Controladora flexivel multi-eixo para acionamento fracionarios de alta dinamica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro TecnologicoA constante evolução da automação de processos discretos de manufatura, traz uma demanda crescente por sistemas de controle que possam coordenar movimentos em múltiplos eixos. Este trabalho apresenta uma nova concepção para o controle deste tipo de sistema, a qual consiste na utilização de modernos circuitos integrados dedicados, desenvolvidos para serem implementados em "sistemas digitais de controle de movimento", aqui abreviadamente denominados de CICM - Circuitos Integrados Controladores de Movimento. Inicialmente é feita uma revisão dos conceitos básicos em sistemas de controle e servomecanismos, com especial enfoque nas vantagens obtidas com a utilização dos CICM na arquitetura dos modernos CNC. Com vistas à determinação dos parâmetros e do comportamento dinâmico de um servomecanismo controlado através do sistema desenvolvido, são apresentados resultados obtidos através de simulações e ensaios dinâmicos de um servomecanismo banco de ensaio. Os ensaios dinâmicos realizados mostram que é viável a integração do sistema desenvolvido em instrumentos e aparelhos de alta precisão

Avaliação do Desempenho Tribológico e Térmico de Materiais de Atrito Durante o Processo de Frenagem

Neste artigo, buscou-se verificar os parâmetros de operação de um sistema de freio a disco para motocicletasutilizando-se uma bancada de ensaios baseada no procedimento Krauss, descrita pela norma ABNT NBR6143/1995 [1]. Optou-se por conduzir um Experimento Fatorial 2³, em que os três fatores de controleconsiderados (tipo de disco de freio, tipo de pastilha e o valor da pressão de acionamento da manete de freio)foram alterados deliberadamente em dois níveis cada. Buscou-se analisar as propriedades dos materiaisenvolvidos novos e após um determinado tempo de uso, denominado materiais assentados. Para avaliar odesempenho do sistema de freios durante o processo de frenagem, analisaram-se quatro variáveis de respostasimultaneamente: temperatura final, coeficiente de atrito, desaceleração e momento da força de frenagem.Foram utilizadas técnicas de Planejamento de Experimentos Fatoriais para analisar os dados coletados. Comoresultado, o desempenho tribológico mais satisfatório aconteceu para os materiais constituintes do par deatrito, disco e pastilhas, assentados, e um maior valor de pressão de acionamento da manete de freio. Já paraa temperatura, o melhor resultados ocorreu para os materiais do par de atrito novo e um menor valor depressão. Por fim, foi proposta uma técnica de otimização com o intuito de encontrar a melhor combinaçãodos níveis de cada fator que otimize o desempenho global das múltiplas variáveis resposta

Assessment of compacted-cementitious composites as porous restrictors for aerostatic bearings

Cementitious composites reinforced with silica, silicon carbide or carbon microfibres are designed, manufactured, characterised and tested as porous restrictor for aerostatic bearings. Carbon microfibres are residues obtained from the cutting process of carbon fibre-reinforced polymers. Porosity, permeability, flexural strength and stiffness are quite relevant in the design of aerostatic porous bearings. A 3141 full factorial design is carried out to identify the effects of particle inclusion and water-to-cement ratio(w/c) factors on the physical and mechanical properties of cementitious composites. Higher density material is achieved by adding silicon carbide. Higher porosity is obtained at 0.28 w/c level when silica and silicon carbide are used. Carbon microfibres are not effective under bending loads. Higher compressive strength is reached especially when silica particles are combined with 0.33 or 0.35 w/c. According to the permeability coefficient values the cementitious composites consisted of CMF (0.28 w/c), silica (0.30 w/c) or silicon carbide (0.30 w/c) inclusions are promising as porous restrictor; however, carbon microfibre porous bearings achieved the lowest air gap variation under the tested working conditions

Performance evaluation tribological and thermal friction materials during the braking process.

Neste artigo, buscou-se verificar os par?metros de opera??o de um sistema de freio a disco para motocicletas utilizando-se uma bancada de ensaios baseada no procedimento Krauss, descrita pela norma ABNT NBR 6143/1995 [1]. Optou-se por conduzir um Experimento Fatorial 23, em que os tr?s fatores de controle considerados (tipo de disco de freio, tipo de pastilha e o valor da press?o de acionamento da manete de freio) foram alterados deliberadamente em dois n?veis cada. Buscou-se analisar as propriedades dos materiais envolvidos novos e ap?s um determinado tempo de uso, denominado materiais assentados. Para avaliar o desempenho do sistema de freios durante o processo de frenagem, analisaram-se quatro vari?veis de resposta simultaneamente: temperatura final, coeficiente de atrito, desacelera??o e momento da for?a de frenagem. Foram utilizadas t?cnicas de Planejamento de Experimentos Fatoriais para analisar os dados coletados. Como resultado, o desempenho tribol?gico mais satisfat?rio aconteceu para os materiais constituintes do par de atrito, disco e pastilhas, assentados, e um maior valor de press?o de acionamento da manete de freio. J? para a temperatura, o melhor resultados ocorreu para os materiais do par de atrito novo e um menor valor de press?o. Por fim, foi proposta uma t?cnica de otimiza??o com o intuito de encontrar a melhor combina??o dos n?veis de cada fator que otimize o desempenho global das m?ltiplas vari?veis resposta.In this paper, we sought to verify the operating parameters of a disc brake system for motorcycles using a bench testing based on Krauss procedure described by the ABNT NBR 6143/1995 [1]. It was decided to conduct an experiment Factorial 23, in which the three control factors considered (type of brake disc, type of chip and the value of the brake lever on working pressure) have changed on two levels each. It sought to analyze the properties of new materials involved, and after a certain time of use, called settlers materials. To evaluate the performance of the brake system during the braking process, we analyzed four response variables simultaneously: final temperature, coefficient of friction, deceleration time and braking force. Factorial Design of Experiments techniques were used to analyze the collected data. As a result, the most satisfactory tribological performance happened to the pair of materials constituting the friction disk and pads, setting, and an increased brake lever of the actuation pressure value. As for the temperature, best results occurred for the friction pair new materials with lower pressure. Finally, it proposed an optimization technique in order to find the best combination of the levels of each factor to optimize the overall performance of multivariable respons

Análise comparativa do efeito térmico e do desgaste sofrido por um material de fricção de freio a disco submetido a ensaios em bancada Krauss com variações de potência motora e condições operacionais

Estudo que visa à análise comparativa dos efeitos térmicos e do desgaste sofridos pelo par tribológico de um sistema de freio durante ensaios realizados variando a potência motora de um banco de ensaio de freios. Como é conhecido, o mecanismo de freio é empregado para controlar a velocidade convertendo energia cinética e/ou energia potencial em energia térmica. Neste estudo, objetivou-se analisar os parâmetros de operação de um sistema de freio a disco para motocicletas utilizando-se um banco de ensaios baseado no procedimento Krauss, descrito pela norma ABNT NBR 6143/1995. Os ensaios experimentais foram conduzidos em duas etapas. Na primeira, o banco de ensaios foi equipado com um motor de 3cv de potência motora e utilizou-se um planejamento fatorial 2³, em que os três fatores de controle considerados foram alterados deliberadamente em dois níveis cada. Para avaliar o desempenho do sistema de freio durante o processo de frenagem, analisaram-se três variáveis de resposta simultaneamente: temperatura final, coeficiente de atrito e desgaste das pastilhas de freio. Na segunda etapa, a potência motora foi aumentada para 10cv; analisou-se o efeito dos fatores pressão de contato e velocidade de escorregamento, que foram alterados em quatro níveis cada. Aqui foi analisada a variável de resposta desgaste das pastilhas de freio. Como resultado da análise comparativa realizada, foi possível constatar que os ensaios da segunda etapa mostraram um maior desgaste e aquecimento do material de atrito do mecanismo de freio estudado, o que promoveu redução do coeficiente de atrito em função do aumento da temperatura, especialmente acima de 300°C, fenômeno este conhecido na literatura como efeito fade de frenagem.Palavras-chave: Sistema de freios, atrito, efeitos térmicos, desgaste, fade

Stainless steel corrosion in instrumentation pipe

Corrosion, being a destructive process, causes damage in almost all industrial sectors. In this way, it is harmful both from an economic, social and, especially, safety point of view, as it can cause failures in critical equipment and components of an industrial process. At this point, stainless steels are considered the most corrosion resistant metals. The resistance depends on the chemical composition and microstructure, factors that directly influence the passivation of these materials. The resistance is proportionally related to the addition of chromium (Cr) to the mixture, as well as other alloying elements, among which is the molybdenum (Mo), whose main function is to maximize corrosion resistance in the marine atmosphere, as in case of austenitic stainless steel AISI 316 which presents in the chemical composition a percentage of the element Mo. Austenitic stainless steels are applied in instrumentation systems in tubing for reliability in severe atmospheres in accordance with ASTM A269 which establishes the materials applicable to this function. Thus, the present work presents, through a review and case study, Pitting Corrosion of tubings of austenitic stainless steel AISI 316 in the presence of chloride ions (Cl-) coming from the marine atmosphere. The results show that there is no change in the longitudinal and transverse structure for all analyzed tubes, showing a homogeneous austenitic structure, free of intergranular precipitations

Application of experimental planning techniques for optimization of the tribological and thermal behavior of friction materials during the braking process.

Sistemas de freio t?m a finalidade de reduzir ou manter a velocidade de um ve?culo, lev?-lo ? imobilidade ou mant?-lo im?vel. O princ?pio b?sico dos sistemas de freios por atrito ? a convers?o da energia cin?tica do ve?culo em energia t?rmica. Neste estudo, buscou-se analisar os par?metros de opera??o de um sistema de freio a disco para motocicletas utilizando-se um banco de ensaios baseado no procedimento Krauss, descrita pela norma ABNT NBR 6143/1995. Optou-se por conduzir um Experimento fatorial completo 2?, em que os tr?s fatores de controle considerados (tipo de disco de freio, tipo de pastilha e o valor da press?o de acionamento da manete de freio) foram alterados deliberadamente em dois n?veis cada. Analisou-se as propriedades dos materiais envolvidos novos e ap?s um determinado tempo de uso, denominado materiais assentados. Para avaliar o desempenho do sistema de freio durante o processo de frenagem, analisaram-se duas vari?veis de resposta simultaneamente: coeficiente de atrito e temperatura final. A partir dos experimentos, o desempenho tribol?gico mais satisfat?rio ocorreu para os materiais constituintes do par de atrito, disco e pastilhas, assentados, e um menor valor de press?o de acionamento da manete de freio. J? para a temperatura, o melhor resultado ocorreu para os materiais do par de atrito novo e um menor valor de press?o. Com o intuito de encontrar a melhor combina??o dos n?veis de cada fator que otimize o desempenho global destas duas vari?veis resposta, foi proposta uma t?cnica de otimiza??o de m?ltiplas respostas. Como resultado, obteve-se os n?veis assentados do par de atrito e o menor valor de press?o como os capazes de otimizar as duas vari?veis resposta simultaneamente. Por fim, o banco de ensaios foi adaptado com um motor de maior pot?ncia, o que possibilitou evidenciar e esclarecer mais sobre o efeito brake fade.Brake systems are employed to reduce or maintain the speed of a vehicle, take it to stillness or keep it motionless. The basic principle of friction brake systems is the conversion of the kinetic energy of the vehicle into thermal energy. This study aimed to analyze the operating parameters of a disc brake system for motorcycles using a test bench based on the Krauss procedure described by ABNT NBR 6143/1995. It was decided to conduct a complete 2? factorial experiment, in which the three control factors considered (type of brake disc, type of pad and the value of brake lever drive pressure) were deliberately altered in two levels each. The properties of the new materials were analyzed and after a certain time of use, called seated materials. To evaluate the performance of the brake system during the braking process, two response variables were analyzed simultaneously: friction coefficient and final temperature. From the experiments, the most satisfactory tribological performance occurred for the constituent materials of the friction pair, disc and pads, set, and a lower value of brake lever drive pressure. As for the temperature, the best result occurred for the materials of the new friction pair and a lower pressure value. In order to find the best combination of levels of each factor that optimizes the overall performance of these two response variables, a multiple response optimization technique was proposed. As a result, the settling levels of the friction pair and the lowest pressure value were obtained as the ones able to optimize the two response variables simultaneously. Finally, the test bench was adapted with a higher power engine, which made it possible to highlight and clarify more about brake fade or brake reduction effect

Análise de falhas de um gerador de vapor usando as ferramentas FMEA e FTA

A integridade estrutural de um gerador de vapor pode ser afetada por diversos fatores, como o tipo de material que compõe a estrutura, a qualidade das juntas soldadas, os parâmetros de fabricação da caldeira e os procedimentos operacionais.Neste contexto, a corrosão se destaca como uma das principais fontes de degradação podendo levar essas superfícies sob pressão a um completo colapso. Neste estudo, foi realizada uma análise de falhas para investigar o processo que leva à ruptura e à corrosão em uma caldeira, utilizando as ferramentas FMEA (Análise de modos de falhas e efeitos) e FTA (Análise da árvore de falhas). Ensaios metalográficos de amostras da estrutura e um estudo físico-químico da água de alimentação do sistema também foram analisados. Os ensaios metalográficos evidenciaram pequenas fissuras no metal de base, além de falta de penetração na junta soldada e um desalinhamento de junta. A análise da água mostrou uma alta concentração de íons cloreto e um baixo pH da água de alimentação, fatores que causam a ruptura da camada passiva e resultam em corrosão. O uso das ferramentas FMEA e FTA possibilitaram a compreensão de fatores que atuam como concentradores de tensão, associados à inferior qualidade da água de alimentação do gerador de vapor e erros durante o processo de soldagem, que resultaram em corrosão localizada seguida de ruptura e vazamento de água líquida e em vapor.Palavras-chave: Caldeiras, corrosão, FMEA, FTA.