Trab. de tribologia

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PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATOLICA DE MINAS GERAIS
ANDERSON JARDEL BARROS DOS SANTOS
RUGOSIDADE DE UMA SUPERFICIE
 
 Contagem
 2018
ANDERSON JARDEL BARROS DOS SANTOS
	Relatório apresentado à disciplina de Tribologia da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Professor: Gilmar Cordeiro da Silva
 
 CONTAGEM
 2018
INTRODUÇÃO
Quanto mais planas e polidas que duas superfícies pareçam ser, quando apoiadas uma contra a outra, a área de contato real e de grandeza inferior que a área de contato aparente observando as superfícies a olho nu, pois as superfícies de peças apresentam irregularidades quando observadas em detalhes. Estas irregularidades são provocadas por sulcos ou marcas com picos e vales (Figura 1) deixadas pela ferramenta que atuou sobre a superfície da peça sendo denominada como rugosidade da peça
Figura 1: rugosidade entre 2 superfícies
A rugosidade é uma medida das variações do relevo que pode ser dada de uma superfície. A rugosidade superficial é função do tipo de acabamento, da máquina-ferramenta ou do processo de fabricação utilizado sendo determinada também pela direção de fabricação, usinagem. Na análise dos desvios da superfície real em relação à superfície geométrica (ideal, de projeto), pode-se distinguir erros macro geométricos ou erros de forma medidos com instrumentos de medição convencionais, erros micro geométricos que podem ser medidos somente com instrumentos especiais tais como rugosímetros, perfilógrafos. Estes instrumentos podem ser óticos, a laser ou eletromecânicos.
A importância do estudo do acabamento superficial aumenta na medida em que cresce a precisão de ajuste entre as peças a serem acopladas, onde somente a precisão dimensional, de forma e de posição não é suficiente para garantir o funcionamento do par acoplado. 
 Cada vez é dada mais importância à análise de rugosidade, visto que ela influencia em diversas propriedades de um determinado componente. Resistência à corrosão, ao desgaste e à fadiga de uma determinada peça, por exemplo, podem ser alterados pelo acabamento superficial, também o coeficiente de atrito entre duas peças, a especularidade de uma superfície quando na presença de luz, e assim por diante. A rugosidade superficial é expressa em micros (mm).
Na medição de rugosidade, são recomendados valores para o comprimento da amostragem:
Tabela 1: Cut off 
Para determinar a rugosidade é dividindo a região medida (lm) em cinco sub-regiões (le) e calculando a media das alturas dos picos vales, para a qual a área dos picos acima e abaixo da linha é igual.
Figura 2: Média rugosidade 
Dessas medidas, é possível calcular diversos parâmetros para representar a rugosidade da superfície, sendo os principais:
• Rugosidade média (Ra)
É definida como a media aritmética dos valores absolutos das linhas das coordenadas dos eixos x e y que corta os picos e vales determinado pela integral:
 
 
Figura 3: Rugosidade Ra
Ao utilizar o parâmetro Ra as principais vantagens é o parâmetro de medição mais utilizado em todo o mundo. É aplicável à maioria dos processos de fabricação devido a sua grande utilização, quase todos os equipamentos apresentam esse parâmetro Os riscos superficiais inerentes do processo de fabricação não alteram muito seu valor. Para a maioria das superfícies, o valor da rugosidade nesse parâmetro está de acordo com a curva de Gauss, que caracteriza a distribuição de amplitude. As principais desvantagens do parâmetro Ra que em um comprimento de amostragem indica a média da rugosidade. Por isso, se um pico ou vale não típico aparecer na superfície, o valor da média não sofrerá grande alteração, ocultando o defeito. O valor de Ra não define a forma das irregularidades do perfil. Dessa forma, poderemos ter um valor de Ra para superfícies originadas de processos diferentes de usinagem. Nenhuma distinção é feita entre picos e vales. Para alguns processos de fabricação com frequência muito alta de vales ou picos, o parâmetro não é adequado, já que a distorção provocada pelo filtro eleva o erro a altos níveis.
• Altura máxima de pico (Rp)
É determinado pela maior altura de pico, sendo determinado ao longo do comprimento medido e acima da linha média (Ra). 
Figura 4: Rugosidade Rp
Vantagens desde parâmetro e a verdadeira superfície de apoio, fácil leitura em equipamentos gráficos, perfis periódicos tem-se bem definido a superfície.
Desvantagens desde parâmetro são riscos podem causar erros grandes nas medidas, dependendo do equipamento utilizado para fabricação não se obtém resultados satisfatórios.
• Profundidade máxima de vale (Rv) 	
É semelhante ao Rp, entretanto levando em consideração a maior profundidade de vale, com regiões abaixo da linha média. 
Figura 5: Rugosidade Rv
	
As principais vantagens do parâmetro é demonstrar a máxima deterioração da superfície, fácil leitura quando medido com equipamentos que possuem gráficos, adotado na maioria dos países, fornece valores que na medição Ra são camuflados.
As principais desvantagens são que nem todos os equipamentos fornecem o parâmetro, para leitura em gráficos, é preciso ter certeza que o perfil é de rugosidade (filtros), riscos podem gerar erros de interpretação de superfície, não é possível saber o formato da superfície como um todo.
• Altura total do perfil de rugosidade (RT)
Corresponde a distância vertical entre o pico e o vale mais profundo em lm
Figura 6: Rugosidade Rt
A principal vantagem deste parâmetro que é mais precisa na avaliação, pois considera todo o comprimento de avaliação e não só uma amostragem Mais fácil de obter o graficamente Sua principal desvantagem que algumas vezes podem-se obter resultados distorcidos dependendo da amplitude do pico e vale.
Para classificar os acabamentos superficiais foi organizado uma tabela que utiliza símbolos com suas respectivas equivalências de valores de Ra em processos de usinagem de acordo com o grau de rugosidade e o processo de usinagem que pode ser usado para sua obtenção
Tabela 1: Simbologia, Equivalência e processos de usinagem:
 2 Objetivo
O objetivo principal da prática em laboratório é determinar a rugosidade de um eixo cônico (figura 7) por um processo de comparação pelo rugo teste (figura 8) e utilizando um rugosímetro de bancada (figura 10) e seus respectivos valores. 
2.1 Objetivo especifico
 Os objetivos específicos do trabalho são:
Medir e determinar as dimensões do eixo cônico (figura 7) utilizando paquímetro (figura 8) 
Discutir quais rugosidades presentes em cada dimensão no eixo utilizando o rugo teste( figura 9 ).
Com auxilio de o professor auxiliar medir a rugosidade em 3 pontos diferentes do eixo utilizando o rugosímetro e anotar seus respectivos valores ( figura 10)
Os materiais necessários para elaboração da pratica:
FIGURA 7 – Eixo cônico 
Eixo cônico com suas respectivas medidas. Desenho realizado utilizando AutoCad
 FIGURA 8 – Paquímetro
	Instrumento de medida, utilizado para medir as dimensões do eixo cônico. 
FIGURA 9 – Rugo teste
Rugo teste, utilizado para comparar a rugosidade entre a superfície utilizando as mãos. 
FIGURA 10 – Rugosímetro 
Rugosímetro digital utilizado para medir a rugosidade da superfície do eixo no comprimento do cone 
3 PARTE EXPERIMENTAL 
Após as explicações iniciais sobre rugosidade superficial, foi determinado as medidas do eixo da figura 7 para realização do seu croqui. Com o Croqui pronto com apoio do rugo teste e utilizando a mãos e por um denominador comum entre todos integrantes do grupos foi definido as rugosidades Ra do eixo:
Diâmetro menor das extremidades:
Ra= 0,2 μm ou N2 
Nodiâmetro do cone por aparentemente estar com uma rugosidade maior em relação às pontas determinado:
Ra= 1,6 μm ou N7
Utilizando o rugosímetro os valores determinados na sessão cônica do eixo, utilizando 3 pontos do comprimento do diâmetro cônico do eixo:
Tabela 3 – Medidas utilizando o rugosímetro 
	Rm
	Rugosidade (μm)
	R. média (μm)
	Ra
	 1,44	0,139
	0,96
	1,06
	1,15
	Rz
	7,29
	5,96
	5,97
	6,41
	Rq
	1,78
	1,29
	1,34
	1,47
	Rt
	9,7
	7,86
	8,28
	8,61
Como esperado, os valores de Ra no rugosímetro com cut off de 0,8 μm foi próximo ao rugo teste, sendo que os vales da superfície no cone do eixo tem uma profundidade aproximada de 6,41 μm, com picos bem menores que vale com media de 1,47 μm e a uma altura total do perfil de rugosidade de 8,61. Como o eixo foi fabricado com intuito didático, sem um conhecimento pratico sobre locais aonde são aplicados, não há como definir se a rugosidade presente na superfície do material satisfaz as condições de aplicação. 
4 CONCLUSÃO 
Esse experimento se tornou importante na vida acadêmica, que pode ser demonstrado de maneira pratica como podemos determinar a rugosidade da superfície, a importância primordial de determinar a rugosidade, aprender a manusear de maneira prática, equipamentos importantes na engenharia, e conhecer aplicações no cotidiano na vida como a rugosidade e importante para os materiais, tanto para o conforto, segurança, vida útil e com todo investimento empregado nesta área importantíssima da engenharia.
5 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Ebah. Rugosidade. EM<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe_icAF/rugosidade?part=3> Acessado em 16 de Agosto de 2018. 
DIGIMESS. Rugosímetro portátil
EM< https://www.digimess.com.br/rugosimetro-portatil-13-parametros> Acessado em 16 de Agosto de 2018. 
ENGENHEIRO DOS MATERIAIS. Rugosidade de uma superfície. 
EM< http://engenheirodemateriais.com.br/2017/02/08/rugosidade-de-uma-superficie/>. Acessado em 16 de Agosto de 2018. 
UNICAMP. Rugosidade
EM< http://www.fem.unicamp.br/~sergio1/graduacao/EM335/rugosidade.htm> Acessado em 16 de Agosto de 2018. 
PASSEI DIRETO. Rugosidade superficial
EM< https://www.passeidireto.com/arquivo/5702353/rugosidade-superficial/2> Acessado em 16 de Agosto de 2018.
INSTRUTORXISTO. Simbologia de usinagem
EM< http://instrutorxisto.blogspot.com/2016/03/simbologia-de-usinagem.html> Acessado em 16 de Agosto de 2018.