Desenvolvimento de uma metodologia e estudo de parâmetros associados à medição de atrito estático de lonas de freio

Abstract

No ramo da tribologia, um parâmetro importante que deve ser analisado em materiais aplicados nos freios de estacionamento é o atrito estático. Porém, poucos estudos a respeito são encontrados na literatura. O objetivo desse trabalho consiste em desenvolver uma metodologia para medição de atrito estático em amostras de lonas de freio atritadas contra um disco de ferro fundido cinzento. Para isso, são utilizados: um tribômetro do tipo pino-sobre-disco, um scanner tridimensional, um estereoscópio, um microscópio, além da técnica de segmentação de superfícies para caracterização da morfologia dos platôs de contato. Nesse estudo analisa-se o atrito estático, a topografia (rugosidade) e morfologia da superfície (platôs). Métodos estatísticos (testes de Anderson-Darling e de Kruskal-Wallis e correlação de Spearman) são empregados com a finalidade de determinar a existência de diferenças significativas entre formulações de materiais de fricção avaliadas e estabelecer correlações entre os parâmetros analisados. Os resultados encontrados indicam que a correlação entre atrito estático e rugosidade é inconclusiva. A correlação obtida entre o atrito e o percentual de platôs pode ser considerada estatisticamente forte para um dos materiais analisados. Em relação ao atrito estático, a análise estatística demonstra que a metodologia desenvolvida é capaz de determinar diferenças significativas entre formulações.

In the field of tribology, an important parameter that must be analyzed in parking brakes materials is static friction. However, few studies about this subject are found in the literature. The objective of this study is to develop a methodology for static friction measurement in brake lining samples rubbed against a gray cast iron disc. For this, a pin-on-disk tribometer, a three-dimensional scanner, a stereoscope, a microscope and a surface segmentation technique to characterize the contact plateau morphology of the analyzed surfaces are used. This study analyzes static friction, topography (roughness) and surface morphology (plateaus). Statistical methods (Anderson-Darling and Kruskal-Wallis tests and Spearman correlation) are employed to determine the existence of significant differences between formulations of friction materials evaluated and to establish correlations between the analyzed parameters. The results indicate that the correlation between static friction and roughness is inconclusive. The correlation between the friction and the number of plateaus can be considered statistically strong for one of the analyzed materials. Regarding static friction, statistical analysis demonstrates that the developed methodology is able to determine significant differences between formulations.