TransMIT Área de Projeto
Análise de Super7cies Nano Prof. Dr. André Schirmeisen Ins4tuto de Física Aplicada
Heinrich-‐Buff-‐Ring 16 35392 Gießen (Alemanha)
Relatório de teste: Teste da eficácia dos adi>vos REWITEC® em conjunto com óleos em transmissões de geradores de energia eólica
Processamento: 20.Jan.2014
Contratante: REWITEC GmbH, Stefan Bill
Montagem do ensaio: Microtribometro
• Ensaio de atrito mediante motor elétrico (com estabilização das rotações) • Esfera esfrega em substrato de aço plano • Força normal: ajustável através de sistema de molas • Variável de medida: corrente do motor como função do tempo • Tensão constante do motor à corrente do motor é referência do atrito
Motor elétrico
banho de óleo (pode ser aquecido
contato tribologico (esfera de aço sobre substrato de aço) sistema de molas para ajustar
a força normal
Geometria do contato e parâmetros de medição
Motor elétrico de velocidade estabilizada conduz a esfera sobre substrato de aço inoxidável plano
1 cm Ponto de contato Ø ≈ 1 mm
2 cm
Parâmetros tipicos do ensaio: Rotação: 1500 – 6000 U/min (geralmente: 3000 U/min) Temperatura do óleo: T = 25 - 100°C Força normal: 10N < FN < 20N Concentrações dos aditivos: c = 0.2-0.6 Vol-%
Motor elétrico com esfera conectada
Geometria do contato
Substrato de aço depois do ensaio de atrito (duração do ensaio: aprox. 24h)
Seleção dos parâmetros ideiais para a medição
• Tipo de atrito depende de
o Velocidade de fricção ν
o Viscosidade do lubrificante η o Força normal FN o Geometria e aspereza dos
corpos de fricção à Número Sommerfeld S0
A curva de Stribeck descreve a dependência do tipo de atrito em relação aos
parâmetros do sistema
Microtribometro: faixa de atrito ajustado pela escolha da rotação e da força normal
Atrito de limite
Atrito misto Atrito líquido
Contra-corpo
Lubrificante
Corpo base
Coe
ficie
nte
de fr
icçã
o µ
Ótimo para testes tribologicos
Conceito para os testes dos adi>vos
Execução da adição do adi>vo: • 0.5 ml de adiNvo são adicionadas ao banho de óleo (banho de óleo: aprox. 125 ml) • AdiNvo é diluído antes da adição em aprox.. 10-‐15 ml de óleo • Apos da adição da mistura óleo-‐adiNvo a concentração total de adiNvo é de aprox. 0.4 Vol.-‐% • A eficácia máxima do adiNvo é aNngida geralmente no prazo de 1 a 2 horas
Adição do aditivo Execução da medição: I. Fase de amaciamento do contato
até atingir o estado estável
II. Adição do aditivo
III. “Segundo amaciamento”: Aditivo produz o efeito
IV. Sistema atinge um novo nível estável
V. Diferença dos níveis estáveis: Redução da atrito pelo aditivo (Curva esquemática)
Redução do atrito em função do aditivo
Amaciamento do contato
Estado estável é atingido
“Segundo amaciamento”
Imagens posteriores mostram esta região
A
trito
rela
tivo
Medição de referência: óleo de motor 15W-‐40 com adição de REWITEC
Parâmetros de medição:
Rotação: 3000 U/min,, Força normal: FN=20N, concentração do aditivo: c=0.4 Vol-%
Óleo: óleo mineral (15W-40), Temperatura do óleo: T = 100°C
Processo de amaciamento apos da adição do aditivo
Nível antes da adição
Nível apos da adição
t / h
Atri
to /
a.u.
ΔFricção
Apresentação do atrito relativo: • Início: Nível apos do amaciamento sem aditivo • t=19.7h à Adição do aditivo • Depois: queda evidente do atrito! • T>21h: novo nível estável é atingido • Tempo de amaciamento com aditivo: aprox. 1.5h • Calibração resulta em:
Possível redução do atrito em aprox. 35%
Adição do aditivo
Resultado mostra a eficácia dos
aditivos REWITEC® em óleo de motor
Castrol X320 com adição de REWITEC®
Parâmetros de medição:
Rotação: 3000 U/min,, Força normal: FN=40N, Concentração do aditivo:c=0,6 Vol-%
Óleo: Castrol X-320, Temperatura do óleo: T = 90°C, Aditivo R8
Amaciamento depois da adição do aditivo
Nível antes da adição
Nível apos da adição do aditivo
Adição do aditivo
• Funcionamento muito suave apos da adição do aditivo
• Efeito do aditivo pode ser sentido nitidamente
• Redução do atrito de limite em aprox. 70%
Redução do atrito com REWITEC®
Atri
to c
om n
ível
de
ench
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/ a.u
.
Apresentação esquemá>ca dos óleos de transmissão
*Progressão do tempo da redução de atrito é descrita pela função exponencial exp(-t/τ), com constante de tempo τ .
Momento da adição de REWITEC®
Tempo
Atrito sem REWITEC® Atrito com REWITEC®
Óleo „X-320“ Redução 70% τ = 22 min*
Óleo „SHC-630“ Redução 65% τ = 31 min*
Óleo „A-320“ Redução 54% τ = 29 min*
Atri
to d
e lim
ite p
adro
niza
da