Investigation on Surface Finishing of Components Ground with Lapping Kinematics: Lapgrinding Process

Over the last three decades, researchers have responded to the demands of industry to manufacture mechanical components with geometrical tolerance, dimensional tolerance, and surface finishing in nanometer levels. The new lapgrinding process developed in Brazil utilizes lapping kinematics and a flat grinding wheel dressed with a single-point diamond dresser in agreement with overlap factor (U(d)) theory. In the present work, the influences of different U(d) values on dressing (U(d) = 1, 3 e 5) and grain size of the grinding wheel made of silicon carbide (SiC = 800, 600 e 300 mesh) are analyzed on surface finishing of stainless steel AISI 420 flat workpieces submitted to the lapgrinding process. The best results, obtained after 10 minutes of machining, were: average surface roughness (Ra) 1.92 nm; 1.19 mu m flatness deviation of 25.4 mm diameter workpieces and mirrored surface finishing. Given the surface quality achieved, the lapgrinding process can be included among the ultra-precision finishing processes and, depending on the application, the steps of lapping followed by polishing can be replaced by the proposed abrasive process.

Surface finishing of flat pieces when submitted to lapping kinematics on abrasive disc dressed under several overlap factors

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Performance of aerodynamic baffles in cylindrical grinding analyzed on the basis of air layer pressure and speed

Over the years, grinding has been considered one of the most important manufacturing processes. Grinding is a high precision process, and the loss of a single workpiece in this stage of the production is unacceptable, fir the value added to the material is very high due to many processes it has already undergone prior to grinding. This study aims to contribute toward the development of an experimental methodology whereby the pressure and speed of the air layer produced by the high rotation of the grinding wheel is evaluated with and without baffles, i.e., in an optimized grinding operation and in a traditional one. Tests were also carried out with steel samples to check the difference in grinding wheel wear with and without the use of baffles.

High-velocity oxyfuel Cr3C2-NiCr replacing hard chromium coatings

Comparative wear and corrosion properties of Cr3C2-NiCr (CC-TS) (a high-velocity oxyfuel [HVOF]) and hard chromium (HC) coating's obtained on a steel substrate have been studied. The structural characterization was done before and after measurements by optical microscopy, scanning electron microscopy, and scanning white light interferometry. Wear and corrosion properties were evaluated by ball on disk (ASTM G99-90), rubber wheel (ASTM G65-91), and electrochemical measurements of open circuit and polarization curves. The best corrosion and wear resistance was for the CC-TS obtained by HVOF. The open-circuit potential values measured for both samples after 18 h of immersion we're: -0.240 and -0.550 V, respectively, for CC-TS and HC, versus Ag/AgCl,KClsat. Three orders of magnitude lower volume loss were found for CC-TS (HVOF) after friction tests compared with HC.

Influence of HVOF parameters on the corrosion and wear resistance of WC-Co coatings sprayed on AA7050 T7

Thermal spray WC-based coatings are widely used in the aircraft industry mainly for their resistance to wear, reworking and rebuilding operations and repair of worn components on landing gear, hydraulic cylinders, actuators, propeller hub assemblies, gas turbine engines, and so on. The aircraft industry is also trying to use thermal spray technology to replace electroplating coatings such as hard chromium. In the present work, WC-Co coatings were built up on an AA 7050 aluminum alloy using high velocity oxygen fuel (HVOF) technology and a liquid nitrogen cooling prototype system. The influence of the spray parameters (standard conditions, W19S, increasing the oxygen flux, W19H, and also increasing the carrier gas flux, W19F) on corrosion, friction, and abrasive wear resistance were also studied. The coatings were characterized using optical (OM) and scanning electron (SEM) microscopy, and X-ray diffraction (XRD). The friction and abrasive wear resistance of the coatings were studied using Rubber Wheel and Ball on Disk tests. The electrochemical studies were conducted using open-circuit potential (E(oc)) measurements and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Differences among coated samples were mainly related to the variation of the thermal spray parameters used during the spray process. No significant differences were observed in the wear resistance for the coatings studied, and all of them showed a wear rate around 10 times lower than that of the aluminum alloy. The results of mass loss and wear rate were interpreted considering different mechanisms. Comparing the different spray parameters, the oxygen flux (higher flame temperature) produced the sample which showed the highest corrosion resistance in aerated and unstirred 3.5% NaCl solution. Aluminum ions were detected on the surface almost immediately after the immersion of samples W19S and W19F in chloride solution, showing that the electrolyte reached the substrate and galvanic corrosion probably occurred. For sample W19H, aluminum ions were not detected even after 120 min of immersion in NaCl solution. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Corrosion and Wear Studies of Cr3C2NiCr-HVOF Coatings Sprayed on AA7050 T7 Under Cooling

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Qualidade da colheita mecanizada de feijão (Phaseolus vulgaris) em dois sistemas de preparo do solo

Dentre as etapas de produção do feijoeiro a colheita é uma das mais importantes, porque pode interferir de maneira decisiva na qualidade e no custo de produção. Assim, objetivou-se avaliar a qualidade da operação da colheita mecanizada de feijão (Phaseolus vulgaris), cultivado sob preparo convencional e plantio direto. As variáveis analisadas foram: o nível de ruído emitido, calculado através de um medidor de pressão sonora; o desempenho operacional, sendo monitorado o consumo de combustível, a patinagem dos rodados e a velocidade de deslocamento do conjunto coletados em uma central digital (datalogger); e a operação de colheita quanto à matéria seca e densidade de palhada, e as perdas na colheita. A velocidade e os consumos horário e operacional apresentaram distribuição normal dos dados, enquanto que o nível de ruído apresentou distribuição assimétrica. As perdas na colheita mecanizada de feijão e a densidade de palhada apresentaram baixa variabilidade e distribuição normal. Assim, apenas o consumo horário e a produção de matéria seca de palhada apresentaram comportamento instável em relação ao controle estatístico de processo, enquanto os demais indicadores mostraram condições de manter a qualidade da operação de colheita tanto no preparo convencional de solo quanto no plantio direto.

O tráfego de máquinas agrícolas e as propriedades físicas, hídricas e mecânicas de um Latossolo dos Cerrados

No Brasil, o tráfego contínuo e inadequado de rodados de máquinas e a ação da soleira dos implementos sobre áreas agrícolas na região dos Cerrados têm provocado alterações dos atributos físicos e mecânicos dos solos. Com este entendimento, este estudo teve por objetivo avaliar a influência do rodado traseiro e da soleira de implementos agrícolas, usualmente utilizados na região dos Cerrados, sobre a compressibilidade de um Latossolo Vermelho distrófico típico. Os ensaios foram realizados em parcelas preparadas com arado de discos, arado de aivecas, grade aradora e semeadora/adubadora, que, desde novembro de 1994 até à data da amostragem, novembro de 1999, estiveram sob o sistema plantio direto. As alterações na compressibilidade foram avaliadas pela quantificação das pressões de preconsolidação, assim como por algumas propriedades físicas e hídricas (densidade do solo, porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado) no momento do preparo e depois da colheita. No momento do preparo, logo depois da passada do rodado e antes que o implemento mobilizasse o solo, o solo foi avaliado em superfície (SP - 0,00 a 0,05 m) e na profundidade média de trabalho (PMT - 0,24 a 0,27 m). A influência da soleira dos implementos foi avaliada logo depois do corte, na profundidade de trabalho abaixo da soleira de cada implemento (PT-SI). Depois da colheita, as amostragens foram repetidas, o que permitiu verificar a influência dos tráfegos subseqüentes. A intensidade de tráfego do rodado e a ação da soleira dos implementos alteraram a compressibilidade, a densidade do solo, a porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado do Latossolo Vermelho distrófico nas profundidades: superficial (SP), profundidade média de trabalho (PMT) e profundidade de corte dos implementos (PT-SI). de maneira geral, a passada do rodado traseiro aumentou os valores de pressão de preconsolidação (sigmap) do solo na superfície (SP), enquanto o tráfego subseqüente, necessário ao cultivo, elevou esses valores em subsuperfície, tanto na PMP como em PT-SI. A passada do rodado elevou e reduziu a densidade do solo (Ds) e a macroporosidade, respectivamente, tendo sido o arado de aivecas o implemento que mais modificou essas propriedades. As soleiras dos órgãos ativos do arado de discos e da grade aradora foram as que mais elevaram a pressão de preconsolidação (sigmap), consolidando, portanto, a estrutura do solo na profundidade PT-SI. Com exceção da semeadora/adubadora, a soleira dos órgãos ativos dos demais implementos avaliados reduziram significativamente a condutividade hidráulica do solo saturado (Ks) na profundidade PT-SI, tendo o arado de aivecas se mostrado o implemento mais impactante, seguido da grade aradora e arado de discos.

Desempenho operacional de trator com e sem o acionamento da tração dianteira auxiliar

Entre os fatores que podem influenciar o desempenho de tração do trator agrícola, destacam-se a pressão de inflação e a carga sobre o rodado motriz. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar, em situação de campo, a influência dos fatores inflação (sob quatro níveis) e carga sobre o rodado motriz (sob quatro níveis), combinados com e sem o uso da tração dianteira auxiliar. O experimento, totalizando 32 tratamentos com três repetições, foi distribuído em blocos ao acaso. O trator estudado foi submetido a uma força de tração constante na barra de tração, imposta por outro trator. Os resultados evidenciaram a influência significativa da lastragem nos parâmetros patinagem e coeficiente de tração, que aumentaram com a redução da carga sobre o rodado. A pressão de inflação influiu significativamente nos parâmetros patinagem, velocidade de deslocamento e potência na barra, sem no entanto apresentar tendência de comportamento. O uso da tração dianteira auxiliar mostrou vantagens significativas em relação aos mesmos parâmetros anteriores. A interação dos fatores pressão de inflação e carga sobre o rodado mostrou que determinadas combinações de pressão foram mais favoráveis para o desenvolvimento de maior velocidade e menor patinagem. As características relacionadas ao desempenho do motor (consumo horário e rotação do motor) não foram afetadas por nenhum dos fatores e/ou suas interações.

Compressibilidade do solo e sistema radicular da cana-de-açúcar em manejo com e sem controle de tráfego

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Determinação da circunferência de rolamento de pneus agrícolas utilizando dois métodos: manual e eletrônico

A circunferência de rolamento dinâmica dos pneus agrícolas é uma medida importante para o estudo do desempenho de tratores agrícolas. Neste trabalho, compararam-se dois métodos de determinação da circunferência de rolamento dinâmica - um manual e um eletrônico (com instrumentação das rodas de tração) - sob duas velocidades de deslocamento e cinco combinações de pressão de inflação nos pneus dianteiros e traseiros. O método manual forneceu valores estatisticamente superiores aos do eletrônico, com diferença absoluta máxima de 0,24%. A pressão de inflação influenciou significativamente os valores medidos, enquanto a velocidade de deslocamento, para os valores do ensaio (3,0 e 6,0 km.h-1), não apresentou influência significativa.

Efeitos da roda compactadora de semeadoras sob cargas verticais na deformação do solo com dois teores de água

O presente trabalho foi conduzido na Pista de Ensaios de Semeadura do Laboratório de Máquinas e Mecanização Agrícola (LAMMA) da UNESP/Jaboticabal - SP, para o estudo da ação da roda compactadora de semeadoras sob cargas verticais, na deformação do solo, com dois teores de água. Os tratamentos consistiram da combinação de dois teores de água e seis cargas verticais, totalizando 12 tratamentos, com três repetições, em dois ensaios, analisando-se a resistência mecânica do solo à penetração e a deformação do solo provocada pela roda compactadora. A roda compactadora utilizada era de alumínio, com massa de 6,4 kg, 40 cm de diâmetro e 10 cm de largura, sob a ação de cargas verticais de 63; 161; 259; 357; 455 e 553 N, obtidas acoplando-se lastros de chumbo sobre a roda compactadora, sendo os teores de água do solo de 15,4 e 9,2%. Os resultados permitem concluir que o teor de água do solo tem grande influência na deformação e compactação do solo, que aumentam proporcionalmente com as cargas verticais sobre a roda compactadora, e que, quanto maior o teor de água do solo, mais suscetível o mesmo fica à compactação e deformação.

Ação de rodas compactadoras de semeadoras submetidas a cargas verticais na deformação do solo

Uma semeadura bem realizada é fundamental para o sucesso de implantação de uma cultura e as rodas compactadoras utilizadas nessa operação devem ser capazes de melhorar o contato solo-semente para promover boa emergência das plântulas. Com o presente trabalho teve-se por objetivo estudar a influência de três modelos de rodas compactadoras submetidas a diferentes níveis de carga vertical, sobre parâmetros físicos do solo, em uma pista de ensaios projetada para essa finalidade. O trabalho foi desenvolvido no município de Uberaba, MG, em LATOSSOLO Vermelho distrófico, textura média, preparado com enxada rotativa. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com 3 tratamentos e quatro repetições. Os modelos de rodas 1 e 2 apresentaram melhores coeficientes de correlação para as equações obtidas nos diagramas pressão-deformação do que a equação obtida com a roda 3.

Efeito da profundidade de semeadura e de rodas compactadoras submetidas a cargas verticais na temperatura e no teor de água do solo durante a germinação de sementes de milho

As rodas compactadoras das semadoras-adubadoras têm como principal função, propiciar o bom contato entre o solo e a semente para garantir a germinação das sementes e a emergência das plântulas. Objetivou-se, neste trabalho, estudar a influência de três modelos de rodas compactadoras, três profundidades de semeadura e três níveis de carga sobre a roda compactadora sob a temperatura e o teor de água do solo. O trabalho foi desenvolvido na pista de ensaios de semeadura, localiza em Uberaba, MG, em Latossolo Vermelho distrófico, utilizando-se o delineamento experimental de parcelas sub-subdivididas, com 27 tratamentos e quatro repetições. As rodas com maior área de contato com o solo proporcionaram maiores valores do teor médio de água e da temperatura do solo. O nível de carga sobre a roda compactadora não afetou a temperatura e o teor de água do solo.

Componentes morfológicos do milho com modelos de roda compactadora, cargas verticais e lâminas de irrigação

Conduziu-se este trabalho, com o objetivo de avaliar três modelos de rodas compactadoras de semeadoras, dois níveis de carga vertical sobre as mesmas e duas lâminas de irrigação durante os períodos de pré e pós-emergência das plântulas de milho. O ensaio foi conduzido na UNESP de Jaboticabal, com o delineamento inteiramente casualizado (DIC) no esquema fatorial 3x2x2, combinando de três modelos de rodas compactadoras (roda lisa com estria, roda lisa com nervura e roda duplo angulada), com dois níveis de carga (162 N e 260 N) e dois teores de água (15 e 19,5 mm dia-¹) sob três repetições. Os parâmetros analisados foram: produtividade, número de grãos por espiga, massa de 100 grãos, matéria seca de plantas, número de dias para emergência, altura das plantas, diâmetro dos colmos das plantas e altura de inserção da primeira espiga. A variável diâmetro do colmo obteve melhor resultado sob a influência de maior lâmina de água, diferente da variável matéria seca de plantas. A inserção da primeira espiga foi afetada pela carga utilizada sobre a roda compactadora durante a semeadura. Quanto maior a carga utilizada, menor é a altura da inserção da primeira espiga. A interação roda x lâmina foi significativa para a variável número de grão.