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Curso de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Disciplina: Introdução à Tribologia
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4ª Atividade em Casa
1- Explique cómo a viscosidade dos lubrificantes comerciais varia com: Temperatura, pressão e taxa de cisalhamento.
2. Explique com suas palavras o mecanismo responsável pela lubrificação hidrodinâmica.
3. Quais as principais diferenças entre lubrificação hidrodinâmica e elasto-hidrodinâmica?
4. Esquematize e explique curvas de Stribeck para contatos conformes (lubrificação hidrodinâmica) e para contatos não-conformes (lubrificação elasto-hidrodinâmica).
5. Defina lubrificação limite. Cite e explique 3 exemplos.
1) A viscosidade é a propriedade mais importante de um lubrificante. E a mediada da resistência do fluido ao fluxo cisalhante. 
Observado as equações vemos que a tensão cisalhante depende da viscosidade e do espesor do fluido. Quanto maior for à pressão no fluido, maior será sua viscosidade. O fluido, por não ter resistência ao cisalhamento, não suporta tensão cisalhante estática. Mas a sua naturaliza viscosa gera a tensão cisalhante dinâmica que é proporcional á taxa de deformação por cisalhamento (dγ/dt).
A viscosidade dos lubrificantes comerciais tem um índice de viscosidade, este mede como varia este parâmetro com a temperatura. Óleos que operam em grandes faixas de temperatura costumam ter VI=150. Si aumenta a temperatura, diminui a resistência do fluido ao fluxo cisalhante, então diminui a viscosidade. Os motores dos automóveis fornecem calor pra o lubrificante, por isso que tem que ter um aditivo. Os aditivos tem a função de aumentar o VI devido a que contem longas moléculas poliméricas que com o aumento da temperatura desenrolam-se progressivamente e aprisionam mais moléculas de óleo, ocupando um volume maior. Este fenômeno opõe-se a queda de viscosidade do óleo de base.
A alta viscosidade aumenta (200cP+) a espessura do fluido hidrodinâmico possibilitando um maior resfriamento mais proporcionando uma maior perdida e baixas velocidades em engrenagem.
Mais si você quer altas velocidades deve ter baixa viscosidade (10cP-) como e o caso pra rolamento de turbinas.
2) Na lubrificação hidrodinâmica as superfícies são separadas por um filme de fluido lubrificante relativamente espesso, que suporta a carga normal. Isso significa que a espessura mínima do filme é um pouco maior que a soma média das irregularidades de ambas as superfícies e que a resistência ao movimento é dada apenas pelo atrito entre as camadas de lubrificante, sendo este último o que suporta totalmente a carga. Reynolds percebeu que o mecanismo que existe neste tipo de lubrificação não era devido à interação mecânica de superfícies sólidas, como se acreditava na época, mas sim devido ao filme de fluido que as separava.
Foram feitos muitos experimentos, um deles consistia em colocar um eixo em um banho de óleo e girá-lo; a metade do mancal que o sustentava (na parte superior) tinha um orifício para lubrificação. No entanto, ao girar o eixo, o óleo saiu a uma certa pressão através do referido orifício; quando uma tampa era inserida, ela era lentamente expelida quando iniciada. Um manômetro foi então montado no furo e a pressão do filme de óleo foi registrada como sendo aproximadamente o dobro da pressão média, com base na área de rolamento projetada (W / LD). Posteriormente, outra série de experimentos foi realizada para determinar a distribuição da pressão hidráulica ao longo da periferia dos mancais.
A curva de Stribeck é um gráfico clássico baseado no estudo da lubrificação de um eixo liso, em contato com seu mancal que causa desgaste. À medida que o número de rotações aumenta, uma cunha de óleo lubrificante é formada, produzindo uma película protetora entre o rolamento e o eixo. Esse fenômeno é reconhecido pelo que chamamos de lubrificação hidrodinâmica e evita o desgaste.
Em velocidades muito baixas, a lubrificação da camada limite predomina. Toda a carga é suportada por sulcos de superfície na área de contato.
Em altas velocidades, um efeito de cunha é criado entre o fluido e o objeto. A pressão hidrodinâmica separa completamente o objeto da superfície.
3) Na lubrificação hidrodinâmica as superfícies são separadas por um filme de fluido lubrificante relativamente espesso e na elasto-hidrodinâmica envolvem um ponto ou uma linha de contato. 
A elasto-hidrodinâmica ocorre quando as superfícies em contato são não conformes e as pressões localizadas nesse contato som bem maiores que as observadas no caso hidrodinâmico.
Na gráfica podemos ver que a Lubrificação Hidrodinâmica e Lubrificação Elasto-Hidrodinâmica são onde o desgaste é basicamente eliminado, enquanto a Lubrificação Marginal apresenta algum desgaste e o trabalho sem lubrificação tem uma relação direta até que "esfrie".
Se escolhermos a viscosidade corretamente, os rolamentos do motor quase sempre operam com lubrificação hidrodinâmica, onde um filme de óleo separa as superfícies e não há desgaste. Quanto mais fino o óleo, menor o atrito, menor a temperatura e menor o desgaste. Um óleo espesso causa mais atrito. Quando os pistões são parados brevemente, a "almofada" de óleo pode cair para aproximadamente a espessura das superfícies rugosas. Nessas circunstâncias, temos lubrificação mista, onde há algum contato, e os aditivos combina-se com a viscosidade para fornecer proteção.
Na tabela a seguir, podemos ver a proteção que a lubrificação elasto-hidrodinâmica oferece a essa mesma curva e a redução na perda de potência.
Na lubrificação hidrodinâmica, a espessura do filme lubrificante pode ser da ordem de 5 mm ou mais, enquanto na lubrificação elasto-hidrodinâmica é de 1 mm ou menos.
4) 
A curva Stribeck mostra a relação entre o chamado número de Hersey, um parâmetro de lubrificação adimensional e o coeficiente de atrito. Stribeck mostra como o atrito muda com o aumento da velocidade. Com base na progressão típica da curva Stribeck, três regimes de lubrificação podem ser identificados. (ver o gráfico).
1- Limite de lubrificação:
Superfícies sólidas entram em contato direto, carga suportada principalmente por rugosidade da superfície, alto atrito.
2- Lubrificação mista:
Alguns contatos de rugosidade, rugosidade suportam carga e fluido lubrificante.
3- Lubrificação hidrodinâmica:
Contato áspero desprezível, carga suportada principalmente por pressão hidrodinâmica.
No caso da lubrificação hidrodinâmica a capa de lubrificante impede o contato entre as rugosidades dos sólidos. O coeficiente de fricção está unicamente determinado pela tensão cortante, qual se pode expressar em função da viscosidade e da velocidade de cisalhamento. τ=η(dγ/dt). 
Curva de stribeck pra contatos no conformes. 
Como podemos observar, na primer parte do gráfico, e muito similar al anterior. Pero quando a pressão existente em contato com lubrificação e elevada, perto de 1 a 4 GPa. Em estas condiciones os sólidos em contato se deformam como em engarem, por exemplo, o lubrificante deixa de se comporta como um fluido newtoniano. Isso se conhece como elasto-hidrodinámica (EHD). El primer modelo surge pra um fluido newtoniano e o segundo para um fluido no newtoniano.
5) Sempre ocorre que um mecanismo é acionado, porque as condições de velocidade, carga, temperatura (viscosidade) ou métodos de aplicação do lubrificante não são favoráveis ​​para a formação de um filme fluido.
Atualmente, existe apenas uma quantidade mínima de lubrificante nas superfícies metálicas, o que permite a interação máxima entre a rugosidade de ambas as superfícies; no entanto, o aditivo antidesgaste do lubrificante impede a ocorrência de fricção metal-metal, permitindo que seja do tipo sólido. Se a lubrificação limite prevalecer por um longo tempo, o filme sólido, formado pelo aditivo antidesgaste, poderá quebrar e haverá uma redução considerável na vida útil do mecanismo.
Existem sob condições operacionais normais, o regime de lubrificação com filme limite deve desaparecer completamente; caso contrário, o lubrificantefoi mal selecionado ou foi contaminado com uma substância de menor viscosidade. 
O desgaste do adesivo nas condições de película limite só pode ocorrer durante o tempo necessário para o aditivo antidesgaste reagir com a superfície do metal, quando o filme sólido formado pelo aditivo antidesgaste desapareceu. A espessura do filme lubrificante no regime de lubrificação do filme limite varia de 0,001 a 0,05 um.
· A corrosão começa com a formação de um filme de camada limite quando a superfície reage quimicamente com seu ambiente. Esses filmes podem consistir em:
-Óxidos de metal formados por oxigênio e água presentes no ar e no lubrificante.
-Vendas resultantes da reação com um aditivo lubrificante ou com produtos de oxidação.
· O desgaste corrosivo ocorre quando o filme da camada limite deve ser removido das bordas da superfície, mas é necessário penetrar nas áreas verdes de carga entre a rugosidade.
· A adesão ocorre quando as superfícies estão completamente limpas e existe uma microestrutura entre a rugosidade das superfícies.
· A fadiga é o resultado de ciclos de alta tensão e compressão, que atuam na rugosidade. Esses esforços produzem uma certa deformação plástica que deixou toda a rugosidade, se a superfície desaparecer. Esse mecanismo de desgaste é evidente devido ao aparecimento de micropartículas nas superfícies dos elementos móveis.
Prof. Henara Costa
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