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Título: Correlação entre formulação teórica e experimental para a eficiência energética de rolamentos
Título(s) alternativo(s): Correlation between theoretical and experimental formulation for the energy efficiency of bearings
Autor(es): Silva, Atilio Rampin da
Martins, Diego Aguiar
Orientador(es): Cousseau, Tiago
Palavras-chave: Energia - Consumo
Lubrificação e lubrificantes
Rolamentos
Vedação (Tecnologia)
Energy consumption
Lubrication and lubricants
Bearings (Machinery)
Sealing (Technology)
Data do documento: 22-Jun-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: SILVA, Atilio Rampin da; MARTINS, Diego Aguiar. Correlação entre formulação teórica e experimental para a eficiência energética de rolamentos. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.
Resumo: A sociedade busca de maneira contínua o aproveitamento do uso energético e materiais de maneira sustentável. Na análise de engenharia, quando se fala em conservação de potência em eixos que transferem movimento rotativo, é indispensável falar dos rolamentos, por ser o elemento de máquina mais utilizado em eixos que transmitem potência para a mais diversas gamas de aplicação e a melhoria da sua eficiência energia tem potencial de impacto em todos os setores de uso de energia no mundo todo. Entre 80% e 90% dos rolamentos são lubrificados por graxa enquanto o estado da arte mostra que existem somente modelos de previsão de torque de atrito lubrificados por óleo. Neste contexto, o objetivo do estudo é avaliar as teorias de previsão de perda de potência em rolamentos e fazer a comparação com o resultado experimental na bancada de testes de rolamentos “Rolling Bearing Power Loss Test Rig (RBPLR)” disponível na Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Neste trabalho, serão abordados os três modelos mais referenciados atualmente para previsão de perda por atrito nos rolamentos, sendo eles: SKF, FAG e Houpert. O trabalho aborda as metodologias de pesquisa laboratorial e bibliográfica, onde foram realizados experimentos práticos e estudos bibliográficos sobre as formulações teóricas. Neste trabalho foi possível avaliar a melhor sequência de execução dos ensaios para obtenção de resultados na bancada. A partir dos modelos teóricos foi possível concluir que os modelos se mostram inadequados para a previsão de torque de atrito para rolamentos lubrificados por graxa e divergem bastante quando o rolamento é submetido a baixas cargas e o modelo da SKF mostra indício de adequação com carga próxima a carga mínima determinada pelo modelo. Por fim, a metodologia permitiu também avaliar como as equações teóricas se comportam em relação aos dados experimentais.
Abstract: Society continuously seeks the utilization of energy and materials in a sustainable manner. In engineering analysis, when discussing power conservation in shafts that transmit rotational motion, it is essential to address bearings. Being the most commonly used machine element in shafts that transmit power across a wide range of applications, improving their energy efficiency has the potential to impact all energyconsuming sectors worldwide. Between 80% and 90% of bearings are lubricated with grease, while the state-of-the-art reveals that only oil-lubricated models exist for predicting friction torque. In this context, the objective of the study is to evaluate the theories for predicting power loss in bearings and compare them with experimental results obtained from the Rolling Bearing Power Loss Test Rig (RBPLR) available at the Federal Technological University of Paraná. This work will focus on the three currently referenced models for predicting friction loss in bearings: SKF, FAG, and Houpert. The study encompasses laboratory and bibliographic research methodologies, involving practical experiments and literature studies on theoretical formulations. It was possible to assess the optimal sequence for conducting tests on the test rig and evaluate how the theoretical equations behave in relation to experimental data for grease-lubricated radial bearings. From the theoretical models, it can be concluded that the models are unsuitable for predicting friction torque in grease-lubricated bearings and show significant divergence under low loads, with the SKF model exhibiting indications of suitability at loads close to the minimum load determined by the model. Lastly, the methodology also allowed for evaluating how the theoretical equations align with the experimental data.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35730
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