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

imen

to c

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ido

/ 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