Comparação do desgaste de um mancal de rolamentos com um mancal deslizante em um motor do ciclo 2-tempos

Abstract

Mancais são componentes mecânicos amplamente utilizados na indústria metalmecânica. Uma das principais falhas nesses componentes ocorre devido ao desgaste sofrido durante sua vida útil, acarretando perdas econômicas e de performance nos mais variados equipamentos. O presente trabalho tem o intuito de comparar o comportamento do desgaste atuante em duas configurações distintas de mancais (mancal de rolamentos e mancal deslizante) em uma aplicação na conexão pino-biela de um motor 2-tempos. Foram realizados testes de durabilidade em motores do ciclo 2-tempos montados com cada configuração de mancal e, após, comparadas as superfícies desgastadas dos componentes. O desgaste foi avaliado por meio de microscopia óptica e confocal, a fim de avaliar os mecanismos de desgaste atuantes e obter um perfil da superfície de desgaste. O mancal de rolamentos apresentou desgaste abrasivo em toda sua superfície assim como fadiga superficial na região de contato com a gaiola de agulhas e adesão com arrancamento de material na região em contato com o pistão. O mancal deslizante, por sua vez, apresentou comportamento uniforme ao longo de toda sua superfície, sendo majoritariamente caracterizado por abrasão e, em menor magnitude, adesão com arrancamento de material.

Bearings are mechanical components widely used in the metalworking industry. One of the main failures in these components occurs due to the wear suffered during their useful life, causing economic and performance losses in the most varied equipment. The present work aims to compare the behavior of acting wear in two distinct configurations of bearings (rolling bearing and sliding bearing) in an application in the pin-connecting rod of a 2-stroke motor. Durability tests were performed on 2-stroke cycle engines mounted with each bearing configuration and then the worn surfaces of the components were compared. Wear was evaluated by optical and confocal microscopy in order to evaluate the acting wear mechanisms and obtain a profile of the wear surface. The rolling bearing showed abrasive wear on its entire surface as well as surface fatigue in the region of contact with the needle cage and adhesion with material pullout in the region in contact with the piston. The sliding bearing, in turn, presented uniform behavior along its entire surface, being mostly characterized by abrasion and, to a lesser extent, adhesion with material pullout.