the best tribological performance composite and being introduced as a viable alternative and lower cost than pure PTFE.
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This work gives continuity to a research started in Group of Studies in Tribology and Structural Integrity (GET) at Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN) and has objective to investigate, tribologically, a scheelite tailings- filled PTFE composites to dry rubbing journal bearings application, to reduce cost and extend life service of this parts. The tailing of scheelite, obtained from scheelite mining to produce tungsten, is a mineral spoilage composed of oxides, as a silicon oxides, calcium, aluminum, iron, magnesium, tungsten and others. The tailing of scheelite was analyzed as acquired through SEM and EDS analysis, and sieved to get a particle size less than 45 μm. PTFE was analyzed through XRD. PTFE and scheelite tailings was mechanically mixed, hot compression molding in a designed mold involved by a electrical resistance and compressed by a hydraulic press. It was investigated tribological performance of composites subject to loads (1) in reciprocating movement and (2) repeated indentations. The new and tested surfaces were analyzed through Atomic Force Microscope (AFM) to collect periodic and non periodic roughness parameters. It was verified that scheelite tailing content and frequency of reciprocating influenced tribological performance and strength of composites, related to coefficient of friction, roughness, wear and indentation. The developed and tested polymeric composites showed to constitute a new materials suitable to dry rubbing journal bearings applications, notably 80% of PTFE and 20% scheelite tailing composite content that was the best tribological performance composite and being introduced as a viable alternative and lower cost than pure PTFE. O mancal seco é um elemento estrutural presente na maioria dos sistemas mecânicos das indústrias dos setores eletrodomésticos, agropecuários, aeroespacial, aeronáutico e automotivo. Este trabalho dá continuidade a uma linha de pesquisa iniciada no Grupo de Estudos de Tribologia e Integridade Estrutural (GET) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e tem o objetivo de investigar tribologicamente compósitos poliméricos com matriz de politetrafluoretileno (PTFE) e carga de rejeito de scheelita para aplicação em mancais secos, visando reduzir custo e aumentar a vida em serviço destes elementos. O rejeito de scheelita, originário da extração da scheelita utilizada para produção do tungstênio, é um resíduo mineral composto de óxidos, como os de silício, cálcio, alumínio, ferro, magnésio, tungstênio, dentre outros. O rejeito de scheelita foi caracterizado na condição como adquirido, através de análises de MEV e EDS, e peneirado para tamanho de partícula inferior a 45 μm. O PTFE foi analisado por DRX. PTFE e rejeito de scheelita foram misturados mecanicamente, moldados por compressão a quente, num molde projetado envolto por uma resistência elétrica, através de uma prensa hidráulica. Investigou-se o desempenho tribológico dos compósitos submetidos a cargas (1) em movimento linear alternado (reciprocating) e (2) com indentações repetidas. As superfícies novas e ensaiadas foram analisadas por Microscopia de Força Atômica (AFM) no que concerne aos parâmetros de rugosidade periódica e não periódica. Verificou-se que a variação no teor de rejeito de scheelita e a frequência do movimento alternado influenciaram no desempenho tribológico e na resistência do compósito, relacionados ao coeficiente de atrito, à rugosidade, ao desgaste e à indentação. Os compósitos poliméricos desenvolvidos e ensaiados demonstraram se constituir em novos materiais adequados para aplicação de mancais secos, notadamente o compósito com 80% de PTFE e 20% de rejeito de scheelita que, mostrando-se como de melhor desempenho tribológico, apresenta-se como uma alternativa viável e de custo mais baixo que o PTFE puro. 2017-08-11T10:55:04Z 2017-08-11T10:55:04Z 2017-05-15 doctoralThesis FERNANDES, Roberto Klecius Mendonça. Avaliação tribológica de compósitos de PTFE e rejeito de scheelita aplicáveis a mancais secos. 2017. 140f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23753 por Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

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