A Figura 6.12 mostra a influência das vibrações inerentes ao funcionamento da árvore, no afã de minimizá-las, já que não podem ser suprimidas.
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 133 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 FFT Z FFT X Zpp Xpp 0,00E+00 1,00E-01 2,00E-01 3,00E-01 4,00E-01 5,00E-01 6,00E-01 7,00E-01 8,00E-01 A m pl it ude ( m /s 2 )
Condições dos ensaios
Formato dos dados FFT Z FFT X Zpp Xpp LEGENDA:
Condição Influência Detalhes Fixação Anexo
1 Acionamento Kugler 3 bar, árvore desligada, 2200 rpm Árvore Fig. 65 2 Acionamento Kugler 3 bar, árvore ligada, 2200 rpm Árvore Fig. 64 3 Acionamento Kugler 3 bar, árvore ligada, 5000 rpm Árvore Fig. 68 4 Acionamento Kugler 3 bar, árvore ligada, 7000 rpm Árvore Fig. 70 5 Acionamento Kugler 3 bar, árvore desligada, 7000 rpm Árvore Fig. 72 6 Acionamento Kugler Transitório, 3 bar, árvore ligada com degrau de 0 a 2200 rpm Árvore Fig. 99 7 Acionamento Kugler Transitório, 3 bar, árvore ligada com degrau de 0 a 5000 rpm Árvore Fig. 100 8 Acionamento Kugler Transitório, 3 bar, árvore ligada com degrau de 0 a 7000 rpm Árvore Fig. 101 9 Acionamento Kugler 3 bar, árvore desligada, 2200 rpm Ferramenta Fig. 81 10 Acionamento Kugler 3 bar, árvore ligada, 2200 rpm Ferramenta Fig. 80 11 Acionamento Kugler 3 bar, árvore ligada, 5000 rpm Ferramenta Fig. 84 12 Acionamento Kugler 3 bar, árvore ligada, 7000 rpm Ferramenta Fig. 86 13 Acionamento Kugler 3 bar, árvore desligada, 7000 rpm Ferramenta Fig. 88 14 Acionamento Kugler Transitório, 3 bar, árvore ligada com degrau de 0 a 2200 rpm Ferramenta Fig. 96 15 Acionamento Kugler Transitório, 3 bar, árvore ligada com degrau de 0 a 5000 rpm Ferramenta Fig. 97 16 Acionamento Kugler Transitório, 3 bar, árvore ligada com degrau de 0 a 7000 rpm Ferramenta Fig. 98
Figura 6.12 – Vibrações inerentes ao funcionamento da árvore
Utilizando o sistema de análise de vibrações verificou-se que o transitório de velocidade da árvore insere consideráveis vibrações no sistema (condições 6, 7, 8, 14, 15 e 16). Desta forma, conforme citado anteriormente, não se deve variar a freqüência rotacional durante o processo de usinagem, já que não há a necessidade de compensação da freqüência rotacional da árvore em função do raio da peça.
Comparando os ensaios realizados com a árvore ligada e com a árvore desligada (1 a 5 e 9 a 13), é possível verificar também que as vibrações inseridas pelo acionamento da árvore são perceptíveis, porém o fabricante garante que o deslocamento proporcionado se encontra dentro de um batimento máximo.
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 134 O fabricante da árvore nova, Kugler GmbH, afirma que o batimento radial máximo é de 37 nm e o batimento axial máximo é de 42 nm. Porém, após 10 anos de uso (ou seja, no ano de 2009) será necessário reavaliar estes batimentos (KUGLER GmbH, 1999).
Percebe-se também que as vibrações são ligeiramente menores para 7000 rpm, em relação às velocidades 2200 rpm (segunda menor) e 5000 rpm (a maior). Porém, como a 7000 rpm as influências do balanceamento vão ser potencializadas, é mais adequado o uso de 2200 rpm na árvore, de forma a minimizar as vibrações.
6.1.6 Influência do balanceamento dinâmico da árvore
As figuras a seguir representam o efeito da vibração causada pela presença de massa desbalanceada no rotor da árvore. Este experimento é realizado com o motor da árvore desligado mas girando, já que o acionamento insere vibração na máquina.
A Figura 6.13 mostra a vibração induzida pelo desbalanceamento, com 250 mg de massa de desbalanceamento adicionada ao conjunto rotor-peça. Já a Figura 6.14 mostra o efeito do desbalanceamento medido no estator, para o melhor balanceamento conseguido com o método utilizado.
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 135
Figura 6.13 – Vibração induzida no estator após adição de 250 mg de massa de desbalanceamento na árvore (a 7000 rpm)
Figura 6.14 – Vibração induzida no estator após processo de balanceamento da árvore (a 7000 rpm)
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 136 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 FFT Z FFT X Zpp Xpp 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00 A m p litu d e (m /s 2 )
Condições dos ensaios
Formato dos dados FFT Z FFT X Zpp Xpp LEGENDA:
Condição Influência Detalhes Fixação Anexo
1 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 8000 rpm, com 250 mg de desbalanceamento Árvore Fig. 73 2 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 7000 rpm, com 250 mg de desbalanceamento Árvore Fig. 74 3 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 6000 rpm, com 250 mg de desbalanceamento Árvore Fig. 75 4 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 5000 rpm, com 250 mg de desbalanceamento Árvore Fig. 76 5 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 4000 rpm, com 250 mg de desbalanceamento Árvore Fig. 77 6 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 3000 rpm, com 250 mg de desbalanceamento Árvore Fig. 78 7 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 2200 rpm, com 250 mg de desbalanceamento Árvore Fig. 79 8 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 8000 rpm, balanceado Árvore Fig. 124 9 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 7000 rpm, balanceado Árvore Fig. 125 10 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 6000 rpm, balanceado Árvore Fig. 126 11 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 5000 rpm, balanceado Árvore Fig. 127 12 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 4000 rpm, balanceado Árvore Fig. 128 13 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 3000 rpm, balanceado Árvore Fig. 129 14 Balanceamento3 bar, árvore desligada, 2200 rpm, balanceado Árvore Fig. 130
Figura 6.15 – Vibração provocada pelo desbalanceamento do rotor da árvore
Pode-se perceber a importância em realizar o balanceamento para cada peça fixada para usinagem, principalmente em velocidades mais altas. Ainda, como a medição é feita no estator, as vibrações no rotor são maiores que os valores medidos.
6.1.7 Influência do sistema de aspersão de fluido de corte
A aspersão de fluido de corte provoca vibrações tanto na ponta da ferramenta como na peça, devido ao fluxo de ar na região de contato peça-ferramenta. A Figura
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 137 6.16 mostra a contribuição da aspersão de fluido de corte na vibração, e conseqüentemente na piora no processo de usinagem.
Figura 6.16 – Aspersão de fluido de corte
A Figura 6.16 mostra as condições de vibração para a aspersão de fluido de corte a 1 bar na face da ferramenta, com acelerômetro fixados na ferramenta. Percebe-se que não existe uma freqüência definida no espectro de freqüência para as vibrações causadas pelo sistema de aspersão de fluido de corte, mas verifica-se que a vibração do espectro como um todo aumentou cerca de dez vezes em relação ao sistema sem a aspersão de fluido de corte. Isto proporciona uma forte contribuição nas vibrações da máquina.
A Figura 6.17 mostra que o posicionamento do bocal de aspersão de fluido de corte, na face ou na ponta da ferramenta, não altera significativamente as vibrações no sistema (comparando as condições 6 e 7 e as condições 8 e 9). Assim, é necessário trabalhar sobre outras condições de aspersão para minimizar as vibrações (pressão e características do bocal).
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 138 1 2 3 4 5 6 7 8 9 FFT Z FFT X Zpp Xpp 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00 1,00E+01 A m pl it ude ( m /s 2 )
Condições dos ensaios
Formato dos dados FFT Z FFT X Zpp Xpp LEGENDA:
Condição Influência Detalhes Fixação Anexo
1 Ruído SM acelerômetros pendurados, tudo desligado Pendurado Fig. 1 2 Fluido de corte 3 bar, fluido na ponta da ferramenta, árvore desligada Árvore Fig. 26 3 Fluido de corte 3 bar, fluido na face da ferramenta, árvore desligada Árvore Fig. 27 4 Fluido de corte 3 bar, fluido na ponta da ferramenta, árvore desligada Ferramenta Fig. 28 5 Fluido de corte 3 bar, fluido na face da ferramenta, árvore desligada Ferramenta Fig. 29 6 Fluido de corte 3 bar, fluido na ponta da ferramenta e na peça, árvore desligada Ferramenta Fig. 111 7 Fluido de corte 3 bar, fluido na face da ferramenta e na peça, árvore desligada Ferramenta Fig. 112 8 Fluido de corte 3 bar, fluido na ponta da ferramenta e na peça, árvore desligada Árvore Fig. 113 9 Fluido de corte 3 bar, fluido na face da ferramenta e na peça, árvore desligada Árvore Fig. 114
Figura 6.17 – Influência da aspersão de fluido de corte
6.1.8 Influência do sistema de aspiração de cavaco
Da mesma maneira que na aspersão de fluido, a análise da vibração introduzida pelo sistema de aspiração de cavaco revela que não existe uma freqüência definida no espectro de freqüência. Porém, percebe-se que a vibração aumentou em até cem vezes em relação ao sistema sem a aspersão de fluido de corte.
A Figura 6.18 mostra que o posicionamento do bocal de aspiração de cavacos, na face ou na ponta da ferramenta, altera as vibrações no sistema (comparando as condições 10 e 11 e as condições 12 e 13). Assim, é necessário posicionar o bico do aspirador verificando as amplitudes no sistema de análise de
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 139 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 FFT Z FFT X Zpp Xpp 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00 1,00E+01 A m p litu d e (m /s 2 )
Condições dos ensaios
Formato dos dados FFT Z FFT X Zpp Xpp LEGENDA:
Condição Influência Detalhes Fixação Anexo
1 Ruído SM acelerômetros pendurados, tudo desligado Pendurado Fig. 1 2 Aspirador 3 bar, aspirador fora da sala c/ porta aberta, árvore desligada Ferramenta Fig. 16 3 Aspirador 3 bar, aspirador fora da sala c/ porta fechada, árvore desligada Ferramenta Fig. 17 4 Aspirador 3 bar, aspirador na face da ferramenta, árvore desligada Ferramenta Fig. 18 5 Aspirador 3 bar, aspirador na ponta da ferramenta, árvore desligada Ferramenta Fig. 19 6 Aspirador 3 bar, aspirador na ponta da ferramenta, árvore desligada Árvore Fig. 20 7 Aspirador 3 bar, aspirador na face da ferramenta, árvore desligada Árvore Fig. 21 8 Aspirador 3 bar, aspirador fora da sala c/ porta fechada, árvore desligada Árvore Fig. 22 9 Aspirador 3 bar, aspirador fora da sala c/ porta aberta, árvore desligada Árvore Fig. 23 10 Aspirador 3 bar, aspirador na ponta da ferramenta e na peça, árvore desligada Árvore Fig. 107 11 Aspirador 3 bar, aspirador na face da ferramenta e na peça, árvore desligada Árvore Fig. 108 12 Aspirador 3 bar, aspirador na ponta da ferramenta e na peça, árvore desligada Ferramenta Fig. 109 13 Aspirador 3 bar, aspirador na face da ferramenta e na peça, árvore desligada Ferramenta Fig. 110
vibrações, para posicionar em um ponto onde a vibração inserida seja o menor possível.
Comparando as condições 2 e 3 e as condições 8 e 9, percebe-se o efeito descrito por Lyon e Maidanik (1964), que diz que quando uma estrutura se encontra dentro de um campo acústico reverberante, a quantidade de energia que flui para dentro desta depende do grau de acoplamento entre a estrutura e o campo acústico. Verifica-se que neste caso a energia do campo reverberante fluiu para dentro da estrutura do torno.
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 140 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 FFT Z FFT X Zpp Xpp 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00 A m pl it ude ( m /s 2 )
Condições dos ensaios
Formato dos dados FFT Z FFT X Zpp Xpp LEGENDA:
Condição Influência Detalhes Fixação Anexo
1 Ruído SM acelerômetros pendurados, tudo desligado Pendurado Fig. 1
2 Ambiente 0 bar, tudo desligado Árvore Fig. 2
3 Ambiente 3 bar, tudo desligado Árvore Fig. 3
4 Ambiente 0 bar, tudo desligado Ferramenta Fig. 9
5 Ambiente 3 bar, tudo desligado Ferramenta Fig. 10
6 Ambiente 3 bar, aspirador fora da sala c/ porta aberta, árvore desligada Ferramenta Fig. 16 7 Ambiente 3 bar, aspirador fora da sala c/ porta fechada, árvore desligada Ferramenta Fig. 17 8 Ambiente 3 bar, aspirador fora da sala c/ porta fechada, árvore desligada Árvore Fig. 22 9 Ambiente 3 bar, aspirador fora da sala c/ porta aberta, árvore desligada Árvore Fig. 23 10 Ambiente 3 bar, árvore desligada, furadeira de bancada furando com broca 19,5 mm a 2,5 m da máquina Árvore Fig. 102 11 Ambiente 3 bar, árvore desligada, batida de martelo de borracha de 1 kg a 2,5 m da máquina Árvore Fig. 103 12 Ambiente 3 bar, árvore desligada, batida de martelo de borracha de 1 kg a 2,5 m da máquina Ferramenta Fig. 104 13 Ambiente 3 bar, árvore desligada, furadeira de bancada furando com broca 19,5 mm a 2,5 m da máquina Ferramenta Fig. 105 6.1.9 Influência do ambiente sobre a máquina e o processo
Verificou-se, através da análise da Figura 6.5, que mostra todas as fontes de vibração externas ao rotor, que o ambiente tem influência sobre as vibrações na máquina.
Conforme citado no item anterior, o campo acústico gerado pelo aspirador tem influência nas vibrações, bem como as vibrações inseridas pelos elementos externos à máquina representados nos testes realizados (condições 10 a 13). A Figura 6.19 mostra a influência do ambiente sobre as vibrações na máquina:
Figura 6.19 – Influência do ambiente na máquina
As influências descritas na Figura 6.19 são devido a vibrações mecânicas inseridas por elementos que não compõem a máquina-ferramenta.
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 141 A temperatura e a umidade foram monitoradas a partir do uso de um termo- higrômetro, de onde foram obtidos os registros ilustrados na Figura 6.20:
Figura 6.20 – Registro da temperatura e umidade da sala durante a execução dos ensaios
Analisando a figura acima, verifica-se que a premissa adotada nos cálculos das incertezas foram respeitadas, ou seja, a temperatura se manteve próxima aos 20ºC e a umidade abaixo dos 50% citados pela Keithley Instruments (1992).
6.2 Diagnóstico da mesa do porta-ferramenta
6.2.1 Influência do tipo do motor na suavidade de movimentação
A movimentação do motor de passo também induz vibrações na ponta da ferramenta. Pode-se verificar a representação deste efeito na Figura 6.21.
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 142
Figura 6.21 – Vibração no estator do mancal com motor de passo a 20 mm/min
Figura 6.22 – Vibração no estator do mancal com motor CC a 20 mm/min
A Figura 6.23 mostra a comparação da vibrações nos ensaios realizados com o motor de passo e o motor CC.
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 143 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 20 21 22 23 24 25 26 27 2829 30 31 32 33 34 FFT Z FFT X Zpp Xpp 0,00E+00 2,00E-01 4,00E-01 6,00E-01 8,00E-01 1,00E+00 1,20E+00 A m p litu d e (m /s 2 )
Condições dos ensaios
Formato dos dados FFT Z FFT X Zpp Xpp LEGENDA:
Condição Influência Detalhes Fixação Anexo
1 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 5 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 30 2 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 10 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 31 3 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 15 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 32 4 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 20 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 33 5 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 21 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 34 6 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 25 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 35 7 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 50 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 36 8 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 75 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 37 9 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 100 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 38 10 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 5 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 39 11 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 10 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 40 12 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 15 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 41 13 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 20 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 42 14 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 21 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 43 15 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 25 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 44 16 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 50 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 45 17 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 75 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 46 18 Motor de Passo 0 bar, motor de passo a 100 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 47 19 Motor CC 0 bar, CC a 5 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 48 20 Motor CC 0 bar, CC a 10 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 49 21 Motor CC 0 bar, CC a 15 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 50 22 Motor CC 0 bar, CC a 20 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 51 23 Motor CC 0 bar, CC a 25 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 52 24 Motor CC 0 bar, CC a 50 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 53 25 Motor CC 0 bar, CC a 75 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 54 26 Motor CC 0 bar, CC a 100 mm/min, árvore desligada Árvore Fig. 55 27 Motor CC 0 bar, CC a 5 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 56 28 Motor CC 0 bar, CC a 10 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 57 29 Motor CC 0 bar, CC a 15 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 58 30 Motor CC 0 bar, CC a 20 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 59 31 Motor CC 0 bar, CC a 25 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 60 32 Motor CC 0 bar, CC a 50 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 61 33 Motor CC 0 bar, CC a 75 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 62 34 Motor CC 0 bar, CC a 100 mm/min, árvore desligada Ferramenta Fig. 63
Figura 6.23 – Comparação das vibrações inseridas na estrutura da máquina pelo motor de passo e pelo motor CC com o acelerômetro fixado na estrutura da máquina
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 144 Verifica-se que o motor de passo apresenta maior vibração na sua movimentação em relação ao motor CC. Pode-se perceber também o efeito ocasionado pela ressonância inerente ao funcionamento dos motores de passo, que neste caso é correspondente à velocidade de 21 mm/min na mesa (condições 5 e 14). A freqüência angular onde há a ressonância, correspondente a 21 mm/min na mesa, confere com o valor descrito pelo fabricante nas especificações técnicas (ver ANEXO B).
Através da análise das figuras acima, pode-se verificar que o motor de passo, mesmo funcionando no modo de micropasso, não é uma boa escolha para uso na usinagem de ultraprecisão nesta máquina, devido à baixa suavidade de movimentação.
6.2.2 Determinação das características de carga mecânica da mesa do porta- ferramenta
Através do uso de um motor CC com escovas a ímãs permanentes, em malha aberta, é possível obter as características do torque necessário para movimentação da mesa.
Inicialmente, alimentando este motor com uma tensão constante, mediu-se a corrente de armadura correspondente. Foram obtidas curvas semelhantes às apresentadas na Figura 6.24.
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 145
Figura 6.24 – Característica da carga mecânica e da velocidade de deslocamento da mesa com o nônio indicador montado
Assim, estas curvas representam as características da carga mecânica a ser acionada pelo posicionador. Através da Figura 6.24 pôde-se verificar que a força exercida pela mesa não era linear, o que dificulta as ações de controle. Assim, após verificar que ocorre um pico de torque a cada rotação, partiu-se da hipótese que esse fenômeno ocorria devido a uma carga adicional inserida por algum elemento rotativo da mesa do porta-ferramenta, e não de um elemento de movimentação linear. Tal efeito não era perceptível quando o acionamento era feito pelo motor de passo. Assim, a Figura 6.24 mostra as variações de velocidade da mesa e o aumento da corrente requerida pelo motor para continuar o movimento da mesa.
Após alguns ensaios verificou-se que o efeito era provocado pelo sistema de medição de posição original do torno. Este sistema é composto originalmente por um nônio com graduação em polegadas. Os tambores do nônio apresentam um defeito de circularidade que provoca o efeito de variação na força de atrito a cada rotação. Assim, em uma volta completa do fuso há uma região em que existe uma pequena folga entre os tambores, caracterizada pelo fácil deslocamento angular do fuso
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 146 (região de alta velocidade) e uma região em que ocorre interferência entre os pratos, caracterizada pelo aumento da força de atrito e conseqüente baixa na velocidade angular. Este nônio não estava mais sendo utilizado devido à utilização da contagem dos pulsos executados pelo motor de passo. Assim, ele foi retirado e, a partir daí obteve-se a curva de carga para o posicionador mostrada na Figura 6.25. Todos os testes a seguir foram realizados sem o uso do nônio.
Figura 6.25 – Característica da carga mecânica e da velocidade de deslocamento da mesa sem o nônio indicador
Este ensaio é importante para verificar as características da carga a ser acionada. Através dele é possível determinar não-linearidades e variações na carga, bem como quantificar o torque requerido pelo acionamento e, conseqüentemente, especificar um motor a ser utilizado para acionamento da mesa do porta-ferramenta. Além disto, esta etapa de homogeneização no torque é importante, pois o próximo ensaio, o de obtenção da curva de atrito, em se tratando de um ensaio em regime permanente, requer que tanto o torque quanto a velocidade da mesa estejam estáveis no momento da aquisição de um ponto do gráfico. A Figura 6.25 mostra a pequena variação na velocidade após a retirada do nônio e, nesta condição, os demais pontos experimentais podem ser adquiridos.
Capítulo 6 Resultados obtidos e discussão 147
6.2.3 Determinação da curva de atrito das guias
Após a linearização da carga do acionamento, é possível construir o mapa estático do atrito, que consiste em aplicar diferentes tensões constantes no motor, de forma a determinar vários pares de torque vs. velocidade constante. A Figura 6.25 mostra um ponto experimental determinado no ensaio. Para a velocidade constante de 30 mm/min o torque no acionamento é de aproximadamente 12 Ncm.
Após a identificação de vários pontos experimentais, faz-se um ajuste utilizando uma linha de tendência. Cada ponto experimental desenhado no gráfico final, ilustrado na Figura 6.26, é uma média aritmética de 500 pontos adquiridos pelo sistema de aquisição, durante a movimentação a uma velocidade constante.
Uma série de pares torque-velocidade identifica o atrito de escorregamento para determinada posição da guia. Como não é possível garantir a mesma condição de lubrificação em cada ponto da guia, e em cada ensaio no mesmo ponto da guia, existem pequenas variações no atrito medido a cada curva traçada.
-0,150 -0,100 -0,050 0,000 0,050 0,100 0,150 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
Velocidade de deslocamento da mesa (mm/min)
To rque de se nvo lvi d o pe lo aci o na m e n to ( N m )
Figura 6.26 – Mapa estático do atrito
Na Figura 6.26 verifica-se que somente após disponíveis aproximadamente 6 Ncm, a mesa do porta-ferramenta entrou em movimento, sendo que, logo após