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Mestrado - Bruno Pereira Ferrer

por dirppg-ct publicado 11/08/2020 10h11, última modificação 11/08/2020 10h11
Avaliação em laboratório do efeito da formulação e das propriedades de graxas lubrificantes no desempenho tribológico do contato roda-trilho
Quando
14/08/2020
de 14h00 até 17h00
(America/Sao_Paulo / UTC-300)
Onde
Via videoconferência
Pessoa de contato
Prof. Tiago Cousseau, Dr. - UTFPR
Participantes
Orientador(a): Prof. Tiago Cousseau, Dr. - UTFPR
Banca examinadora:
Presidente: Prof. Tiago Cousseau, Dr. - UTFPR
Prof. Carlos Henrique da Silva, Dr. - UTFPR
Prof. Amilton Sinatora, Dr. - USP/ITV
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Resumo: Os fenômenos tribológicos na interface roda-trilho são complexos. Em curvas, as condições de contato são severas levando a valores altos de coeficiente de atrito e desgaste. O atrito excessivo aumenta o consumo de combustível (maior custo de material em ferrovias) e o desgaste é fator predominante para substituição de trilhos e rodas (segundo e terceiro maiores custos de materiais em ferrovias). Com o objetivo de reduzir atrito e desgaste utiliza-se graxa lubrificante na região do trilho denominada bitola, a qual entra em contato com o friso da roda dos vagões, principalmente nas regiões de curvas. Devido à variedade de parâmetros não controláveis, o tempo para obtenção de resultados e a segurança de operação, testes de campo não permitem avaliar muitas opções de graxas lubrificantes. Neste sentido, esse trabalho apresenta como alternativas dois ensaios laboratoriais: i) pino-disco, para avaliação do desempenho de graxa em deslizamento, e ii) escoamento de graxa em ambiente aberto, como um dos fatores de desempenho de graxa em retentividade. A metodologia consistiu em otimizar o tribossitema (tipo de contato, material, acabamento superficial, carga, velocidade, temperatura e tempo) de modo que o regime de desgaste e as condições observadas em campo, na Estrada Ferroviária Vitória-Minas, e obtidas da literatura fossem reproduzidas. Ao total foram avaliadas onze graxas, sendo cinco comerciais e seis de formulação interna, gerando resultados que permitiram fazer correlações entre desempenho e propriedades da graxa. As conclusões foram: i) graxas de lítio apresentaram menor atrito e desgaste que graxas de cálcio, ii) quanto maior a viscosidade cinemática menor o desgaste e mais o atrito independe do tipo do espessante e, iii) a velocidade crítica para expelir a graxa está relacionada com dois fatores, tensão de cisalhamento da graxa e adesividade da mesma na superfície do material, esse último tema não investigado neste trabalho.
Palavras-chave: Graxa lubrificante; canto de bitola; desgaste

Laboratory evaluation of the effect of the formulation and the properties of lubricating greases on the tribological performance of wheel-rail contact
Abstract: Tribological phenomena in the wheel-rail interface are complex. In sharp curves, the severe contact conditions lead to high values of friction and wear. Excessive friction increases fuel consumption (highest material cost on railways) and wear is a predominant factor for replacing rails and wheels (second and third highest material costs on railways). In order to reduce friction and wear, there is grease lubrication in the gauge rail, which is in contact with the wheel flange, mostly in the curved regions. Due to the variety of non-controllable parameters, the time to obtain results and the safety of operation, field tests do not allow evaluating many options of lubricating greases. In this sense, this project presents two laboratory tests as alternatives: pin-on-disc, to evaluate the performance of sliding grease, and grease flow in an open environment, as one of the grease performance factors in retentivity. The methodology consisted of optimizing the tribosystem (type of contact, material, topography, load, speed, temperature and time) so that the wear regime and the conditions observed in the field, on the Vitória-Minas Railway Road, and obtained from the literature were reproduced. In total, eleven greases were evaluated, five of them commercial and six of internal formulation, generating results that allowed correlations between performance and grease properties. The main conclusions are: i) lithium greases showed less friction and wear, ii) the higher the kinematic viscosity, the less wear and more the friction is independent of the thickener type and iii) the critical speed to expel the grease is related to two factors, yeld shear stress of the grease and adhesion on the surface of the material, this last topic not investigated at this project.
Keywords: Grease lubrication; gauge face; wear

Lista de publicações: B. P. Ferrer, L. Biazon, Zuin. A, T. Cousseau. Performance evaluation of rail curve lubricant greases. In 3rd International Brazilian Conference on Tribology – TriBoBR 2018

L. Biazon, B. P. Ferrer, Zuin. A, T. Cousseau. Evaluation of Wear Track Width in a Ball on Flat RCF Test Rig. In 3rd International Brazilian Conference on Tribology – TriBoBR 2018

Obs: Esta defesa será realizada exclusivamente através de videoconferência, caso tenha interesse em acompanhar, entre em contato com o orientador com pelo menos 24 horas de antecedência da data de realização.