Analysis of the influence of pre-loading in the rating life calculation of tapered roller bearings applied to lightweight front-axle differentials

For intricate automotive systems that enclose several components, such as gearboxes, an important aspect of the design is defining the correct assembly parameters. A proper assembly can ensure optimized operating conditions and therefore the components can achieve a longer life. In the case of the support bearings applied to front-axle lightweight differentials, the assembly preload is a major aspect for an adequate performance of the system. During the design phase it is imperative to define reference values to this preload, so the application would endure its requirements. However, with the assistance of computer simulations, it is possible to determine an optimum condition of operation, i.e. optimum pre-load, which would increase the system reliability. This paper presents a study on the influence of preload on the rating life of tapered roller bearings applied to light-weight front axle differentials, evaluating how preload affects several key parameters such as rating life and displacement of components, taking into account the flexibility of the surrounding differential housing. Copyright © 2012 SAE International.

Projeto de uma roda para comporta vagão usando elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comments on Magnetically levitated micro PM motors by two types of active magnetic bearings

This note clarifies the design of proportional derivative (PD) controllers for the magnetic levitation systems of micro PM motors proposed in the above paper. It is shown that the PD controllers cannot stabilize the described levited micro motors because it is necessary to use other values of parameters for these controllers. We present necessary and sufficient conditions for the stability of the controlled systems described in the paper.

Temporal variability of soil CO2 emission after conventional and reduced tillage described by an exponential decay in time model

A quantificação do impacto das práticas de preparo sobre as perdas de carbono do solo é dependente da habilidade de se descrever a variabilidade temporal da emissão de CO2 do solo após preparo. Tem sido sugerido que as grandes quantidades de CO2 emitido após o preparo do solo podem servir como um indicador das modificações nos estoques de carbono do solo em longo termo. Neste trabalho é apresentado um modelo de duas partes baseado na temperatura e na umidade do solo e que inclui um termo exponencial decrescente do tempo que é eficiente no ajuste das emissões intermediárias após preparo: arado de disco seguido de uma passagem com a grade niveladora (convencional) e escarificador de arrasto seguido da passagem com rolo destorroador (reduzido). As emissões após o preparo do solo são descritas utilizando-se estimativa não linear com um coeficiente de determinação (R²) tão alto quanto 0.98 após preparo reduzido. Os resultados indicam que nas previsões da emissão de CO2 após o preparo do solo é importante considerar um termo exponencial decrescente no tempo após preparo.

Desempenho operacional de uma semeadora-adubadora de precisão, em função do preparo do solo e do manejo da cobertura de inverno

Avaliou-se o desempenho operacional de campo de uma semeadora-adubadora de precisão, equipada com seis linhas espaçadas de 550 mm, em um solo muito argiloso, classificado como Nitossolo Vermelho Distrófico Latossólico, na semeadura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.). Os tratamentos consistiram de três métodos de preparo do solo: a) convencional (uma aração com arado de discos e duas gradagens niveladoras); b) escarificação (uma passagem de escarificador conjugado com rolo destorroador), e c) semeadura direta. Esses procedimentos foram combinados com quatro condições de cobertura do solo no inverno (consórcio aveia-preta + nabo forrageiro manejados com rolo-faca, triturador de palhas, herbicida e solo em pousio). Os métodos de preparo do solo e os manejos da cobertura foram repetidos por três anos consecutivos. Os valores de força e pico de força de tração na barra, patinagem dos rodados motrizes e consumo de combustível foram maiores no preparo com escarificador em relação aos obtidos no preparo convencional e na semeadura direta. A capacidade de campo efetiva foi maior na semeadura direta em relação aos outros tratamentos. Os manejos efetuados nas coberturas vegetais e o solo mantido em pousio não influenciaram em nenhuma das variáveis.

Influência de defeitos e diferentes processos de fabricação nas propriedades mecânicas finais de cerâmicas

Os materiais cerâmicos são atualmente cada vez utilizados como opção na engenharia mundial. Por se tratar de materiais com alta resistência mecânica, possuem muitas aplicações em diversas áreas, como por exemplo a de mancais, a automotiva (sensores, isoladores, catalisadores, pistões, válvulas, revestimentos), a de implantes biocompatíveis (dentário, substituição óssea, válvulas cardíacas), a de produtos sujeitos ao desgaste (guias), a de refratários (revestimento de equipamento bélico, componentes de fornos), a eletrônica, e outras. Nos processos de fabricação da cerâmica há uma gama de fatores que contribuem para as características do produto final. Devido a isso, muitos pesquisadores têm trabalhado no estudo da influência de determinados defeitos e técnicas de produção de cerâmicas nas características do produto final. Este trabalho tem como objetivo fazer uma revisão bibliográfica de recentes artigos que analisam a influência de fatores como velocidade de queima, surgimento de trincas, porosidade, fases cristalinas, e tamanho de partículas, nas propriedades mecânicas finais das cerâmicas. Pode-se concluir que é possível aperfeiçoar o processo de fabricação da cerâmica a fim de promover as melhores propriedades mecânicas possíveis, conhecendo-se fatores prejudiciais e métodos adequados para se obter o melhor produto final.

Evaluation of strip rolling directly from the semi-solid state

defect metal alloy strip when thixorolling directly from the semi-solid state. To facilitate the study lead/tin alloys were chosen for their relatively low operating temperature. The objective is to extrapolate these findings to the higher temperature aluminium, alloys. Three alloys (70%Pb30%Sn, 60%Pb-40%Sn, 50%Pb-50%wtSn) were used particularly to study the influence of the solidification interval. The equipment consists of a two roll mill arranged as an upper and lower roller, where both rollers are driven at a controlled speed. The lower roller is fed with semi solid alloy through a ceramic nozzle attached to the lower end of a cooling slope. Several types of nozzle and their position at the roller were tested. This produced different solidifications and consequently different finished strip. The alloys were first cast and then poured onto the cooling slope through a tundish in order to create a continuous laminar flow of slurry and uniformity of metal strip quality. The pouring was tested at different positions along the slope. The cooling slope was coated with colloidal graphite to promote a smooth slurry flow and avoid the problem of adherence and premature solidification. The metallic slurry not only cools along the slope but is also initially super-cooled to a mush by the lower roller whilst at room temperatures, thus enabling thixorolling. It was also found that the nozzle position could be adjusted to enable the upper roller to also contribute to the solidification of the metallic slurry. However the rollers and the cooling slope naturally heat up. Temperature distribution in these zones was analysed by means of three thermocouples positioned along the cooling slope and a fourth in the base of the semi solid pool within the nozzle. The objective being to design an optimum pouring and cooling system. The formed strip was cooled down to room temperature with a shower of water. Microstructures of the thixorolling process were analysed. The differences in solidification conditions resulted in differing qualities of finished strip and corresponding defect types, all of which are a serious quality issue for the rolled product.

On the stabilising effect of gyroscopic moments in an automotive turbocharger

Automotive turbochargers, which operate at very high speeds, exceeding 180,000 r/min, exhibit two strong sub-harmonic modes of vibrations due to oil-whirl instability. These are a conical mode and an in-phase whirl mode. The gyroscopic effects can be very important in such a rotor system. This article presents a theoretical investigation into these effects on the conical whirl instability of a turbocharger induced by the angular (tilting) motion of a rigid rotor. A simplified linear model is used to analyse the rotor-bearing system by investigating the effects of the gyroscopic moment on the internal moments. A gyroscopic coefficient, defined by the geometry of the rotor, is shown to govern the stability of the conical whirl motion. A threshold value of 1/2 is determined for this coefficient to suppress the conical whirl. This value remains unaffected if the rotor is asymmetric and is supported by floating ring bearings, which is the case in a practical turbocharger.

Identification of lubricant contamination by biodiesel using vibration analysis and neural network

Purpose - The purpose of this paper is to provide information on lubricant contamination by biodiesel using vibration and neural network.Design/methodology/approach - The possible contamination of lubricants is verified by analyzing the vibration and neural network of a bench test under determinated conditions.Findings - Results have shown that classical signal analysis methods could not reveal any correlation between the signal and the presence of contamination, or contamination grade. on other hand, the use of probabilistic neural network (PNN) was very successful in the identification and classification of contamination and its grade.Research limitations/implications - This study was done for some specific kinds of biodiesel. Other types of biodiesel could be analyzed.Practical implications Contamination information is presented in the vibration signal, even if it is not evident by classical vibration analysis. In addition, the use of PNN gives a relatively simple and easy-to-use detection tool with good confidence. The training process is fast, and allows implementation of an adaptive training algorithm.Originality/value - This research could be extended to an internal combustion engine in order to verify a possible contamination by biodiesel.

Vibration Attenuation in Rotating Machines Using Smart Spring Mechanism

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Effects of subcutaneous methadone, morphine, buprenorphine or saline on thermal and pressure thresholds in cats

This study compared pressure and thermal thresholds after administration of three opioids in eight cats. Pressure stimulation was performed via a bracelet taped around the forearm. Three ball-bearings were advanced against the forearm by inflation of a modified blood pressure bladder. Pressure in the cuff was recorded at the end point (leg shake and head turn). Thermal threshold was tested as previously reported using a heated probe held against the thorax [Dixon et al. (2002) Research in Veterinary Science, 72, 205]. After baseline recordings, each cat received subcutaneous methadone 0.2 mg/kg, morphine 0.2 mg/kg, buprenorphine 0.02 mg/kg or saline 0.3 mL in a four period cross-over study. Measurements were made at 15, 30, 45 min and 1, 2, 3, 4, 8, 12 and 24 h after the injection. Data were analysed by ANOVA (P < 0.05). There were no significant changes in thresholds after saline. Thermal threshold increased at 45 min after buprenorphine (maximum 2.8 +/- 3 degrees C), 1-3 h after methadone (maximum 3.4 +/- 1.9 degrees C) and 45 min to 1 h (maximum 3.4 +/- 2 degrees C) after morphine. Pressure threshold increased 30-45 min (maximum 238 +/- 206 mmHg) after buprenorphine, 45-60 min after methadone (maximum 255 +/- 232 mmHg) and 45-60 min and 3-6 h (maximum 255 +/- 232 mmHg) after morphine. Morphine provided the best analgesia, and methadone appears a promising alternative. Buprenorphines limited effect was probably related to the subcutaneous route of administration. Previously, buprenorphine has produced much greater effects when given by other routes.

Effects of buprenorphine, carprofen and saline on thermal and mechanical nociceptive thresholds in cats

To evaluate a prototype pressure stimulus device for use in the cat and to compare with a known thermal threshold device.Eight healthy adult cats weighing between 3.0 and 4.9 kg.Pressure stimulation was given via a plastic bracelet taped around the forearm. Three 2.4 mm diameter ball bearings, in a 10-mm triangle, were advanced against the craniolateral surface of the antebrachium by manual inflation of a modified blood pressure bladder. Pressure in the cuff was recorded at the end point (leg shake and head turn). Thermal threshold was also tested. Stimuli were stopped if they reached 55 degrees C or 450 mmHg without response. After four pressure and thermal threshold baselines, each cat received SC buprenorphine 0.01 mg kg(-1), carprofen 4 mg kg(-1) or saline 0.3 mL in a three period cross-over study with a 1-week interval. The investigator was blinded to the treatment. Measurements were made at 0.25. 0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 6, 8, and 24 hours after injection. Data were analyzed by using ANOVA.There were no significant changes in thermal or pressure threshold after administration of saline or carprofen, but thermal threshold increased from 60 minutes until 8 hours after administration of buprenorphine (p < 0.05). The maximum increase in threshold from baseline (Delta T-max) was 3.5 +/- 3.1 degrees C at 2 hours. Pressure threshold increased 2 hours after administration of buprenorphine (p < 0.05) when the increase in threshold above baseline (Delta P-max) was 162 +/- 189 mmHg.This pressure device resulted in thresholds that were affected by analgesic treatment in a similar manner but to a lesser degree than the thermal method. Pressure stimulation may be a useful additional method for analgesic studies in cats.

Seeder-fertilizer machine: energetic demand as a function of vegetal covering handling and manure deposition shank depth in no-tillage system

O trabalho teve por objetivo avaliar a demanda energética de uma semeadora-adubadora, em função do tipo e manejo da cultura de cobertura vegetal e da profundidade da haste de deposição de adubo. Foi utilizado um trator Valtra BM100, instrumentado, para tracionar uma semeadora-adubadora de precisão equipada com quatro fileiras de semeadura espaçadas de 0,9 m para cultura de milho. O experimento foi conduzido em parcelas subsubdivididas, na área experimental do Laboratório de Máquinas e Mecanização Agrícola (LAMMA) da UNESP-Jaboticabal, utilizando duas culturas de cobertura (mucuna-preta e crotalária), três manejos dessas coberturas, sendo dois mecânicos (triturador de palhas e rolo-faca) e um químico (pulverização com herbicida), realizados 120 dias após a semeadura das culturas de cobertura e três profundidades da haste de deposição do adubo (0,11; 0,14 e 0,17 m), perfazendo 18 tratamentos, com quatro repetições, totalizando 72 observações. Foram avaliados os parâmetros velocidade de deslocamento, patinagem, força na barra de tração, força de pico, potência na barra de tração, potência de pico e consumo de combustível. Pôde-se concluir que a força na barra de tração foi menor para as profundidades de 0,11 e 0,14 m da haste sulcadora de adubo, o mesmo ocorrendo para força de pico, potência na barra de tração e consumo volumétrico. O consumo específico foi menor na profundidade de 0,17 m da haste sulcadora de adubo. As culturas de cobertura e seus manejos não interferiram no desempenho das máquinas estudadas.

Método experimental para determinação das capacitancias parasitas do motor de indução trifásico acionado por inversor MLP

A proposta deste trabalho é apresentar uma nova metodologia para determinação experimental das capacitancias parasitas do motor de indução trifásico de rotor em gaiola. As capacitancias parasitas fazem parte do circuito equivalente do motor para estudos de interferência eletromagnética causada no motor de indução em modo comum quando ele for acionado por inversor controlado por modulação por largura de pulsos (MLP). Os procedimentos propostos para o desenvolvimento deste novo método consistem em: a) determinação dos parâmetros do circuito equivalente do motor de indução trifásico, em regime permanente, através de ensaio em laboratório; b) estabelecer configurações de ligações entre o inversor MLP e o motor para medições das grandezas de interesse que são as seguintes: tensões de modo comum e de eixo, correntes de fuga e de eixo, através de circuito de medição desenvolvido para este fim; c) calcular os valores das capacitancias parasitas entre estator e carcaça do motor; estator e rotor; rotor e carcaça e de rolamento utilizando a expressão matemática da definição de capacitancia; d) utilizar o software Pspice para simular o sistema motor de indução trifásico, alimentado por inversor MLP, com os circuitos equivalentes em baixas e altas frequências; e) obter as formas de onda características do fenômeno de modo comum.

Matéria-prima da formação Corumbataí na região do pólo cerâmico de Santa Gertrudes, SP, com características naturais para fabricação de argila expandida

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