A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
MancaisDeslizamento(Versão Impressão)

Pré-visualização | Página 2 de 5

com asfalto, e graxas nas quais o agente espessante em vez de um sabão metálico é uma argila modificada (como a bentonita tratada) ou a sílica gel
a consistência das graxas, medida pela profundidade de penetração de um cone padronizado, é especificada pelo National Lubrificating Grease Institute por um índice que varia de 000 a 6 NLGI: graxas 000 a 0 são semi-fluidas (uso típico em engrenagens e correntes), 1 e 2 são graxas moles (mancais de rolamento e deslizamento em geral), 3 e 4 são graxas médias (mancais de deslizamento severo), e 5 e 6 são graxas duras (vedação de labirintos)
LA e LB são graxas API automotivas para chassis e GA, GB e GC para mancais (C melhor que B melhor que A)
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
Viscosidade
a viscosidade é uma das propriedades mais importantes dos lubrificantes usados nos mancais de deslizamento, e quantifica a resistência ao cisalhamento ou ao fluxo de um fluido sobre ou entre paredes sólidas
ao se esfregar entre os dedos uma gota de um óleo pouco viscoso ela resiste menos que a de um óleo mais viscoso
e após molhar uma superfície inclinada, os fluidos muito viscosos (como o mel, e.g.) escorrem mais devagar que os pouco viscosos (como a água)
como uma regra geral, os óleos mais viscosos tendem a suportar cargas maiores mas também a dissipar mais energia nos mancais de deslizamento 
geralmente a viscosidade decresce com a temperatura Q
por isso, para diminuir a perda de carga é usual se aquecer os óleos mais pesados para abaixar sua viscosidade antes de bombeá-los por oleodutos (termicamente isolados)
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
as superfícies dos mancais de deslizamento operam em velocidades diferentes, e sempre geram um gradiente de velocidade no fluido lubrificante (que gruda em ambas)
viscosidade dinâmica ou absoluta m
fluidos resistem ao cisalhamento, logo manter uma placa de área A (= a ·b) deslizando sobre sobre um filme fluido de espessura h (<< a, b) requer uma força F, que nele gera um perfil de velocidade u(y) (pois as camadas do fluido que molham superfícies sólidas adquirem sua velocidade)
nos fluidos newtonianos, t = F/A = m ·du/dy
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
ordem de grandeza da viscosidade dinâmica m (ou absoluta) de vários fluidos comuns
como a viscosidade m = t/du/dy é a razão entre a tensão cisalhante t e a derivada da velocidade du/dy que ela provoca ao longo da espessura do filme do fluido, a unidade de m é Pas 
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
no SI a viscosidade dinâmica m é medida em Pa.s
no sistema inglês a unidade de m é o reyn, sendo 1reyn = = 1psi.s = 6890 Pa ·s, e no cgs a unidade chama-se poise (1P = 1dina.s/cm2, sendo comum medir-se a viscosidade m dos óleos lubrificantes em cP, 1cP = 0.01P = 1m Pa.s)
mas a viscosidade cinemática  dos óleos lubrificantes é mais fácil de medir (pelo tempo para escoar 60ml do óleo numa dada temperatura através de um tubo capilar vertical com 12.27mm de comprimento e 1.77mm de diâmetro no viscosímetro universal Saybolt, VUS)
a unidade da viscosidade cinemática  no SI é m2/s, mas o cSt = 1mm2/s é mais usado (com a notação Zk para ), (m2/s) = Zk(cSt)/106 (cSt = centistoke, 1 stoke = 1cm2/s)
a relação (empírica) entre o tempo t em s para escoar o óleo no VUS e a sua viscosidade dinâmica m é dada por m = r . = r .(0.22t - 180/t) .10-6 Pa.s (onde r é a massa específica do óleo em kg/m3 na Q do teste)
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
corte esquemático do viscosímetro Saybolt 
a temperatura deve ser mantida constante durante todo o teste, pois tanto a viscosidade quanto a massa específica dos óleos variam muito com Q
pode-se estimar a variação da massa específica dos óleos por 
rQ  rQr - 6.3 .10-4(Q - Qr) (rQr é a massa específica numa temperatura de referência Qr, em graus Celsius)
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
comparação entre as faixas das viscosidades cinemáticas (medidas em cSt = mm2/s) em duas temperaturas diferentes (Q = 40oC e Q = 100oC) que são permitidas para vários óleos lubrificantes padronizados por diferentes associações normalizadoras 
só para relembrar, as viscosidades cinemática n e dinâmica m são relacionadas por m = r . , onde r é a massa específica do lubrificante 
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
a variação da viscosidade com a temperatura Q dos óleos lubrificantes é muito grande, e não pode ser desprezada na prática
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
especificações da SAE para a viscosidade dos óleos de motores modernos
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
Tipos de Lubrificação
hidrodinâmica
tipo de lubrificação na qual não há contato entre o eixo e o mancal, cujas superfícies são mantidas separadas por um filme de lubrificante que, apesar de muito fino (pode ser medido em mm), é grosso o suficiente para suportar toda a carga transmitida pelo mancal (por isso, mancais hidrodinâmicos podem trabalhar quase sem desgaste)
é a rotação relativa entre o eixo e o mancal que gera a pressão necessária para suportar a carga, bombeando o filme de lubrificante através da zona cuneiforme causada pela excentricidade (que é muito pequena) entre o eixo e o mancal, a qual é induzida pela carga e pela rotação
assim, a lubrificação hidrodinâmica requer movimento relativo contínuo no par eixo-mancal, e um suprimento permanente de lubrificante para ser bombeado entre eles, mas não precisa que o lubrificante seja pressurizado
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
hidrostática
requer que o lubrificante seja pressurizado até separar as superfícies carregadas via um filme grosso, mas não requer movimento relativo entre elas
elastohidrodinâmica
ocorre entre superfícies lubrificadas em movimento de rolamento (em engrenagens, e.g.), quando as (grandes) tensões de contato (Hertzianas) e as propriedades não-Newtonianas do lubrificante são muito importantes
camada limite
deslizamento em velocidades baixas, sem estabilização do filme lubrificante, cujo comportamento depende mais da composição química (aditivos) que da viscosidade
sólida
é a fratura de filmes sólidos friáveis ou muito macios (Pb, grafite, MoS2, e.g.) que funciona como o “lubrificante”
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
as condições operacionais influem no tipo da lubrificação
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
Tower descobriu a lubrificação hidrodinâmica por volta de 1880 ao perceber que o óleo vazava sob pressão do furo de lubrificação dos mancais parciais de locomotiva que ele estava testando
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
a
Tower descobriu que a pressão p variava ao redor e ao longo do mancal, cuja pressão nominal era P = W/DL
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
a lubrificação hidrodinâmica só pode ocorrer com o eixo em rotação suficientemente alta para bombear o óleo necessário através da folga radial, e é a cunha formada entre o eixo e o mancal que gera no filme de óleo a pressão requerida para suportar a carga
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
na lubrificação hidrodinâmica o eixo bombeia o óleo através da folga radial, e flutua sobre o filme formado, não havendo contato metal-metal durante a operação
a folga mínima é bem pequena, da ordem de mm, logo os mancais devem ter muito bom acabamento 
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
Lei de Petroff 
Petroff estimou o atrito num mancal de deslizamento cheio de óleo newtoniano supondo o eixo centrado (sob cargas W pequenas) girava numa velocidade U = 2prN e para isso precisava do torque T para vencer a tensão t
Castro,J.T.P.
*
Castro,J.T.P.
Castro,J.T.P.
sendo P = W/2rL a pressão nominal, f o coeficiente de atrito, fW a força de fricção e T = fWr = f(2rLP)r o torque que o mancal dissipa por atrito, pode-se obter f fazendo
chamando de número característico do mancal ou no de Sommerfeld, obtém-se f(r/c) = 2p2S 
desta forma pode-se expressar o atrito no mancal como uma função de S (na realidade, pode-se usar artifícios similares para expressar outras variáveis