Hutchings - Cap 1-2

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Tribologia é definida como “ A ciência e tecnologia de 
superfícies que se interagem em um movimento relativo”, e 
abrange o estudo do atrito, desgaste e lubrificação. 
•“Altamente sistêmica, não linear e de elevada sensibilidade”
Tribologia
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• Tribologia é a ciência que estuda o atrito, desgaste e a lubrificação..
Tribologia
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Tribologia
• Um sistema tribológico consiste nas superfícies de dois componentes que se 
encontram em contato móvel um com o outro e com a área adjacente. O tipo, 
evolução e extensão do desgaste são determinados pelos materiais e acabamentos 
dos componentes, eventuais materiais intermédios, influências da área adjacente e 
condições de operação.
• 1 Objeto de base
• 2 Corpo oponente
• 3 Influências adjacentes: Temperatura, umidade relativa, pressão
• 4 Material intermediário: Óleo, graxa, água, partículas, contaminantes
• 5 Carga
• 6 Movimento
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1- Introdução
- O movimento de uma superfície sólida sobre uma outra é fundamentalmente 
importante para o funcionamento de muitos tipos de mecanismos, artificiais e 
naturais. Assim, define-se a palavra tribologia, do grego τριβος (fricção, atrito), 
que é a ciência e tecnologia da interação de superfícies em movimento 
relativo, sendo que esta incorpora o estudo da fricção, lubrificação e desgaste 
[Hutchings].
- Em muitos casos, baixa fricção é desejável. A operação satisfatória de 
articulações, como a do quadril humano, por exemplo, demanda uma baixa 
força de fricção. Contudo, baixa fricção não é necessariamente benéfica em 
todos os casos. Em sistemas mecânicos, como os freios e embreagens, 
fricção é essencial. Uma alta força de fricção também é desejável entre o pneu 
de um veículo e a superfície do pavimento, assim com também é importante 
entre o calçado e o piso durante a marcha. O mundo em que vivemos seria 
completamente diferente se não houvesse a fricção entre os corpos ou se esta 
fosse menos intensa.
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-Sempre que duas superfícies se movimentarem, uma em relação à outra, 
ocorrerá o desgaste, sendo que este pode ser definido como um prejuízo 
mecânico a uma ou as duas superfícies, geralmente envolvendo perda 
progressiva de material. Em muitos casos, o desgaste é prejudicial, levando a 
um aumento contínuo da folga entre as partes que se movimentam ou a uma 
indesejável liberdade de movimento e perda de precisão. A perda por 
desgaste de pequenas quantidades relativas de material pode ser suficiente 
para causar a completa falha de máquinas grandes e complexas. Entretanto, 
no caso do atrito, altas taxas de desgaste são algumas vezes desejáveis, 
como em operações de lixamento e polimento.
- Um método de reduzir a fricção e, freqüentemente, o desgaste, é a 
lubrificação das superfícies. Ainda assim, mesmo que um lubrificante artificial 
não seja adicionado ao sistema, componentes da atmosfera (especialmente 
oxigênio e vapor d’água) têm um importante efeito e precisam ser 
considerados em qualquer estudo da interação de superfícies.
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1 - Introdução
-Todas as superfícies sólidas não são uniformes;
- No limite, as irregularidades de superfície estarão em escala de átomos ou 
moléculas individuais;
- Contudo, a maioria das superfícies planas de componentes de engenharia 
altamente polidos mostram irregularidades apreciavelmente maiores do que 
dimensões atômicas, e muitos métodos diferentes tem sido empregados para 
estudar sua topografia alguns envolvem exame da superfície através de :
Microscópio de elétrons ou de luz
Métodos óticos;
Aparelhos de contato;
Medições elétricas ou térmicas
...Maiores resoluções podem ser alcançadas através de técnicas de 
microscopia de força atômica e microscopia de tunelamento, as quais tem 
resolução a nível de átomos; mas para a maioria das superfícies de 
engenharia métodos menos sensíveis são adequados para estudar sua 
topografia. 
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2 – Medição da Topografia de Superfície 
- Método mais comum de avaliação da topografia de superfície é através do 
Perfilômetro
The stylus profilometer uses a diamond tipped stylus to scan across the sample surface and measures 
the surface topography of thin and thick films. The vertical movements of the stylus is measured and recorded 
simultaneously during the scanning, which reveals the topographical structure of the surface. The instrument has 
vertical resolution in nanometers and horizontal resolution as small as twenty nanometers and measures the film 
thicknesses from 5 nm and over 500 µm.
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2 – Medição da Topografia de Superfície
- Uma ponta é arrastada suave e firmemente ao longo da superfície em exame;
- Na medida que a ponta varre a superfície, ela sobe e desce;
-Este deslocamento vertical é convertido por um transdutor em um sinal elétrico que é
amplificado, e através do instrumento, move a caneta sobre o registrador;
- O gráfico desenhado pela caneta representa o deslocamento vertical da ponta como uma 
função da distância percorrida ao longo da superfície.
-A representação gráfica do perfil da superfície gerada pelo perfilômetro difere da forma da 
seção transversal genuina da superfície por diferentes razões.
-A maior diferença é devido às diferentes ampliações empregadas pelo instrumento nas 
direções verticais e horizontais. A extensão vertical das irregularidades de superfície é
quase sempre muito menor do que a escala horizontal. É portanto conveniente comprimir o 
registro gráfico do perfil da superfície usando uma ampliação na direção vertical que seja 
maior do que no plano da superfície. A taxa das ampliações dependerão da rugosidade da 
superfície, mas tipicamente esta entre 10 e 5000; com refinamentos pode ser usada 
ampliações verticais abolutas de até 106 . 
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2 – Medição da Topografia de Superfície
-Uma limitação inevitável deste método de perfilometria resulta da forma da ponta 
de medição.
- Por razões de resistência, as pontas de diamante usadas são piramidais ou 
cônicas, com ângulos mínimos de 60º e raio da ponta de 1 a 2,5 µm. A 
combinação raio da ponta finito e ângulo da ponta impede a ponta de penetrar 
completamente espaços profundos e estreitos da superfície. Em algumas 
situações pode levar a erros significativos.
-Pontas especiais com cunhas tipo cinzel e raio da ponta mínimo de 0,1 µm
podem ser utilizadas para detalhes de superfícies muito finas.
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3 – Quantificação da Rugosidade Superficial 
-É conveniente diferenciar rugosidade (roughness), significando em pequena 
escala irregularidades de superfície, e erro de forma (form error), que é a medida 
do desvio de forma da superfície a partir de sua forma ideal. A distinção entre um 
e outro é arbitrária, contudo claramente envolve a escala horizontal de 
irregularidade. Podendo se tornar mais complicado pela presença de ondulação 
(waviness), uma ondulação de superfície periódica intermediária em escala entre 
rugosidade e erro de forma. 
-Por vários métodos, o erro de forma e ondulação podem ser subtraídos do perfil 
de superfície registrado por um perfilômetro, de modo que o resultado descreva 
somente a rugosidade, ou pequenos comprimentos de irregularidades.
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3 – Quantificação da Rugosidade Superficial 
Revisão Rápida – NBR 6405/1988
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3 – Quantificação da Rugosidade Superficial 
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Rugosidade:
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Simbologia Equivalência e Processos de Usinagem
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3 – Quantificação da Rugosidade Superficial 
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3 – Quantificação da Rugosidade Superficial 
.........................Segundo Hutchings
Skewing função densidade amplitude.
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3 – Quantificação da Rugosidade Superficial