Determinação de durabilidade para roscas: Mais rápido, preciso, económico – incluindo soluções especiais

Os fusos roscados e as porcas possuem um papel central desde o início da industrialização. Surpreendente: Até à data, as declarações relativas à durabilidade e ao desgaste são difíceis de executar, mas seriam de particular importância no que respeita à segurança do investimento. A novidade agora é o sistema de teste da rosca TriboLife: Isto significa que o desgaste pode ser reproduzido rápida e experimentalmente – tornando o dispendioso banco de ensaios de resistência em grande parte supérfluo.

A fricção cria calor. Até os não-engenheiros conseguem perceber bem esta frase. Mas a fricção é muito mais. Para ser mais preciso: O atrito é a resistência que ocorre quando dois corpos que se tocam se movem. O atrito provoca paragem, permitindo-nos parar, com um pouco de sorte, mesmo num chão de azulejo húmido depois do duche.

Leis antigas de fricção de 1699 – e muitas questões em aberto

Há muitos exemplos que demonstram que o atrito tem um efeito positivo. No entanto, o que torna o atrito tão ambivalente para engenheiros e aplicações técnicas, pode ser demonstrado com fusos roscados. Se forem instalados em máquinas e equipamentos, estão normalmente expostos a cargas elevadas – palavra-chave: tecnologia de elevação de cargas pesadas. No entanto, a fiabilidade e a vida útil máxima desempenham um papel especial nos sistemas de elevação. A questão central: A ciência tem tido até hoje dificuldade em calcular com precisão as forças de atrito. As leis da fricção ainda em vigor remontam a Guillaume Amonton e ao ano de 1699.

Em roscas e máquinas: A fricção provoca vibração

Os efeitos do atrito estático e deslizante têm uma influência direta sobre as vibrações das peças de trabalho e, assim, complicam as previsões de durabilidade resistente para as roscas. No entanto, os investigadores estão agora novamente focados neste tópico e, se olharmos para as superfícies de dois parceiros de atrito ao nível atómico, as medições mostram que as superfícies acima de uma certa amplitude começam a vibrar de forma extrema. Estas oscilações continuam como vibrações na rosca – completamente desordenadas e caóticas atomicamente. Por outras palavras: O atrito é e continua a ser difícil de calcular em números exatos. Para nos aproximarmos de afirmações fiáveis sobre a durabilidade e a vida útil das roscas, na prática, são por vezes necessários longos testes de carga durante muitas semanas. A simulação do desgaste absorve recursos em conformidade, custa muito dinheiro e diminui a produtividade.

“Como especialistas em roscas, é claro que somos repetidamente questionados sobre a durabilidade dos nossos produtos”, diz Moritz von Soden, diretor administrativo da Bornemann Gewindetechnik, “os nossos engenheiros explicam então a complexidade do atrito físico. Não existem praticamente nenhumas abordagens de cálculo resistentes, especialmente para as roscas trapezoidais. No entanto, em cooperação com a SincoTec Test & Engineering GmbH, conseguimos desenvolver um procedimento de teste que permite que a durabilidade do sistema de porcas de fuso seja determinada com muita precisão e muito mais rapidamente.”

Inovador, rápido, preciso: O sistema de teste da rosca TriboLife

Geralmente, para componentes em engenharia mecânica, os danos por fadiga, como, por exemplo, uma fratura de material, são geralmente utilizados para calcular a durabilidade. No entanto, no caso das roscas, não é tanto um “dano total” que desempenha o papel decisivo, mas sim a determinação do desgaste. A conceção não é, portanto, equivalente a um cálculo de durabilidade, especialmente no caso das roscas trapezoidais.

Com o TriboLife, os processos de envelhecimento podem ser reproduzidos experimentalmente mais rápido do que nunca. Os testes de longo prazo em bancos de ensaio especialmente concebidos são, em grande medida, supérfluos. São possíveis pré-cargas de várias toneladas. Pode ser utilizada uma grande variedade de lubrificantes. A interação entre a porca e a rosca é assegurada por um ângulo ajustável livremente. Além disso, no modo de teste, pode ser alcançada uma ampla gama de temperaturas. O TriboLife atinge frequências de teste de 25 Hertz – o desgaste de 10 anos pode ser assim reproduzido numa semana. Estes fiáveis dados de desgaste são particularmente importantes para muitos fabricantes no desenvolvimento de novos produtos, especialmente quando se trata de comparar materiais e processos de fabrico em várias séries de testes.

Determinação experimental de durabilidade de componentes complexos da rosca

“Prever com precisão a durabilidade das roscas continua a ser um desafio, mesmo com o TriboLife. Ainda assim, há inúmeros possibilidades de aplicação, sendo que o sistema de teste rápido é uma grande vantagem, especialmente para a correta conceção de roscas trapezoidais”, explica o engenheiro Steffen Krause, chefe de desenvolvimento da SincoTec Test & Engineering GmbH, “como nosso parceiro de cooperação, a Bornemann pode aconselhar os clientes exigentes a um novo nível. Não esquecer: Até agora, os testes intensivos de resistência eram simplesmente demasiado dispendiosos para a maioria das aplicações. Com o TriboLife, é possível fazer mais – mesmo para roscas especiais, no futuro, será possível fazer afirmações exatas sobre o desgaste e a durabilidade.”

No Youtube, pode encontrar mais informações sobre o TriboLife:
https://www.youtube.com/watch?v=tA4qDsPSmWk

Sobre a Bornemann

A Bornemann Gewindetechnik (www.bornemann-gewindetechnik.de) produz roscas em todas as formas especiais. Possui soluções especiais para aplicações em tecnologia de elevação e engenharia hidráulica de aço, bem como equipamento de palco e válvulas de bloqueio em barragens, para citar apenas algumas. Além do exigente trabalho de precisão em roscas dente de serra, transportadores helicoidais e roscas de várias correntes, o foco está na produção de grandes fusos roscados trapezoidais e conjuntos de porcas prontos para instalar. As matérias-primas são todas materiais tensionáveis. Os tamanhos padrão para fusos roscados variam de 10 a 300 mm de diâmetro e até 10 m de comprimento. Comprimentos de até 100 m podem ser produzidos em versões com várias partes. Com a ajuda de um processo de fabricação desenvolvido pela Bornemann, as superfícies de rosca são obtidas com qualidade de polimento.