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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34502| Título: | Rolos de impacto de transportadores de correias: avaliação do desgaste em campo e em laboratório |
| Título(s) alternativo(s): | Conveyor belt impact idler rollers: field and laboratory wear evaluation |
| Autor(es): | Loureiro, Igor Emanoel Espindola |
| Orientador(es): | Cousseau, Tiago |
| Palavras-chave: | Correias transportadoras Desgaste mecânico Borracha Revestimentos Conveyor belts Mechanical wear Rubber Coatings |
| Data do documento: | 16-Fev-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | LOUREIRO, Igor Emanoel Espindola. Rolos de impacto de transportadores de correias: avaliação do desgaste em campo e em laboratório. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
| Resumo: | Essa dissertação tem como objetivo quantificar e compreender os motivos que levaram a substituição dos rolos e caracterizar o revestimento de borracha dos rolos de impacto com base nisso. Pela análise dos dados das trocas dos rolos, quase 90% dos motivos de substituição dos rolos de impacto e de carga são: ruído, desgaste e travamento, nesta ordem para ambos. A troca por ruído (possivelmente por danos no rolamento) é mais significativa para os rolos de carga e o desgaste é mais significativo para os rolos de impacto. Os rolos de retorno apresentaram outra hierarquia, sendo: desgaste, ruído e padronização, nesta ordem. Para a caracterização dos rolos usados, foram analisados inicialmente três rolos (sem falha) e um rolo que já havia falhado. Nestes quatro rolos de mesmo fabricante, foram medidos o perfil dos desvios dos raios causados pelo desgaste, o perfil de dureza e os seus mecanismos de desgastes. Foi observado que o perfil do desvio do raio acompanha o perfil de dureza, ou seja, nas regiões em que houve mais desvio do raio, foram medidas maiores durezas. Também foi observado que os rolos que não tinham falhado apresentaram as ondas de Schallamach como mecanismos de desgaste predominante, enquanto que no rolo falhado foram o microssulcamento e/ou o microcorte, apresentando um desgaste mais severo. Posteriormente, foram realizados ensaios para avaliação da capacidade de absorção de energia e a resistência ao desgaste. Foram utilizados cinco tipos de amostras: rolo novo (RN), rolo novo envelhecido termicamente por 70 horas (RNET70), rolo novo envelhecido termicamente por 240 horas (RN-ET240), rolo usado da região central (RUD Centro) e rolo usado da região da borda (RUD Borda). Dessa forma, foram feitos dois tipos de ensaios de abrasão, ensaio roda de borracha modificado com amostra travada e ensaio pino-tambor, e ensaio de compressão para determinação do módulo de resiliência e módulo de elasticidade. Os resultados de desgaste obtidos no ensaio pino-tambor não apresentaram um coeficiente de determinação próximo de 1 com a dureza, módulo de resiliência e módulo de elasticidade. Enquanto que o ensaio roda de borracha modificado com amostra travada apresentou um coeficiente de determinação próximo de 1 com o módulo de resiliência, módulo de elasticidade, área de contato e pressão de contato quando desconsiderado o RN. O envelhecimento térmico diminuiu a resistência ao desgaste da borracha, tanto em campo quanto em forno, para ambos ensaios. Ao considerarapenas amostras do RN e variando a força do ensaio, foi observado um coeficiente de determinação próximo de 1 entre as taxas de desgaste com a força, a pressão máxima de contato de Hertz e a densidade de energia de atrito. |
| Abstract: | This master’s thesis aims to quantify and understand the reasons that led to the replacement of the rollers and characterize the rubber coating of the impact idler rollers based on this. By analyzing data on roller idler replacement, almost 90% of the reasons for replacing impact and load idler rollers are: noise, wear and seizure, in that order for both. Noise replacement (possibly from bearing damage) is more significant for load idler rollers and wear is more significant for impact idler rollers. The return idler rollers presented another hierarchy, being: wear, noise and standardization, in that order. To characterize the idler rollers used, three idler rollers (without failure) and one idler roller that had already failed were initially analyzed. In these four idler rollers from the same manufacturer, the profile of the radius deviations caused by wear, the hardness profile and their wear mechanisms were measured. It was observed that the radius deviation profile follows the hardness profile, só in regions where there was more radius deviation, higher hardnesses were measured. It was also observed that the idler rollers that had not failed presented Schallamach waves as the predominant wear mechanisms, while in the failed roll it was microgrooving and/or microcutting, presenting more severe wear. Subsequently, tests were carried out to evaluate the energy absorption capacity and wear resistance. Five types of samples were used: new idler roller (RN), new idler roller thermally aged for 70 hours (RN-ET70), new idler roller thermally aged for 240 hours (RN-ET240), used idler roller from the central region (RUD Centro) and idler roller used from the edge region (RUD Borda). Therefore, two types of abrasion tests were carried out, a modified rubber wheel test with a locked sample and a pin-drum test, and a compression test to determine the modulus of resilience and modulus of elasticity. The wear results obtained in the pin-drum test did not present a coefficient of determination close to 1 with hardness, modulus of resilience and modulus of elasticity. While the modified rubber wheel test with locked sample presented a coefficient of determination close to 1 with the resilience modulus, elasticity modulus, contact area and contact pressure when disregarding the RN. Thermal aging reduced the wear resistance of the rubber, both in the field and in the oven, for both tests. When considering only RN samples and varying the test force, a coefficient of determination close to 1 was observed between the wear rates with force, the maximum Hertz contact pressure and the friction density energy. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34502 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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