Através deste artigo vamos explorar no que o desgaste da maquinaria consiste e os diferentes tipos que existem.
Em primeiro lugar, temos de partir do facto de que a tribologia é a ciência que estuda o atrito, o desgaste e a lubrificação que ocorrem durante o contacto entre superfícies sólidas em movimento. Baseia-se em conceitos que vêm da tecnologia dos materiais, física e química, entre outros, o que a torna uma ciência multidisciplinar. Destes três pontos (atrito, desgaste e lubrificação), o desgaste da máquina é uma grande preocupação para os engenheiros industriais, representando mais de 50% da perda de utilidade de máquinas. Por conseguinte, o controlo das condições que o afetam não só evitaria falhas na maquinaria, como acabaria por permitir a otimização do processo industrial.
Mas antes de começarmos a apontar como prevenir o desgaste da máquina, temos primeiro de nos perguntar o que é exatamente o desgaste.
O que é o desgaste?
O desgaste pode ser definido como o dano ou erosão que uma superfície sólida sofreu devido a escorregar, rolar ou impactar contra outra superfície sólida. Não é uma propriedade material, mas uma resposta do sistema. Normalmente, o desgaste é indesejável, pois pode levar a um maior atrito e, em última análise, falhas de maquinaria ou perda de funcionalidade. Por isso, para reduzir o desgaste (e consequentemente atrito) é crucial aplicar uma fina película de lubrificante entre as superfícies em contacto. Em seguida, podemos distinguir os seguintes tipos de desgaste:
- Adesivo
- Abrasivo
- Fadiga da superfície
- Por fricção
- Erosivo
- Por corrosão e oxidação
Cada tipo de desgaste é causado por um ou mais mecanismos. Além disso, estes mecanismos podem sobrepor-se, agravando o desgaste.
Tipos de desgaste
Esta secção dá mais detalhes sobre cada um dos tipos de desgaste de máquinas listados acima. Os tipos mais comuns são o desgaste adessivo e abrasivo, mas a fadiga superficial, o desgaste do atrito, o desgaste erosivo e corrosivo também podem ocorrer em muitas aplicações industriais sob qualquer tipo de condição.
Desgaste adesivo
Este desgaste é o segundo mais comum na indústria e ocorre quando duas superfícies sólidas deslizam uma sobre a outra sob pressão. O aparecimento da superfície gasta será irregular e superficial. A sua intensidade depende de vários fatores físicos e químicos, mas geralmente aumentará com valores mais elevados de densidade energética de superfície. As filmes de oxidação, a presença de lubrificantes, contaminantes ou pequenas cargas, no entanto, suprimirão o seu efeito.
Desgaste abrasivo
O desgaste abrasivo ocorre quando uma superfície dura e áspera desliza sobre uma superfície relativamente mais macia. É também o tipo de mecanismo de desgaste mais predominante encontrado na indústria.
Fadiga da superfície
A fadiga superficial é o tipo de desgaste em que a superfície de um material é enfraquecida por cargas cíclicas. Ocorre quando as partículas de desgaste são separadas de superfícies sólidas pela acumulação de microdamagem ao material. O mecanismo de desgaste em ação combina a formação de fissuras e lacunas em superfícies sólidas, que são amplificadas pelo funcionamento dos ciclos.
Desgaste de fricção
O desgaste do atrito ocorre entre duas superfícies em contacto com uma atrito cíclico constante de pequena amplitude. As fissuras de fadiga aparecem, resultando frequentemente em ruturas de fadiga devido ao atrito nos eixos e outros componentes altamente stressados.
Erosão desgaste
O desgaste da erosão é um fenómeno que consiste na perda de material de uma superfície devido a ser submetido a impactos repetitivos de partículas sólidas ou líquidas. Ocorre quando as partículas removem gradualmente o material da superfície por impacto contínuo, deformando-o e danificando-o. O impacto do desgaste erosivo pode ser afetado pela natureza das partículas com impacto (o seu tamanho, forma e dureza).
Desgaste da corrosão e oxidação
O desgaste da corrosão e oxidação ocorre como um efeito combinado de ação química e mecânica. A ação química aumenta a porosidade da superfície, enquanto a ação mecânica leva ao desgaste. Há também uma série de fatores que afetam o desgaste neste caso, tais como a conceção inadequada do mecanismo ou a incapacidade de remover calor ou humidade suficientes da zona de contacto. Se quiser saber mais sobre este tipo de desgaste, pode visitar o nosso post sobre o que é corrosão.
Como pode ser evitado o desgaste de maquinaria?
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