Estudo do comportamento físico e termoquímico de polímeros comerciais para proposta de substituição de prolongadores de graxeira para uso em motores elétricos

Abstract

O trabalho busca validar a substituição de matéria-prima de um componente metálico de motores elétricos por material polimérico. O componente abordado é o prolongador de graxeira, um elemento de fixação roscado que permite lubrificar os rolamentos de eixo de motores sem desmontagem da carcaça. Na aplicação do componente nos motores elétricos, a graxeira está protegida de impactos pelas tampas defletoras, porém deve resistir às intempéries e uma temperatura máxima de até 120 ºC. Atualmente as graxeiras são compostas de dois componentes (bico graxeiro + prolongador) em material metálico (aço zincado) ou borracha (NBR) em diversos comprimentos. A proposta do trabalho é avaliar a viabilidade de utilização de um material polimérico que atenda os requisitos de aplicação para o prolongador, também oferecendo economia direta na compra de componente e ganho de produtividade. Os polímeros selecionados para ensaio são a poli(acrilonitrila-co-butadieno-co-estireno) (ABS), Polipropileno (PP) e o compósito de Poliamida 6 (Nylon 6) reforçado com 15% em massa de Fibra de Vidro. Os materiais foram avaliados através de caracterização por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Espectroscopia no infravermelho por Transformada de Fourier, antes e após envelhecimento dos corpos de prova em graxa de óleo mineral com espessante de poliureia. Ao fim foi possível determinar a viabilidade da aplicação com possível redução direta de custos de material através da comparação das propriedades obtidas experimentalmente e de literatura com os requisitos para o componente.

This essay seeks to change a base material from a metalic component on electric motors to a polymer. The component in scope is the greasing extension, a threaded fixture device that enables the greasing of the axle bearings without disassembling of the case. In electric motors applications, the greasing extension is protected from impacts by the case covers, but must resist the effects of the elements and a max temperature of up to 120 ºC. Currently, the greasing extensions are built from two components (greasing nipple + extension) in metalic material (zinc plated steel) or rubber (Nitrile rubber) in many lenghts. The proposal of this essay is to evualate the suitability of the use of a polymeric material that comply with the requisites for the extension, also providing direct savings in component purchase and gains in productivity. The polymers selected for the proposal are the poly(acrilonitrile-co-butadiene-co-styrene) (ABS) and Polypropilene (PP), and the Poliamide 6 (Nylon 6) reinforced with 15% mass fraction of glass fiber composite. The materials have been tested through the methods of Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), before and after the aging of samples in mineral grease with polyurea thickener. At the end, it was possible to determine the suitability of the application with direct material cost reduction through the comparison of properties obtained experimentally and through literature with the requisites for the component.