TransMITÁrea de Projeto
Análise de Superfícies NanoProf. Dr. André SchirmeisenInstituto de Física Aplicada
Heinrich-Buff-Ring 1635392 Gießen (Alemanha)
Relatório de teste:
Teste da eficácia dos aditivos 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 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 cmPonto de contatoØ ≈ 1 mm
2 cm
Parâmetros tipicos do ensaio: Rotação: 1500 – 6000 U/min (geralmente: 3000 U/min)Temperatura do óleo: T = 25 - 100°CForça normal: 10N < FN < 20N
Concentrações dos aditivos: c = 0.2-0.6 Vol-%
Motor elétrico comesfera conectada
Geometria docontato
Substrato de aço depois do ensaiode atrito (duração do ensaio: aprox. 24h)
Seleção dos parâmetros ideiais para a medição
• Tipo de atrito depende de
o Velocidade de fricção
o Viscosidade do lubrificante
o Força normal FN
o Geometria e aspereza dos corpos de fricção
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
Atritode limite
Atrito misto Atrito líquido
Contra-corpo
Lubrificante
Corpo base
Coeficiente de fricção μ
Ótimo para testes tribologicos
Conceito para os testes dos aditivos
Execução da adição do aditivo:• 0.5 ml de aditivo são adicionadas ao banho de óleo (banho de óleo: aprox. 125 ml)• Aditivo é diluído antes da adição em aprox.. 10-15 ml de óleo• Apos da adição da mistura óleo-aditivo a concentração total de aditivo é de aprox. 0.4 Vol.-%• A eficácia máxima do aditivo é atingida geralmente no prazo de 1 a 2 horas
Adição do aditivoExecução 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 atritoem função do aditivo
Amaciamentodo contato
Estado estávelé atingido
“Segundo amaciamento”
Imagens posterioresmostram esta região
Atrito
relativo
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.
DFricção
Apresentação do atrito relativo:• Início: Nível apos do amaciamento sem aditivo• t=19.7h 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 atritocom REWITEC®
Atrito
com nível
de enchimen
to corrigido / a.u.
Apresentação esquemática dos óleos de transmissão
*Progressão do tempo da redução de atrito é descrita pela função exponencial exp(-t/t), com constante de tempo t .
Momento da adição de REWITEC®
Tempo
Atrito sem REWITEC® Atrito com REWITEC®
Óleo „X-320“Redução 70%t = 22 min*
Óleo „SHC-630“Redução 65%t = 31 min*
Óleo „A-320“Redução 54%t = 29 min*
Atrito de
limite
padronizada