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Medição de Lead / Twist – Aplicações e Definições - Parte II

2019-02-24 | Aplicações | Santana, Tatiana
Mahr do Brasil - Depto. Marketing

No último post sobre a medição e análise de Lead/Twist, mostramos as principais características da medição. O método de teste antigo, era baseado na determinação da distância percorrida por um fio sobre uma superfície com um acabamento similar à uma rosca (bem fina) em um eixo acionado em um dispositivo de teste. Um motor fazia o eixo girar a uma velocidade de 20 rpm, sentido horário ou anti-horário e era cortado após 20 giros ou 1 minuto.

 

Se a linha não se moveu para um grau mensurável, o eixo ou o anel está livre de torção. Este é um parâmetro bom. No entanto, se o segmento foi movido em direção à um dos extremos do eixo, mesmo que pouco, então temos um perfil que é considerado de baixa torção. O coeficiente de torção Dk do eixo pode ser calculado a partir do diâmetro do eixo e da distância axial percorrida pelo fio. Nestes primeiros testes para determinar se há ou não uma estrutura parecida com uma rosca. 

 

O termo vem do alemão "Drallmessung" que significa "Medição da torção". Os primeiros estudos foram feitos na década de 90, por uma montadora alemã, cujos testes iniciais já foram mencionados aqui. Atualmente, ganharam praticidade com o uso de softwares específicos e máquinas capazes de entregar resultados quantitativos com alta exatidão.

 

 Já sabemos que o acabamento superficial da face de vedação de um eixo afeta o comportamento de fluxo do fluido na zona de contato com o anel de vedação do eixo radial e, portanto, contribui radicalmente na função de vedação do conjunto. Sistemas com função de selos dinâmicos são muito difundidos em áreas como a engenharia mecânica e veicular. Os lubrificantes devem estar presentes em quantidade suficiente para garantir o bom funcionamento do conjunto, mas não podem deixar ou vazar nestes sistemas.

 A textura da superfície do eixo do veículo é crítica para avaliar o desgaste das vedações dinâmicas rotativas. Visto que um automóvel possui diversos selos dinâmicos, possíveis falhas custam caro ao setor de transporte e energia todos os anos. As prescrições para o desempenho ideal dos vedantes radiais exigem uma textura precisa da superfície do eixo e torção zero. Vale a pena notar que se a textura da superfície do eixo é áspera, a vedação se desgasta rapidamente. Por outro lado, se a textura for muito lisa, a vedação não entrará em contato com o eixo apropriadamente, levando novamente à aplicação problemática. Idealmente, a superfície do eixo deve possuir uma textura que permita a formação de uma película fluida de aproximadamente 0,25μm de espessura na interface de vedação do eixo. Neste contexto, continuamos nosso artigo sobre o uso e aplicação da análise de Lead/Twist, muitas vezes chamada apenas de análise de Lead, ou análise de Twist. O foco desta análise é o estudo da microestrutura formada nas superfícies cilíndricas, após o processo de manufatura, avaliando através de alguns parâmetros já definidos, o escoamento do fluido durante o movimento rotativo do eixo e anel.

Procedimento de medição atual

Com o uso de uma máquina de formas, dois tipos de estratégias de medição devem ser distinguidos. O primeiro é obtido sobre o perímetro da peça com um ângulo de 5º. Esta estratégia inicial com 72 perfis medidos é usada para eliminar o chamado batimento radial e para determinar a estrutura helicoidal com uma frequência menor ou igual a 15 na direção radial. Caso a frequência da estrutura helicoidal seja maior que 15, um segundo grid com um passo angular de 0.5º sobre um range de 36º é usado. Isto significa que um total de 136 perfis são necessários para a construção da superfície a ser analisada.

 

Usando uma velocidade normalizada de 0.5mm/s, o tempo total de medição seria de aproximadamente 15 minutos. A Ponta Medição Lead/Twistmáquina de medição é a responsável pelo posicionamento da peça com o passo angular de 5 ou de 0,5 graus, e também pelo deslocamento do apalpador sobre a peça no percurso determinado, que normalmente é de 2 mm. A ponta de medição fixada no sensor deve ser de diamante, com raio de 2 ou 5 um, para que seja capaz de medir detalhes tão pequenos. 

 

 

Especificações e significados nos desenhos

 O termo ¨Lead ” descreve todas as ocorrências de superfície que contribuem para uma ação de transporte do fluido a ser selado. De acordo com sua dimensão e levantamento metrológico, eles são distinguidos como macro e micro-lead. O macro lead possui uma estrutura periódica, enquanto o micro-lead é aperiódico. Para caracterizá-los, é indicado um equipamento com alta resolução (a partir de 0,5 μm. A existência de Lead, assim como o tamanho e característica da sua ocorrência, são determinados pelos procedimentos de dressagem e pelos parâmetros selecionados da máquina.

Exemplos de aplicação de Lead /Twist nos desenhos

 

Na imagem abaixo, damos um exemplo de inclusão da informação de Lead/Twist no desenho.

O comprimento de medição axial para a avaliação de Lead / Twist é igual a 0,4 mm x 5 = 2 mm

 

 Primeira linha: Rz deve estar entre 1μm até 4μm.O comprimento de avaliação é de 4 mm, 5 vezes o comprimento de amostragem de 0,8 mm.

Segunda linha: se o ângulo de Lead (Dy) for igual a 0 °, a profundidade do Lead (Dt) deve ser inferior a 0,8 μm .

Terceira linha: se o ângulo do Lead for diferente de 0 °, a profundidade do avanço (Dt) deve ser inferior a 0,5 μm 

Na especificação podem aparecer mais de um parâmetro de Lead/Twist. Segundo exemplo de simbologia e definição de Lead/Twist nos desenhos:

 Interpretação do desenho (exemplo ao lado): 

Primeira linha: Rz deve estar entre 1μm até 4μm. O comprimento de avaliação é de 4mm, 5 vezes o comprimento de avaliação (cutoff) de 0,8mm

Segunda linha: o ângulo do Lead deve ser maior que 0°.

Abaixo, no exemplo do Lead com ângulo à esquerda, temos:

Primeira linha: o cutoff é de 0,8 mm x 5, o que nos dá um comprimento de avaliação de 4 mm. Neste, o Rz deve estar entre 1μm até 4μm.

Segunda linha: o comprimento de avaliação é de 0,3 x 5, o que nos dá um total de 1,5 mm. o Dy deve ser menor que 0.

Terceira linha: sob as mesmas condições acima, o Dt deve ser de até 1,5 μm.

Quarta linha: sob as mesmas condições, o DP deve ser de 0,1 mm.

Ainda nesta imagem, nos quadros à direita, exemplos de resultados encontrados e seus respectivos status (aprovado ou reprovado). 

Diferentemente da metodologia antiga, em que a análise dependia do operador, e de sua capacidade de executar o teste adequadamente, os métodos novos, que usam máquinas de forma, softwares específicos e acessórios, entregam resultados quantitativos, baseados nos parâmetros que já foram mencionados anteriormente, e também são mostrados na tabela abaixo.

Uma das vantagens dos sistemas de medição atuais, com o uso do computador, é que além de entregarem os resultados numéricos, podem também adicionar informações visuais, como o gráfico mostrado abaixo. 

By Tatiana Dias Santana

Gerente de Produtos na empresa Mahr do Brasil

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
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