Guia de Lubrificação

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COMUNIDADE EUROPEIA
Fundo Social Europeu
LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Copyright, 1998
Todos os direitos reservados
IEFP
Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma ou processo
sem o consentimento prévio, por escrito, do IEFP
Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Profissional e Emprego, co-financiado pelo
Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE
Colecção
Título
Suporte Didáctico
Coordenação Técnico-Pedagógica
Apoio Técnico-Pedagógico
Coordenação do Projecto
Autor
Capa
Maquetagem e Fotocomposição
Revisão
Montagem
Impressão e Acabamento
Propriedade
Preço
1.ª Edição
Tiragem
Depósito Legal
ISBN
MODULFORM - Formação Modular
Lubrificação
Guia do Formando
IEFP - Instituto do Emprego e Formação Profissional
Departamento de Formação Profissional
Direcção de Serviços de Recursos Formativos
CENFIM - Centro de Formação Profissional da Indústria
Metalúrgica e Metalomecânica
ISQ - Instituto de Soldadura e Qualidade
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SAF - Sistemas Avançados de Formação, SA
ISQ / Rui Bacelar
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Av. José Malhoa, 11 - 1000 Lisboa
4 500 esc.
Portugal, Lisboa, Junho de 1998
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IG . 1IG . 1IG . 1IG . 1IG . 1
Índice Geral
ÍNDICE GERAL
I - LUBRIFICANTES
• Introdução I.2
• Objectivos da lubrificação I.2
• Tipos de lubrificantes I.2
• Óleos minerais I.2
• Principais propriedades dos óleos I.3
• Densidade I.3
• Pontos de inflamação e ignição I.4
• Ponto de escorrimento ou de congelação I.4
• Viscosidade I.4
• Índice de viscosidade I.5
• Aspecto, cheiro I.5
• Cor I.5
• Estabilidade à oxidação I.6
• Outras características I.6
• Aditivos I.6
• Acção dos aditivos I.6
• Aplicações dos aditivos I.9
• Massas lubrificantes I.10
• Tipos de massas lubrificantes I.10
• Lubrificantes sintéticos I.11
• Lubrificantes sólidos I.11
• Resumo I.14
• Actividades / Avaliação I.15
II - SISTEMAS DE LUBRIFICAÇÃO
• Introdução II.2
• Lubrificação fluida II.2
• Lubrificação por película fina II.4
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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IG . 2IG . 2IG . 2IG . 2IG . 2
Índice Geral
• Sistemas de aplicação II.5
• Sistemas de circulação II.5
• Filtros II.6
• Processos de filtragem II.7
• Especificação de filtros de óleo II.8
• Bombas II.8
• Depósitos II.9
• Sistemas hidráulicos II.12
• Sistema centralizado II.16
• Aplicações II.18
• Chumaceiras de rolamentos II.18
• Engrenagens II.18
• Cilindros II.18
• Resumo II.20
• Actividades / Avaliação II.21
III - SISTEMAS DE VEDAÇÃO
• Introdução III.2
• Tipos de vedantes e as suas características III.2
• Características da interface - sólido / vedante III.2
• Tipos de vedantes dinâmicos III.3
• Vedantes com rebordo III.3
• Vedantes faciais III.4
• Vedantes mecânicos III.4
• Vedantes com folga pré-determinada III.5
• Vedantes em anel “O” III.8
• Resumo III.9
• Actividades / Avaliação III.10
IV - EQUIPAMENTOS E PROCEDIMENTOS
• Introdução IV.2
• Necessidade de lubrificação IV.3
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IG . 3IG . 3IG . 3IG . 3IG . 3
Índice Geral
• Chumaceiras de rolamentos IV.4
• A necessidade de lubrificação IV.5
• Factores que afectam a lubrificação IV.6
• Características operacionais dos lubrificantes IV.8
• Engrenagens IV.9
• Tipos de engrenagens IV.9
• Factores a considerar na escolha de lubrificantes IV.10
• Características do lubrificante para engrenagens em cárter
fechado IV.11
• Lubrificação de cilindros compressores de ar IV.12
• Características do óleo IV.12
• Resumo IV.14
• Actividades / Avaliação IV.15
V - ARMAZENAMENTO
• Introdução V.2
• Contaminação com água V.2
• Prevenção V.4
• Armazenagem de massas lubrificantes V.5
• Temperaturas de armazenamento V.5
• Armazém de lubrificantes V.6
• Componentes voláteis dos produtos V.6
• Segurança na armazenagem e manuseamento V.7
• Resumo V.8
• Actividades / Avaliação V.9
VI - ANÁLISE DE CONDIÇÃO
• Introdução VI.2
• Vantagens das técnicas de análise de condição VI.2
• Selecção do nível de análise VI.2
• Selecção de máquinas e componentes VI.3
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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IG . 4IG . 4IG . 4IG . 4IG . 4
Índice Geral
• Métodos gerais de controlo VI.3
• Análise dos óleos usados VI.4
• Viscosidade VI.5
• Número de neutralização VI.5
• Os insolúveis VI.5
• Água e sedimentos VI.5
• Diluição por combustível VI.6
• Cor VI.6
• Aparência VI.6
• Conclusão VI.6
• Resumo VI.7
• Actividades / Avaliação VI.8
BIBLIOGRAFIA B.1
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
Lubrificantes
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LubrificantesLubrificantesLubrificantesLubrificantesLubrificantes
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação I . 1I . 1I . 1I . 1I . 1
Lubrificantes
OBJECTIVOS
No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a:
• Classificar os diversos tipos de lubrificantes;
• Identificar as principais propriedades dos óleos.;
• Definir a acção dos aditivos.
TEMAS
• Introdução
• Objectivos da lubrificação
• Tipos de lubrificantes
• Óleos minerais
• Principais propriedades dos óleos
• Densidade
• Pontos de inflamação e ignição
• Ponto de escorrimento ou de congelação
• Viscosidade
• Índice de viscosidade
• Aspecto, cheiro
• Cor
• Estabilidade à oxidação
• Outras características
• Aditivos
• Acção dos aditivos
• Aplicações dos aditivos
• Massas lubrificantes
• Tipos de massas lubrificantes
• Lubrificantes sintéticos
• Lubrificantes sólidos
• Resumo
• Actividades / Avaliação
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I . 2I . 2I . 2I . 2I . 2
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
A lubrificação pode ser definida como sendo uma forma de separação de
superfícies (constituintes de uma máquina) com movimento relativo, por meio
de uma substância, o lubrificante, com o fim de reduzir o atrito e de permitir o
funcionamento nas melhores condições.
A lubrificação vai reduzir ao mínimo as perdas de potência e o desgaste das
peças, o que origina um aumento de rendimento e a vida útil da máquina.
Os objectivos da lubrificação são:
• Diminuir o atrito entre os órgãos em movimento.
• Reduzir o desgaste das superfícies em contacto.
• Reduzir ou evitar a corrosão.
• Actuar como refrigerante, dissipando o calor produzido pelo atrito.
• Estancar os órgãos em contacto.
• Evacuar da zona de atrito os sedimentos prejudiciais nela depositados, quer
por arraste, quer por dissolução neste, sem no entanto alterar as qualidades
básicas do lubrificante.
• Evitar a poluição sonora, reduzindo o ruído, permitindo um trabalho mais
suave e silencioso das máquinas.
Óleos minerais
Os óleos lubrificantes são obtidos por destilação fraccionada (processo de
refinação) do petróleo bruto, fazendo-se a separação das fracções pesadas que
incluem os futuros óleos lubrificantes, dos outrosconstituintes do petróleo bruto
como o gasóleo, o petróleo e o gás.
Antes da utilização desse destilado como lubrificante, é necessário proceder a
novas refinações, devido à presença de ceras parafinas (que têm o inconveniente
de solidificarem a temperatura baixa) em quantidades excessivas, de grande
número de hidrocarbonetos instáveis (pouco estáveis em condições de
temperatura nos motores de combustão interna), de resinas, asfaltos e outros
elementos indesejáveis, para que se possa produzir um óleo de grande qualidade.
INTRODUÇÃO
OBJECTIVOS DA LUBRIFICAÇÃO
TIPOS DE LUBRIFICANTES
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação I . 3I . 3I . 3I . 3I . 3
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Devido, essencialmente, à presença de hidrocarbonetos nos óleos minerais,
podemos classificar os óleos em diferentes grupos:
I - Os de base parafínica.
II - Os de base nafténica.
III - Os de base aromática.
IV - Os de base mista.
Este tipo de classificação deve-se à diferença entre as propriedades físicas de
cada classe.
Por exemplo, os de base parafínica caracterizam-se por um alto índice de
viscosidade, um elevado ponto de congelação e um baixo peso específico,
enquanto que os obtidos por simples destilação de base nafténica mostram um
baixo índice de viscosidade, um baixo ponto de congelação e um peso específico
superior aos de base parafínica.
Densidade
A densidade de um óleo é a relação entre o peso de um dado volume desse
óleo e o peso de um volume igual de água.
Por vezes indica-se, como característica de um óleo, o seu grau API (American
Petroleum Institute) em vez da densidade:
Graus A.P.I. = 141.5 - 131.5
Densidade
Os óleos parafínicos têm uma densidade de cerca de 0,87 e os óleos nafténicos
uma densidade de pelo menos 0,9. Qual o grau API a que corresponde cada um
dos óleos?
Resolução:
Utilizando a equação anterior, temos:
Graus A.P.I. (parafínico) = 141.5 - 131.5 = 31,6
0,87
Graus A.P.I (nafténico) = 141.5 - 131.5 = 25,7
0,9
PRINCIPAIS PROPRIEDADES DOS ÓLEOS
Exemplo I. 1
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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I . 4I . 4I . 4I . 4I . 4
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Aos óleos parafínicos corresponde um grau API 30, e aos óleos nafténicos
corresponde um grau API 20.
Pontos de inflamação e ignição
O ponto de inflamação de um óleo é a temperatura mínima, à qual o óleo liberta
à sua superfície uma concentração suficiente de vapores, que se inflamam
quando se aproxima uma chama.
Ponto de escorrimento ou de congelação
O ponto de escorrimento ou de congelação de um óleo é a temperatura mais
baixa a que ele ainda escorre ou flui quando arrefecido em determinadas
condições .
Viscosidade
Esta é provavelmente a propriedade mais importante de um óleo lubrificante.
Reduz o grau de atrito interno ou de resistência que um líquido oferece ao
escorrimento.
Figura I.1 - Determinação da viscosidade
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação I . 5I . 5I . 5I . 5I . 5
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
As unidades de medida de viscosidade mais frequentes são as seguintes:
• Graus Engler, unidade utilizada em toda a Europa, excepto em Inglaterra.
• Segundos Redwood (SR), utilizada em Inglaterra.
• Segundos Saybalt Universais (SSU), utilizada nos Estados Unidos.
A viscosidade é dada pelo tempo de escoamento de determinado volume de
líquido através de um tubo curto, ou de um tubo capilar, sob a acção da gravidade.
A viscosidade do lubrificante tem de ser, suficientemente elevada para assegurar
uma película lubrificante, e bastante baixa para que as perdas por atrito próprio
não sejam excessivas. Dado que a viscosidade do lubrificante se altera com as
variações térmicas, torna-se necessário tomar em conta a temperatura que o
óleo atingiu quando a máquina se encontrava em funcionamento. Além disso,
como no caso dos óleos para automóveis, estes devem ser suficientemente
fluídos, mesmo a temperaturas abaixo do zero, para permitirem o arranque.
Índice de viscosidade
A variação de viscosidade com a temperatura exprime-se geralmente pelo “índice
de viscosidade” e este é o número empírico que indica o efeito de mudança de
temperatura sobre a viscosidade de um óleo. Um índice de viscosidade baixo
significa uma mudança relativamente grande de viscosidade com a temperatura.
Aspecto, cheiro
Embora não sejam susceptíveis de medição rigorosa, estas características
fornecem, no entanto, por simples apreciação, algumas indicações sobre o
aspecto do óleo.
Assim, quanto ao aspecto dir-se-á que uma ligeira turvação do óleo, com
aparência de emulsão mais ou menos amarelada ou leitosa, significa a presença
de água no seio do produto.
Quanto ao cheiro, se este for acre, será sintoma de o óleo se encontrar oxidado.
Cor
A coloração por transparência, pode fornecer indicações quanto ao tipo de
refinação mais ou menos rigorosa a que o óleo foi submetido:
• Uma coloração forte, num óleo novo, indica tratamento pouco rigoroso.
• Uma coloração leve significa boa refinação.
Em óleos usados se a cor se encontrar bastante carregada em relação ao óleo
novo será sinal de forte oxidação.
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Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Estabilidade à oxidação
Todos os lubrificantes se deterioram quando aquecidos a temperaturas elevadas
na presença do ar. Este fenómeno é devido à combinação das moléculas dos
hidrocarbonetos com o oxigénio do ar. A temperaturas inferiores a 60º C, o grau
de oxidação de óleos altamente refinados é desprezável, mas aumenta
rapidamente com o aumento da temperatura, até que, a cerca de 150 - 200º C,
o grau de oxidação é importante. Este fenómeno causa escurecimento da cor
do óleo e o aumento da viscosidade, verificando-se em condições extremas
um engrossamento do óleo formando um depósito de borra castanha e insolúvel.
Outras características
Outros factores de informação sobre os óleos são dados pela quantidade de
cinzas, o número de precipitação, o índice de neutralidade, o número de
saponificação, características de emulsão, o ponto de anilina, a resistência à
corrosão, os insolúveis, as espumas, resíduos de carbonosos, % de água, %
de enxofre forte e diluição (principalmente em óleos de motor).
A finalidade dos aditivos é a de alterar ou reforçar uma ou algumas propriedades
dos óleos base.
Estes aditivos podem ser divididos em dois grupos:
• Os que modificam algumas características físicas, como a temperatura de
escoamento (ponto de fluidez), a formação de espuma, o índice de
viscosidade, etc.
• Os que modificam características químicas como os anti-oxidantes,
anti-corrosivos e anti-ferrugem, aditivos anti-desgaste, aditivos de reserva
alcalina, etc.
Acção dos aditivos
Melhoradores do índice de viscosidade
Um dos grupos de aditivos mais importantes são os melhoradores do índice de
viscosidade. São constituídos por polímeros de elevado peso molecular.
ADITIVOS
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação I . 7I . 7I . 7I . 7I . 7
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Anti - oxidantes
Estes aditivos são compostos orgânicos. São constituídos por compostos
sulfurosos, fosfatos, fenóis, etc. A oxidação tem características de reacção em
cadeia e estes compostos quebram e atrasam a reacção.
Aditivos alcalinos
A função deste aditivo é a neutralização dos ácidos resultantes da oxidação do
óleo e/ou derivados da combustão.
Detergentes/dispersão
Estes aditivos actuam como detergentes,removendo depósitos e como
dispersantes, evitando que os produtos de oxidação do óleo e outros compostos
insolúveis se aglomerem em partículas de grandes dimensões.
Inibidores de corrosão/ferrugem
A acção de protecção é obtida pela sua reacção com as superfícies metálicas
formando camadas protectoras.
Abaixadores de temperatura de escoamento
Estes aditivos actuam por destruição das redes que os cristais de cera ou
parafinas tendem a formar quando a temperatura desce abaixo de certos valores.
Aditivos EP (Extrema Pressão) e anti-desgaste
Estes aditivos foram desenvolvidos sobretudo para aplicações mecânicas severas
e muito severas como motores de grande potência, circuitos hidráulicos de
elevada performance, engrenagens hipóides, etc., onde se verificam velocidades
de escorregamento elevadas e cargas específicas muito altas.
Aditivos de untuosidade
Este aditivo tem como função reduzir o atrito ou desgaste e aumentar o poder
lubrificante.
Aditivos anti-espuma
A espuma é constituída por pequeníssimas bolhas de ar que se formam quando
um óleo é agitado com o ar. Os aditivos detergentes aumentam a tendência dos
óleos para a formação de espuma. A formação de espuma pode ser evitada pela
adição de pequena quantidades deste aditivo.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP · ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
I . 8I . 8I . 8I . 8I . 8
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Aditivo de adesividade
Em algumas aplicações de lubrificantes na industria é necessário que o óleo
não escorra nem seja sacudido do ponto de aplicação, pelo que deve possuir
uma coesão molecular maior do que a sua viscosidade pode sugerir. Assim,
este aditivo deve ter uma textura pegajosa.
Emulsionador
Estes aditivos são activos sobre as superfícies e reduzem as tensões superficiais
do óleo permitindo portanto a mistura do óleo e da água formando uma suspensão
estável.
Óleos gordos
Em condições de humidade estes aditivos aumentam o poder molhante dos óleos.
Aditivos sólidos
Estes aditivos são usados sob a forma de pó seco ou misturados com óleo,
com fluidos sintéticos, massas consistentes ou água, suportando temperaturas
e pressões mais elevadas.
Agentes espaçadores
Este aditivo converte o óleo em lubrificante sólido ou semi-sólido.
Aditivos repelentes de água
Melhoram as propriedades de resistência à água.
Passivadores de metais
Os passivadores de metais formam películas inactiva através da absorção física
ou química das superfícies metálicas de forma a evitar ou contrariar os efeitos
catalizadores de oxidação ou corrosão.
Aditivo controlador de cheiro
Este aditivo tem a função de dar ao lubrificante um cheiro distinto ou agradável,
ou disfarçar cheiro indesejável.
Aditivo anti-séptico
Este aditivo evita a formação de colónias de bactérias.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação I . 9I . 9I . 9I . 9I . 9
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Aplicações dos aditivos
No quadro I.1 indicam-se as áreas de especial interesse dos vários aditivos e
os óleos bases a que normalmente são adicionados.
Quadro I.1
Legenda:
AO - Anti-oxidante;
IV - Melhoradores do índice de viscosidade;
F - Abaixador do ponto de fluidez;
AE - Anti-espumas;
IC - Inibidores de corrosão;
BC - Bactericidas;
TS - Modificadores da tensão superficial;
L - Outros compostos (controladores de cheiro, melhoradores de untuosidade,
adesividade, etc.);
EP - Adesivos de “extrema pressão” e anti-desgaste.
Aplicação Aditivos Base
Rolamentos AO; F; AE; IC Nafténica
Engrenagens Mista
Parafínica
Equipamentos AO; IV; F; AE; EP Nafténica
têxteis Mista
Parafínica
Redutores e AO; IV; F; IC; EP Nafténica
multiplicadores Mista
Parafínica
Turbinas AO; IV; AE; TS; IC Nafténica ou Mista
Motores AO; IC; IV; F; AE; EP Nafténica
Mista
Parafínica
Compressores AO; IV; F; EP; IC; L Nafténica
Mista
Parafínica
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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I . 10I . 10I . 10I . 10I . 10
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Em determinadas aplicações onde o acesso do lubrificante não é fácil ou em
que a força da gravidade desloca o óleo lubrificante da área a lubrificar, utilizam-
se com sucesso as massas lubrificantes. Estas evitam também a entrada de
impurezas nas chumaceiras e consequentemente, a utilização de vedantes.
As massas lubrificantes, também designadas por massas consistentes, são
suspensões coloidais de óleo, um espessante e água. Conforme o tipo de
espessante, assim variam as suas características.
Tipos de massas lubrificantes
• Massas cálcicas;
• Massas sódicas;
• Massas líticas;
• Massas complexas;
É aconselhável a utilização de massas na lubrificação dos casos seguintes:
• Quando a peça a lubrificar esteja desenhada de tal maneira que garanta um
fluxo fácil de lubrificação pelos interstículos.
• Quando o lubrificante tiver tendência para sair do suporte.
• Quando for necessário proteger energicamente o mecanismo a lubrificar
contra agentes corrosivos, tais como a humidade, o pó, etc.
• Quando for necessário evitar que o lubrificante escorra, o que é muito
prejudicial, especialmente nas indústrias têxteis, alimentares, etc.
• Quando o lubrificante não participe na evacuação de calor.
Os lubrificantes sintéticos têm já alguns anos de aplicação na lubrificação de
motores de avião e noutros casos em que a lubrificação que tem base mineral
e aditivos não satisfaz.
LUBRIFICANTES SINTÉTICOS
MASSAS LUBRIFICANTES
Vantagens
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação I . 11I . 11I . 11I . 11I . 11
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Vantagens
Os lubrificantes sintéticos podem ser agrupados em:
• Poliglicais - ésteres fosfóricos;
• Ésteres - hidrocarbonetos de síntese.
As utilizações mais correntes são em compressores de frigoríficos, turbinas a
gás, sistemas hidráulicos e engrenagens.
As grandes vantagens destes em relação aos óleos minerais são uma maior
viscosidade a altas temperaturas e um ponto de fluidez bastante mais baixo do
que os óleos minerais. Apresentam também um aumento considerável do índice
de viscosidade.
O ponto de inflamação é também ligeiramente mais elevado.
Uma das principais desvantagens a uma utilização extensiva é o seu preço e
certas restrições relativamente a determinados materiais de juntas e vedantes.
Os lubrificantes sólidos são utilizados quando os lubrificantes fluidos são
indesejáveis ou ineficientes.
No primeiro caso estão as máquinas industriais farmacêuticas, alimentares,
têxtil, e no segundo caso a existência de condições de trabalho adversas.
Estas condições podem ser criadas por atmosferas corrosíveis ou
extraordinariamente poeirentas, altas ou muito baixas temperaturas, radiação
e pressões subatmosféricas. Também se utiliza este tipo de lubrificante em
situações de pressões extremamente elevadas que levariam à explosão dos
lubrificantes fluídos da área de contacto.
No quadro I.2 apresentam-se, de uma forma resumida, os principais tipos de
lubrificantes e aditivos, bem como as respectivas funções.
Desvantagens
LUBRIFICANTES SÓLIDOS
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Guia do Formando
LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP · ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
I . 12I . 12I . 12I . 12I . 12
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Quadro I.2 - Tipos de Lubrificantes e aditivos e respectivas funções (continua)
Tipo Tipos Função
de lubrificante de aditivos dos aditivos
Óleo de turbina Inibidor de oxidação Extensão da vida útil dos óleos
Óleo hidráulico Inibidor de ferrugem Evitar a formação de ferrugem
Óleo de circulação Compostos anti-espuma Diminuir a formação de espuma
Óleo parachumaceiras Aditivos E.P. Suportar pressões extremas
De motores eléctricos Abaixadores do ponto de Utilização em tempo frio
fluxão
Para compressores Inibidores de oxidação Evitar a formação de verniz, lamas e
de ar corrosão nas ligas das chumaceiras
Lubrificante de linha Inibidor de ferrugem Resistência à formação de ferrugem
de ar
Compostos polares Melhor lubrificação na presença de água
Anti-espuma Evitar a formação de espuma
Óleos para Compostos de enxofre, Evitar as microsoldaduras das
engrenagens cloro, chumbo, zinco e rugosidades das superfícies, devido
fósforo às extremas pressões
Tipo Hipide - E.P. Inibidores de ferrugem Evitar a ferrugem devido à presença de água
Tipo para Substâncias gordas, polares Aumentar a resistência da película e a
engrenagens sem-fim lubrificação
Tipo para Anti - espuma Evitar a formação de espuma
engrenagens expostas Solvente Facilidade de aplicação
Óleo para motores, Aumentador do índice de Facilidade de arranque com tempo frio
HD e óleo para viscosidade
compressores Abaixador do ponto de
portáteis fluxão
Detergente-Dispersante Manter os motores limpos
Inibidores de Resistência dos óleos à oxidação, e evitar
oxidação-corrosão a corrosão de liga das chumaceiras
e anti-desgaste Menor desgaste dos aros e das camisas
Anti-espuma Evitar a formação de espuma
Anti-ferrugem Resistência à formação de espuma
Óleos para Aditivo de untuosidade e Reduzir o atrito e desgaste
barramentos aderência, compostos E.P. Não gotejamento
Protectivos Materiais polares, Protecção do aço contra a ferrugem
emulsionantes
Petrolatos
Óleos de laminagem Óleo de palma ou outros Evitar o arranhado das superfícies,
aditivos polares proporcionando bom acabamento
Óleos solúveis ou outros
emulsionáveis
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação I . 13I . 13I . 13I . 13I . 13
Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
Quadro I.2 - Tipos de Lubrificantes e aditivos e respectivas funções
Tipo Tipos Função
de lubrificante de aditivos dos aditivos
Anti-agarramento Pó de chumbo, cobre, Evitar o agarramento de roscas e
zinco, grafite e outras superfícies sujeitas a grandes
bissulfureto de molibdénio pressões
Boa vedação sob pressão
Óleos solúveis Sulfonatos óleo-solúveis, Estabilização das emulsões de óleo água
sabões e outros Eliminação da acção bacteriológica
emulsionadores
Bactericidas
Óleos de Têmpera Substâncias polares e Boa acção molhante no metal aquecido
outros agentes molhantes
Óleos de corte Materiais polares ou gordos Adesão aos metais e redução do atrito
Enxofre, cloro, fósforo, Suporte de condições de extrema pressão
gorduras sulforizadas
Anti-espuma Diminuição da espuma
Fluidos hidráulicos Inibidores de ferrugem Resistência à corrosão e ferrugem
resistentes ao fogo
Inibidores de oxidação Longa duração
Compostos anti-espuma Diminuição da espuma
Anti-desgaste Diminuição do desgaste nas bombas
Massas consistentes Sabões de sódio e lítio Agente espessador para dar consistência
para rolamentos e elevada temperatura de gotejamento
Inibidor de oxidação Resistência à oxidação e alteração da
estrutura
Inibidor de ferrugem Evitar a ferrugem em condições de
humidade
Desactivadores de metais Evitar o efeito catalítico dos metais
Massas Sabões de cálcio, lítio Agente espessador
consistentes E.P. e sódio
(Extrema Pressão)
Cloro, enxofre, fósforo, Suporte de pressões extremas e cargas
chumbo, zinco ou de choque
bisulfureto de molibdénio
Compostos polares Usados em presença de água para
melhorar a lubrificação
Inibidor de oxidação Resistência à oxidação
Massas para copos Sabão de cálcio Agente espessador
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Lubrificantes
Componente Científico-Tecnológica
RESUMO
Nesta unidade temática foram abordadas as noções de “Lubrificação” e “Aditivos”,
os diferentes tipos existentes e respectivas funções.
A lubrificação separa, através de um lubrificante, as superfícies com movimento
relativo de uma máquina, permitindo desta maneira um bom funcionamento da
máquina.
Os vários tipos de lubrificantes existentes são:
a) Óleos minerais. Obtidos por destilação fraccionada do crude e que devido à
presença de hidrocarbonetos podem ser classificados em vários grupos. As
suas propriedades principais são:
• A densidade,
• Ponto de inflamação e ignição,
• Ponto de escorregamento ou de congelação,
• Viscosidade,
• Aspecto,
• Cheiro,
• Cor,
• Estabilidade á oxidação,
b) Lubrificantes sintéticos;
c) Lubrificantes sólidos;
d) Massas lubrificantes;
e) Aditivos. Os aditivos têm como objectivo alterar ou reforçar algumas das
propriedades dos óleos base, que podem ser divididos em dois grupos. Os
que modificam características físicas e os que modificam características
químicas.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação I . 15I . 15I . 15I . 15I . 15
Lubrificantes
Componente Prática
ACTIVIDADES / AVALIAÇÃO
1. Qual a finalidade dos aditivos e quais as principais modificações que originam?
2. Quais os objectivos da lubrificação?
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
Sistemas de Lubrificação
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Sistemas de LubrificaçãoSistemas de LubrificaçãoSistemas de LubrificaçãoSistemas de LubrificaçãoSistemas de Lubrificação
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação II . 1II . 1II . 1II . 1II . 1
Sistemas de Lubrificação
OBJECTIVOS
No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a:
• Classificar os vários tipos de Sistemas de lubrificação e Sistemas de
aplicação de lubrificantes;
• Identificar e classificar os diferentes elementos de cada tipo de sistema de
lubrificação.
TEMAS
• Introdução
• Lubrificação fluida
• Lubrificação por película fina
• Sistemas de aplicação
• Sistemas de circulação
• Filtros
• Processos de filtragem
• Especificação de filtros de óleo
• Bombas
• Depósitos
• Sistemas hidráulicos
• Sistema centralizado
• Aplicações
• Chumaceiras de rolamentos
• Engrenagens
• Cilindros
• Resumo
• Actividades / Avaliação
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
De uma maneira geral, a lubrificação dos órgãos de máquinas divide-se
fundamentalmente em duas classes, cada uma delas dependente do tipo da
respectiva película lubrificante.
São elas:
• Lubrificação fluida ou por películas fluidas: são as que se formam com
uma alimentação de lubrificante suficiente para manter as superfícies
separadas umas das outras, evitando o contacto metálico directo.
• Lubrificação por película fina: trata-se de películas muito delgadas que
se formam sobre as superfícies que se lubrificam. Estas podem ser
constituídas por óleos, massas ou por um lubrificante sólido, como seja a
grafite ou o bisulfureto de molibdénio.
A lubrificação fluida exige um fluxo de óleo constante, o qual mantém as
superfícies separadas. Isto consegue-se, conforme o caso, em qualquer das
seguintes situações:
a) Cunha de óleo ou lubrificação hidrodinâmica.
Nalguns casos, quando a velocidade relativa das duas superfícies é considerável,
produz-se uma acção, a que se dá o nome de formação da película por efeito de
cunha (ou hidrodinâmica), que evita o contacto metálico entre elas. Para ilustrar
esta acção, imaginaremos o dispositivo que mostra a figura II.1 e que é constituído
por uma chumaceira para cargas axiais. A película fluida de lubrificante forma-
se por efeito dopróprio movimento da superfície superior ao procurar imprimir
às camadas de óleo que estão em contacto com ela uma velocidade igual à
sua. Simultaneamente, as camadas de lubrificante que se encontram em
contacto com a superfície fixa inferior tendem a manter-se estacionárias, do
que resulta as camadas intermédias adquirirem maior velocidade à medida que
se aproximam da superfície em movimento.
Figura II.1 - Formação de película espessa numa chumaceira de impulso de almofadas
inclinadas (A, B e C formação da película)
INTRODUÇÃO
Tipos de lubrificação
LUBRIFICAÇÃO FLUIDA
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação II . 3II . 3II . 3II . 3II . 3
Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
Devido à configuração convergente da almofada fixa, as camadas comprimem-
se no final do plano inclinado originando uma força que se opõe a que as
superfícies se toquem e que haja contacto metálico. Evidentemente, isto só é
possível quando o mecanismo se encontra em movimento, e a separação é
tanto maior quanto mais elevada for a velocidade operacional. O mesmo se
verifica com chumaceiras lisas que recebem uma quantidade suficiente de
lubrificante, como mostra a figura II.2. É o caso das chumaceiras lubrificadas
por anel, circulação, banho de óleo, etc.
Figura II.2 - Formação de película espessa numa chumaceira radial
b) Óleo sob pressão ou escorregamento.
Existem casos em que o movimento entre as superfícies é tão lento que não é
possível manter uma película entre o moente e o casquilho (figura II.3), sendo
então necessário injectar lubrificante para manter uma película fluida e evitar
assim contacto metálico directo, entre as superfícies.
Figura II.3 - Princípio de lubrificação por esmagamento de película
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
Uma situação muito vulgar é a que se verifica na lubrificação dos cavilhões que
unem as bielas aos êmbolos em todas as máquinas com movimento alternativo
e em que este é reversível em carga e em direcção giratória (figura II.4).
Figura II.4 - Esmagamento de película num casquilho de cavilhão
Nestes casos, é necessário aplicar o lubrificante por meio de pressão no ponto
onde é mínima a compressão entre o moente e o casquilho, porque mudando
instantaneamente o ponto onde a carga incide, esta não consegue expelir a
película que suporta.
Ao deslocar-se noutra direcção, encontra cheio o espaço onde actuará a
compressão e que foi entretanto alimentado com óleo sob pressão. A reversão
do movimento auxilia a formação de películas por esmagamento. Para lubrificar
eixos muito pesados utilizam-se elevadores para introduzir o lubrificante,
imediatamente antes e depois de funcionarem, evitando desgastes que de outro
modo ocorreriam, pelas razões já referidas (lubrificação hidrostática).
Este tipo de lubrificação, Lubrificação Limite, envolve uma película muito fina
que pode ter entre 0,0002 e 0,0005 mm de espessura, e que é suficiente para
proteger as superfícies em que é aplicada (figura II.5). Normalmente, com este
tipo de lubrificação não se pode evitar um certo contacto metálico, e portanto
desgaste, embora o seu uso seja corrente e prático por motivos da concepção
de máquinas, carga, velocidade, etc. É de baixo custo operacional e de
instalação. Entre os sistemas utilizados contam-se os copos de lubrificação
por óleo e massa, por torcida, lubrificadores mecânicos, etc. É também conhecido
pelo nome de lubrificação perdida, dado que o lubrificante utilizado não é
recuperado.
LUBRIFICAÇÃO POR PELÍCULA FINA
Lubrificação limite
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Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
Figura II.5 - Movimento relativo entre as superfícies do moente da chumaceira
Os vários sistemas existentes para aplicar lubrificantes são utilizados conforme
a concepção das máquinas ou órgãos a lubrificar, cargas em causa, condições
operacionais, eficiência, etc. Assim temos, por exemplo, sistemas de circulação
por banho ou salpico, à mão ou por meio de dispositivos especiais.
Sistemas de circulação
Muito utilizados, identificam-se por um abundante fluxo de óleo sobre os órgãos
a lubrificar. Consistem geralmente de uma bomba que injecta o lubrificante a
uma determinada pressão e velocidade, através de encanamentos que conduzem
até aos pontos das máquinas onde é necessário. Dali é recolhido num tanque
de decantação e regressa para um depósito a partir do qual é aspirado por uma
bomba, para iniciar novo ciclo no sistema.
Figura II.6 - Sistema de lubrificação, por pressão
SISTEMAS DE APLICAÇÃO
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
Nestas circunstâncias, o óleo tem de servir durante longos períodos sem perder
as suas propriedades. Se o lubrificante escolhido for adequado para o sistema,
isto é, se se tratar de um produto de alta qualidade, com grande resistência à
oxidação, inibidores contra a formação de ferrugem, etc., poder-se-à garantir
que durará muito tempo. No entanto, por muito bom que seja o lubrificante, se
ele tiver de suportar um serviço contínuo e temperaturas operacionais um tanto
elevadas, chegará um momento em que se oxidará, se tornará mais viscoso,
formará lamas e lacas que prejudicam o sistema, e em que terá, portanto, de
ser substituído. Assim, há que fixar períodos adequados para renovar as cargas
de óleo e para as manter a nível constante, de forma a assegurar um fluxo
correcto do lubrificante. Estes sistemas podem funcionar por gravidade ou
pressão.
No caso do sistema funcionar por gravidade, o óleo contido no referido tanque é
elevado por meio da bomba para um depósito aéreo do qual desce por gravidade
até aos pontos a lubrificar.
Figura II.7 - Elementos principais de um sistema de circulação
No segundo caso, o tanque de decantação pode fazer parte do próprio depósito,
ou estar em comunicação com outro independente, do qual é bombado
directamente às peças que carecem de lubrificante. Estes sistemas são
frequentemente equipados com refrigeradores e filtros montados em série ou
em derivação, além do depósito, tanque de decantação, tubagem e bomba.
Filtros
Os filtros representados na figura II.7 têm diversas funções. Assim:
• Filtro de ar: geralmente de papel, retém impurezas do ar.
• Filtro do depósito: rede em tela metálica, retém as impurezas.
• Filtro de sucção: rede metálica, situado na zona de sucção da bomba faz a
protecção da mesma.
• Filtro de pressão: Situado do lado de pressão faz a protecção do resto do
sistema e das chumaceiras.
Funções
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Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
• Filtro de retorno: retém os produtos resultantes do desgaste.
• Filtro de limpeza: separado do resto, faz a limpeza geral do volume total do
sistema.
Na figura II.8, está representado um Filtro de Pressão mostrando os seus
elementos constitutivos.
Figura II.8 - Filtro de Pressão
Processos de filtragem
Na maior parte dos sistemas o fluido lubrificante é obrigado a passar
continuamente durante períodos apreciáveis podendo a filtragem ser efectuada
por um ou dois processos:
a) Caudal total – neste caso, passa pelo filtro todo o volume de lubrificante e
encontra-se colocado depois da bomba. Todo o óleo é filtrado durante um
período de funcionamento.b) “By Pass” – só parte do óleo passa através do filtro sendo, por exemplo 90%
passado em paralelo; é um processo que não dá total garantia de impedir a
passagem de partículas do reservatório para as chumaceiras.
Algumas vantagens são, contudo, inerentes a este processo.
Filtragem de caudal total
Filtragem por “By pass”
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Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
Pode ser usado um filtro de menores dimensões e em condições de baixa
temperatura, com viscosidade elevada, evitando a restrição no escoamento que
se verifica no outro caso. Uma importante vantagem é a inexistência de risco de
interrupção de lubrificante quando o filtro está completamente entupido.
Especificação de filtros de óleo
Alguns pontos que devem ser especificados na escolha de um filtro, são:
a) dimensão máxima das partículas depois da passagem no filtro;
b) perda de pressão permitida no filtro;
c) valores de caudal esperados;
d) gama de temperaturas esperadas;
e) viscosidade do fluido lubrificante;
f) temperatura máxima de trabalho;
g) compatibilidade entre o fluido e elementos filtrantes.
Bombas
As bombas podem ser construtivamente divididas em:
a) De engrenagens – são relativamente compactas e simples.
No caso de se pretender um funcionamento silencioso, é necessário usar dentes
helicoidais. Capacidade em caudal até cerca de 0,02 m3/s (ver figura II.9).
Figura II.9 - Bombas de engrenagens
Bombas de engrenagens
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Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
b) De lobos – apresentam capacidade de deslocar líquidos voláteis de baixa
viscosidade a temperaturas e pressões relativamente elevadas.
c) De parafuso – São adaptáveis à transmissão de turbinas. Têm características
de baixo ruído com grande capacidade de sucção e podem funcionar
continuamente a grandes velocidades com baixo consumo.
d) De pás ou palhetas – Compactas e simples, com grande capacidade no aspecto
de pressão. Especialmente utilizadas em sistemas de responsabilidade.
Figura II.10 - Bomba de palhetas
e) Centrífuga – São especialmente indicadas para deslocar óleo sujo e
apresentam boa capacidade a pressão moderada.
De entre todas as bombas, são as centrifugas que apresentam a maior
capacidade (até 0,15 m3/s). As de menor capacidade são as de pás. No aspecto
caudal as de engrenagens e lobos são equivalentes, mas as de engrenagens
permitem obter pressões mais elevadas que as de lobos.
Depósitos
No que diz respeito ao tipo de material constituinte dos depósitos de lubrificantes
existem duas possibilidades:
• Aço inoxidável (ou alumínio anodizado). É um material relativamente mais
caro, mas sem necessidade de um tratamento posterior de protecção. Os
custos de manutenção são baixos.
• Aço macio. Mais vulgarmente utilizado, mas necessita de tratamento
contra a corrosão.
Bombas de parafuso
Bombas de lobos
Bombas centrífugas
Bombas de pás
Tipo de material dos
depósitos
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Distribuição de Volumes nos depósitos de lubrificante
Na figura II.11 estão representados esquematicamente os diversos volumes
relativos num depósito de lubrificante.
Figura II.11 - Distribuição de volumes relativos num depósito de lubrificante
V0 – é o volume previsto para a ventilação, restrição de espuma e expansão
térmica (cerca de 10 a 20 % do volume total).
V1 – é o volume do óleo de retorno durante a passagem.
V2 – capacidade de funcionamento;
V2 = caudal * tempo de passagem.
V3 – volume não operacional, definido pelos elementos interiores de depósito /
/ separador, filtros, radiadores, etc.
Ss – é o sistema dito estacionário.
St – é o nível de funcionamento.
Elementos Constituintes
Linha de retorno – é localizada ao nível de funcionamento ou acima e deve
funcionar a meio caudal para permitir à espuma assentar. A utilização de uma
grade contribui para evitar a formação de espuma.
Linha de sucção – deve estar o mais afastada possível da linha de retorno e,
geralmente, a cerca de 2/3 da profundidade do nível de funcionamento.
A utilização de uma bóia permite obter uma profundidade constante.
Painéis e Separadores – evita o escoamento directo do retorno para a sucção
e também confere rigidez ao depósito.
Ventiladores – permitem a variação de volume no depósito e o seu número
pode ser calculado tomando como referência um ventilador por cada área de 5
metros quadrados da superfície do depósito (figura II.12).
Constituição do depósito
=
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Figura II.12 - Tipos de Ventiladores
Bojões de drenagem – devem ser localizados na superfície mais baixa do
depósito, que deve apresentar uma inclinação de 1:10 a 1:30. A utilização de
uma plaqueta sobre o bojão permite obter primeiro o escoamento da camada
inferior (figura II.13).
Figura II.13 - Bojões de drenagem
Indicadores de nível – os mais utilizados são os visores de vidro por serem
simples e funcionais.
Painéis de desgasificação – devem ser constituídos por rede extremamente
fina e completamente imersa para evitar que os gases (essencialmente o ar)
sejam recirculados (figura II.14).
Figura II.14 - Painéis de desgasificação
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Aquecedores e Radiadores – os primeiros têm a função de facilitar a circulação
no arranque a temperatura baixa e promover a separação da água. Os segundos
permitem reduzir a temperatura do óleo durante a circulação.
Reforçadores – para evitar a deformação do depósito. De preferência são
exteriores.
Aparelhagem de controlo – são essencialmente termómetros no caso de se
utilizarem aquecedores, e recipientes de montagem para análise do óleo.
Sistemas hidráulicos
Os órgãos mais importantes de muitas máquinas industriais são accionados
por meio de óleo sob pressão. Para conseguir este objectivo pode constituir-se
um sistema simples com os seguintes elementos: um depósito, um grupo moto-
-bomba, válvula de comando, motor hidráulico e tubagem destinada a ligar estas
unidades entre si. O conjunto designa-se pelo nome de sistema hidráulico, o
que pressupõe a ideia de ser a água o elemento activo, o que algumas vezes
acontece. No entanto, na maior parte destes sistemas são conhecidos pelo
nome de fluidos hidráulicos. Um sistema hidráulico é um sistema de circulação
por pressão, tal como os que se descreveu atrás como “Sistema de circulação”.
A figura II.15 apresenta um tipo de sistema hidráulico bastante simples, que
pode ser empregue para alternar o movimento da mesa de uma máquina-
-ferramenta, por exemplo uma rectificadora ou uma fresa. Este sistema tem a
designação de volume constante, porque a respectiva bomba é do tipo de débito
constante, de engrenagens ou palhetas (figura II.9 e figura II.10). A pressão é
comandada por uma válvula de descarga que desvia o excesso do óleo para o
depósito. Evitando demasiada pressão, esta válvula funciona também como
dispositivo de segurança. A direcção do caudal de entrada e saída no cilindro é
comandada por meio de uma válvula de gaveta, de quatro vias.
Figura II.15 - Sistema hidráulico de volume constante
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação II . 13II . 13II . 13II . 13II . 13
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Figura II.16 - Depósito de óleo de um sistema hidráulico
Aplicação manual de lubrificante
Tratando-se de lubrificação manual consegue-se uma película limite que, como
já vimos, não é muito eficiente uma vez que, com este tipo de lubrificação, não
é possível assegurar uma alimentação regular, contínua e controlada. Por
exemplo, logo após ter sido aplicado, o lubrificante assegura uma boa protecção,
mas principia a escapar-se pelas extremidades da peça, o que favorece o atrito.
Portanto, se a quantidade de lubrificante ou a frequência com que é aplicado
não forem adequadas, podem registar-se desgastes graves, consumo excessivo
de energia, sobreaquecimento nas chumaceiras e avarias por carência de
lubrificante, obstrução, etc.
No gráfico apresentado na figura II.17 faz-se a comparação entre um sistema
de lubrificação manual, cuja situação permanente é de «ou demasiado óleo ou
óleo a menos», com um sistema mecânico que assegura uma lubrificação, em
quantidade própria, graças a aparelhos que fornecem o lubrificante frequentemente
e em pequenas quantidades.
Figura II.17 - Lubrificação manual
Aplicação manual
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
Para proteger devidamente os órgãos com este tipo de lubrificação, torna-se,
portanto, necessário aplicar o produto com frequência, a intervalos regulares e
em pequena quantidade de cada vez.
A lubrificação manual é um sistema muito usado devido à sua simplicidade e
baixo custo inicial.
Dispositivos de aplicação do lubrificante
Os copos com torcida ou com mola, os sistemas de lubrificação por gota,
lubrificadores automáticos, etc., são alguns dos métodos de lubrificação por
película fina, porém bastante melhores que o sistema de lubrificação manual,
uma vez que, com eles, a alimentação é constante, em pequenas quantidades,
e o lubrificante que escorre depois de actuar pode ser retirado. No entanto, se
o dispositivo em uso não for o adequado, a lubrificação pode ser deficiente.
Por exemplo, se uma chumaceira carecer de um óleo espesso e viscoso e este
for aplicado por gotejamento, o seu fluxo será tão escasso que irá provocar
avarias por falta de lubrificante.
Assim, para abastecer as chumaceiras com as quantidades necessárias de
lubrificante, a intervalos regulares e com um mínimo de trabalho manual podem-se
utilizar os seguintes dispositivos:
• Copos com torcida (figura II.18)
Figura II.18 - Copo com torcida
Conforme se mostra na figura II.18 a torcida é constituída por um ou mais fios
de lã não tratada. As fibras daquele material fortemente comprimidas, por torção,
umas sobre as outras elevam o óleo no ramo ascendente, opondo-se à acção
da gravidade, e conduzem-no para baixo no ramo descendente, que é o de
abastecimento. O lubrificante é fornecido gota a gota, da extremidade deste
último, que deve situar-se a um nível inferior e adequado em relação à extremidade
a partir da qual o óleo se eleva.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação II . 15II . 15II . 15II . 15II . 15
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• Copos conta-gotas (figura II.19)
Figura II.19 - Copo conta-gotas
No copo conta-gotas, o copo permite regular a quantidade de lubrificante
fornecido, por um reservatório de capacidade adequada, à chumaceira a lubrificar.
Dispõe sempre de um visor, destinado a controlar a quantidade de lubrificante
que dele se desprende para a chumaceira, e o conteúdo é sempre visível.
• Copos de óleo (figura II.20) e os sistemas de lubrificação centralizada.
Figura II.20 - Copo de óleo
No copo de óleo, a agulha do copo assenta no moente e vibra ligeiramente
enquanto este gira. Deste movimento resulta uma bombagem que origina a
entrada de pequeníssimas quantidades de ar na garrafa e a descida, pela agulha,
do lubrificante. A alimentação não é efectuada gota a gota como nos copos
conta-gotas, mas de maneira mais contínua e em quantidades pequeníssimas.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
• Copo de Mecha - Estes dispositivos utilizam mechas absorventes (figura
II.21), ou almofadas de feltro que permanecem em contacto com as
chumaceiras.
Figura II.21 - Copo de mecha
No dispositivo com copo de mecha, o copo dispõe de uma mecha de feltro que
é mantida em íntimo contacto com o moente por meio de uma mola em espiral,
elevando-se o lubrificante por capilaridade. Ao girar, o moente arrasta o lubrificante
que a mecha lhe fornece e, embora aquela continue saturada, não há
desprendimento de óleo quando o moente se encontra imóvel. O lubrificante
que se escapa da chumaceira é recuperado no depósito do copo.
Estes dispositivos devem ser objecto de uma cuidadosa manutenção (incluindo
inspecção, limpeza e reparação) para que, juntamente com um bom lubrificante,
possam proporcionar um serviço eficiente.
Sistema centralizado
Existem hoje sistemas centrais aperfeiçoados para a lubrificação de todo um
conjunto de chumaceiras, de todos os apoios de uma máquina, ou grupo de
máquinas, a partir de um ponto único.
Estas centrais são presentemente muito empregues e a sua utilização aumenta
cada vez mais. O tipo destas instalações vai desde o rudimentar dispositivo
que funciona por gravidade, como sejam copos de alimentação por gota ou
torcida, até aos complicados sistemas, completamente automáticos, de
lubrificação regulada.
O termo lubrificação centralizada refere-se geralmente a qualquer dispositivo
que disponha de um depósito de lubrificante e de uma bomba.
Lubrificação centralizada
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação II . 17II . 17II . 17II . 17II . 17
Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
A bomba pode funcionar periódica ou continuamente. As bombas de
funcionamento periódico poderão ser accionadas manual (figura II.22) ou
automaticamente.
Figura II.22 - Dispositivo de lubrificação centralizada, com bomba manual
No último caso, poderá ser movida pela própria máquina que lubrifica, por meio
de um motor eléctrico ou dum cilindro pneumático. Tanto o reservatório como a
bomba podem estar montados sobre a máquina, encontrarem-se fixos junto
dela, ou serem do tipo portátil. O lubrificante que existe no reservatório é impelido
pela bomba, sob pressão, através das tubagens, até aos medidores, montados
sobre a chumaceiras ou próximos delas. Cada unidade medidora assegura a
quantidade exacta de lubrificantes a seguir para a chumaceira.
No dispositivo de lubrificação por nevoeiro de óleo (figura II.23) o lubrificante é
fraccionado pelo ar comprimido que o reduz à condição de nevoeiro tão fino que
fica praticamente seco. Este é conduzido, juntamente com ar, a distâncias
consideráveis, por meio de tubagens de secção reduzida, até aos órgãos a
lubrificar.
Figura II.23 - Dispositivo de lubrificação por nevoeiro de óleo
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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II . 18II . 18II . 18II . 18II . 18
Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
Chumaceiras de rolamentos
No caso de lubrificação perdida, o lubrificante pode ser aplicado por meio de
copos conta-gotas, de torcida ou mecha. Também se utilizam sistemascentralizados de lubrificação tal como se mostra nas figuras II.22 e II.23, sendo
esta última relativa a um sistema de lubrificação por pulverização.
Engrenagens
Para a lubrificação de engrenagens podem utilizar-se copos de alimentação por
gota ou torcida, quando os óleos não tenham uma viscosidade excessivamente
elevada. No caso das condições de velocidade-carga permitirem uma alimentação
escassa, recorre-se ainda aos sistemas ilustrados nas figuras II.22 e II.23.
Entre os meios de aplicar, manualmente, lubrificantes com elevada viscosidade
em engrenagens abertas, contam-se a espátula, a pistola manual, ou a brocha.
Alguns lubrificantes para engrenagens abertas, cujos constituintes são
asfálticos, altamente viscosos, são previamente diluídos em solventes de
evaporação rápida que tornam fácil a sua aplicação. Dos vários meios que se
utilizam para aplicar lubrificantes nestas condições o mais eficiente é o de
pulverização por ar comprimido, no qual se emprega uma pistola com bico de
mistura.
Cilindros
Os cilindros de motores e compressores são frequentemente lubrificados por
salpico proveniente da chapinhagem do óleo do cárter, ou dos apoios da
cambota, ou da cavilha do êmbolo.
Quando assim não acontece, o lubrificante é geralmente levado até as paredes
dos cilindros ou dos retentores dos tirantes (quando existem), por meio de um
dispositivo de lubrificação forçada (figura II.24).
Figura II.24 - Dispositivo mecânico de lubrificação forçada
APLICAÇÕES
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação II . 19II . 19II . 19II . 19II . 19
Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
Nos dispositivos mecânicos de lubrificação forçada o óleo é elevado do
reservatório, por meio de uma bomba de um só êmbolo (no curso descendente)
que se comprime (no curso ascendente) e se injecta, através de um visor com
líquido, directamente no ponto a lubrificar.
Os cilindros pneumáticos, usados para accionar, por exemplo, órgãos de
máquinas-ferramentas, são muitas vezes lubrificados a partir do óleo introduzido
no ar comprimido que acciona os cilindros. Na aparelhagem da figura II.25, o
fluxo de ar passa através de um lubrificador especial e produz uma neblina
constituída por óleo e ar.
Figura II.25 - Lubrificação de nevoeiro para cilindros pneumáticos
O sistema utilizado para lubrificar os cilindros de ferramentas pneumáticas,
como sejam brocas para perfurar rocha, pavimentos, etc., é idêntico, visto o
lubrificante ser introduzido na corrente de ar comprimido que os move por meio
de um lubrificador existente na tubagem, como o que ilustra a figura II.26.
Figura II.26 - Lubrificador de linha para ferramentas pneumáticas
No lubrificador de linha, para ferramentas pneumáticas, (figura II.26), seja qual
for a direcção do fluxo de ar, a pressão no ponto A é transmitida ao espaço, que
fica para cima do nível de óleo no depósito, de que resulta um decréscimo de
pressão no ponto B. Por efeito desta diferença de pressão o óleo é impelido de
encontro à corrente de ar no ponto B onde se atomiza e é arrastado em direcção
do cilindro da ferramenta pneumática.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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II . 20II . 20II . 20II . 20II . 20
Sistemas de Lubrificação
Componente Científico-Tecnológica
Nesta Unidade Temática foi referida a divisão da lubrificação dos órgãos de
máquinas em duas classes:
• Lubrificação fluida – que exige um fluxo de óleo;
• Lubrificação por película fina – que envolve a formação de uma película muito
fina sobre a superfície que se lubrifica.
Existem vários sistemas para aplicar os lubrificantes que são utilizados conforme
a concepção das máquinas ou órgãos a lubrificar, e que são os seguintes:
• Sistema de circulação – Consiste numa bomba que injecta o lubrificante
para vários pontos da máquina onde é necessário. Daí é recolhido num
tanque de decantação e regressa para um depósito a partir do qual é aspirado
por uma bomba, para iniciar novo ciclo no sistema.
• Sistema hidráulico – este sistema destina-se a fazer accionar os órgãos
mais importantes das máquinas por meio de óleo sob pressão. É constituído
por um depósito, um grupo moto-bomba, válvula do comando, motor hidráulico
e tubagem destinada a ligar estas unidades entre si.
• Aplicação manual – é o sistema mais antigo e ainda hoje largamente
empregue, apresentando diversas desvantagens.
RESUMO
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação II . 21II . 21II . 21II . 21II . 21
Sistemas de Lubrificação
Componente Prática
ACTIVIDADES / AVALIAÇÃO
1. Esclareça o que significa lubrificação por película fina.
2. Explique como funciona o sistema de circulação de lubrificantes.
3. Imagine que vai ter de projectar um sistema de circulação de um óleo
lubrificante para uns equipamentos industriais que funcionam com óleo
sob pressão.
Faça um pequeno esquema desse sistema de circulação em que entrem os
principais elementos.
4. De entre os elementos de um sistema de circulação, o depósito é um dos
mais importantes. Represente esquematicamente os diversos volumes
relativos e que material utilizaria para sua construção.
5. O que entende por lubrificação centralizada?
6. Quais as vantagens e desvantagens da lubrificação manual?
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
Sistemas de Vedação
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Sistemas de Sistemas de Sistemas de Sistemas de Sistemas de VVVVVedaçãoedaçãoedaçãoedaçãoedação
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação III . 1III . 1III . 1III . 1III . 1
Sistemas de Vedação
OBJECTIVOS
No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a:
• Definir os vários tipos de vedantes e as suas características;
• Caracterizar a interface - sólido / vedante;
• Descrever o que são vedantes dinâmicos e sua função.
TEMAS
• Introdução
• Tipos de vedantes e as suas características
• Características da interface - sólido / vedante
• Tipos de vedantes dinâmicos
• Vedantes com rebordo
• Vedantes faciais
• Vedantes mecânicos
• Vedantes com folga pré-determinada
• Vedantes em anel “O”
• Resumo
• Actividades / Avaliação
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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III . 2III . 2III . 2III . 2III . 2
Sistemas de Vedação
Componente Científico-Tecnológica
Os vedantes permitem a separação de fluidos contidos em recipientes distintos.
Existem vários tipos de vedantes, consoante a superfície a vedar.
Tipo dinâmico
Neste tipo de vedante procura-se a vedação entre superfícies com contacto de
escorregamento ou com espaço reduzido entre elas.
Tipo estático
Procura-se que o vedante assegure a vedação entre superfícies imóveis.
Tipo pseudo-estático
Neste caso, o movimento relativo permitido é reduzido ou é o próprio vedante
que regula o limite do movimento (por exemplo, diafragmas flexíveis, uniões
oscilantes para tubos).
Tipo restritivo
O objectivo é impedir a entrada da sujidade num sistema, e é geralmente usado
simultaneamente com um vedante do tipo dinâmico.
No quadro seguinte estão representadas as principais características da interface
entre o corpo sólido e o vedante.
INTRODUÇÃO
TIPOS DE VEDANTES E AS SUAS CARACTERÍSTICAS
CARACTERÍSTICAS DA INTERFACE - SÓLIDO / VEDANTE
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação III . 3III . 3III . 3III . 3III . 3
Sistemas de Vedação
Componente Científico-Tecnológica
Quadro III.1 - Características da interfaceEstes vedantes podem tomar formas construtivas complexas, conforme se
descreve seguidamente.
Vedantes com rebordo
Este tipo de vedante é constituído por um anel de elastómero e tem um inserto
metálico para conferir rigidez às faces superior e frontal. É utilizada uma mola
para aplicar pressão ao lábio depois de posicionado. O rebordo vedante é
bastante fino e procura-se que a linha de vedação fique o mais possível sobre a
posição da mola.
A montagem é feita com o lado aberto, o da mola, voltado para o espaço a ser
vedado.
A pressão de abertura do rebordo é dependente da força produzida pela mola e
pela carga devido ao forçamento na montagem e provocado pela interferência
na ocasião da referida montagem. Existe um certo desgaste da linha de vedação
durante o período inicial de rotação do veio até que a referida linha se acondiciona
ao mesmo. Este período é curto e o atrito inicial desce rapidamente até cerca
de 50%. Simultaneamente forma-se uma película hidrodinâmica.
O acabamento superficial do veio nesta zona de contacto deve ser de boa
qualidade para evitar o rompimento desta película de óleo.
TIPOS DE VEDANTES DINÂMICOS
Tipo de Espessura da Atrito Perda de Duração Fiabilidade
interface película lubrificante
Superfícies sob Cerca de 2,5 µm Médio Muito pequena, Média a boa Média a boa
carga praticamente
nula
a) Regime Pequena
hidrodinâmico
b) Regime limite Elevado Má
Superfícies Cerca de 25 µm Pequeno Grande Praticamente Boa
com folga (em geral) ilimitada
predeterminada
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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III . 4III . 4III . 4III . 4III . 4
Sistemas de Vedação
Componente Científico-Tecnológica
A existência da película é importante na medida em que reduz o desgaste e o
calor gerado por atrito. A sua eficiência depende da manutenção integral desta
película. Qualquer imperfeição que conduza ao espessamento local da película
pode produzir o seu rompimento e consequente perda de vedação.
É importante que o acabamento do veio se mantenha durante a montagem
final, pelo que sendo esta condição função da dureza, é recomendado que o
veio tenha uma dureza de cerca de 20 Rockwell C.
No caso de ambientes desfavoráveis onde há grande quantidade de partículas
abrasivas no ar são aconselháveis valores de dureza de 40 Rockwell C. Uma
solução alternativa é a cromagem, embora com certas reservas, na medida em
que a sua qualidade deve ser muito boa. De facto, se houver descamação da
película a destruição do lábio vedante será muito rápida.
Um factor importante na vida do vedante é a temperatura de trabalho. Para
temperaturas acima dos 120º C o material escolhido para a mola é em geral o
aço inoxidável e o material do vedante é borracha com silicone. Igualmente
bom, embora não com tão boas características, é o Viton que pode ser utilizado
até a 260ºC.
Os vedantes com rebordo utilizam-se para baixa pressão (cerca de 3,5 Kg/cm2).
Vedantes faciais
Outra possibilidade é a aplicação de vedantes faciais, que, na sua forma mais
simples, são constituídos por um diafragma de material elastómero ligado a
uma capa metálica e que desliza sobre um ressalto do eixo. Este tipo de vedantes
resiste melhor à entrada de contaminantes dado que apresenta uma área
substancialmente maior na zona de contacto que a de um vedante labial. Além
disso, a superfície de vedação não pode levantar-se. Por outro lado, há uma
compensação automática do desgaste devido à carga facial.
A utilização mais frequente deste tipo de vedantes é nas bombas de água com
uma pressão de cerca de 2 Kg/cm2.
Vedantes mecânicos
O modo de funcionamento destes vedantes é semelhante ao dos vedantes
faciais. Com dois anéis rígidos associados, um estacionário e outro rotativo,
mantidos em contacto por uma mola. Os dois anéis são constituídos por
materiais de baixo atrito. A vantagem principal destes vedantes é que todo o
desgaste é concentrado nos anéis, poupando assim o veio. Os anéis têm em
geral possibilidade de compensação automática do desgaste. Como é necessário
permitir algum desalinhamento, um dos anéis é montado numa secção flexível
ou apoiando-se num calço semi-flexível. Outra hipótese é a montagem com
dois vedantes elásticos como é o caso dos anéis “O” (figura III.1), cuja descrição
veremos mais à frente.
Constituição dos vedantes
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação III . 5III . 5III . 5III . 5III . 5
Sistemas de Vedação
Componente Científico-Tecnológica
Figura III.1 - Vedante em anel “O”
As características de funcionamento destes vedantes são expressas em termos
de produto PV em que P é a força por unidade de superfície dos anéis em
contacto, e V a velocidade de escorregamento. Normalmente considera-se a
pressão P como a pressão de fluido, desprezando portanto, a pressão da mola.
Como os vedantes faciais exigem para o seu correcto funcionamento um valor
adequado de pressão de contacto entre as superfícies em escorregamento, é
conveniente, por vezes, reduzir a pressão criada pelo fluido, garantindo ao mesmo
tempo, a vedação conveniente. Assim temos várias hipóteses. No primeiro caso
a área A, sujeita à pressão estática é superior à área B de vedação. Existe um
desequilíbrio dado pelo valor de A/B.
No segundo caso as áreas são iguais (A = B) e o desequilíbrio será menor
com valor igual a 1. Para o terceiro caso o grau de desequilíbrio será dado
por (ver figura III.1):
B1 
 =
 A
(grau de desequilíbrio)
B1 + B2 B
É esta condição que se deve procurar estabelecer num vedante, para que apenas
parte da pressão do fluido esteja a actuar na superfície em contacto, diminuindo
portanto a força de atrito nesta.
Vedantes com folga pré-determinada
Neste caso provoca-se intencionalmente uma perda de pressão, ao longo do
percurso entre o veio e a caixa, com uma ou mais restrições. O efeito de vedação,
depende da folga entre as duas superfícies e o comprimento da zona de
restrições. A grande vantagem reside nos aspectos de atrito e desgaste.
Características de
funcionamento dos vedantes
Equilibragem dos vedantes
mecânicos
Grau de desequilíbrio
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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III . 6III . 6III . 6III . 6III . 6
Sistemas de Vedação
Componente Científico-Tecnológica
Quando o percurso é relativamente tortuoso temos o que se designa por labirinto.
Alguns casos deste tipo, aplicados à vedação do lubrificante (e do exterior)
para rolamentos, são exemplificados nas figuras III.2 a III.14.
Figura III.2 - Tampa com sulcos. Figura III.3 - Labirinto simples.
Casos normais em atmosferas Atmosferas poeirentas.
fechadas.
Figura III.4 - Labirinto duplo. Fig. III.5 - Labirinto do tipo regular.
Atmosferas muito poeirentas. Atmosferas poeirentas e muito húmidas
(água na forma de pequenas gotas).
Figura III.6 - Labirinto do tipo repulsor. Figura III.7 - Labirinto de tipo repulsor
Aplicação em atmosferas poeirentas com tampa em metal prensado e
e com água na forma de salpicos. desviador. Para atmosferas poeirentas
e com água em jactos.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação III . 7III . 7III . 7III . 7III . 7
Sistemas de Vedação
Componente Científico-Tecnológica
Figura III.8 - Labirinto com repulsor Figura III.9 - Escudo interior. Para
interior. Aplicação em atmosferas protecção contra partículas soltas
fechadas normais, mas em que se por engrenagens vizinhas. Permite
requer a retenção do óleo lubrificante. contudo a entrada de óleo.
 Figura III.10 - Tampa. Aplicação na maior parte das atmosferas,
mas onde se pretende fazer a vedação também da caixa.
Figura III.11 - Labirinto de tipo Figura III.12 - Labirinto e tampa.
repulsor. Aplicação à parte Para retençãode lubrificante na
superior do veio. parte inferior do veio.
Figura III.13 - Tampa com Recesso. Figura III.14 - Labirinto de metal
Para retenção de massa na parte prensado. Para chumaceira axial
inferior do veio. de rolos.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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III . 8III . 8III . 8III . 8III . 8
Sistemas de Vedação
Componente Científico-Tecnológica
Vedantes em anel “o”
O anel de selecção circular (também designado por “O ring” ) serve tanto para
uma vedação estática como dinâmica. O seu uso difundiu-se após a segunda
Guerra Mundial e é muito utilizado pelo seu baixo custo e por suportar com boa
estanquicidade pressões até 350 Kg/cm2. Os materiais normalmente aplicados
neste tipo de vedantes são:
• A borracha nitrílica, resistente a óleos minerais, fluidos hidráulicos, água,
combustíveis, gasolina, óleos lubrificantes e baixas temperaturas.
• O neoprene, resistente à agua salgada e ao fréon.
• O etileno-propileno, resistente à água e ácidos diluídos.
No sentido de procurar obviar ao problema que se verifica com a tendência para
se produzir a expansão do anel, no vão da folga entre as duas superfícies,
devido à pressão estática, utilizam-se, por vezes, os chamados anéis de apoio,
destinados a fechar o vão da folga. Os materiais usuais para estes anéis são o
couro ou borracha muito dura.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação III . 9III . 9III . 9III . 9III . 9
Sistemas de Vedação
Componente Científico-Tecnológica
RESUMO
Nesta Unidade Temática verificámos que os vedantes permitem a separação de
fluidos contidos em recipientes distintos, podendo agrupar-se em:
• Tipo dinâmico,
• Tipo Estático,
• Tipo Pseudo-Estático,
• Tipo restritivo.
Foram também descritos os seguintes tipos de vedantes dinâmicos:
• Vedantes faciais,
• Vedantes mecânicos,
• Vedantes com folga predeterminada,
• Vedantes em anel “O”.
Para cada um dos tipos de vedantes dinâmicos foram descritas as suas
características e forma de funcionamento.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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III . 10III . 10III . 10III . 10III . 10
Sistemas de Vedação
Componente Prática
1. Quais os tipos de vedantes que conhece, que possam ser aplicados numa
bomba de água?
2. Qual a principal vantagem dos vedantes mecânicos relativamente a outros
tipos de vedantes?
ACTIVIDADES / AVALIAÇÃO
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
Equipamentos e Procedimentos
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Equipamentos e ProcedimentosEquipamentos e ProcedimentosEquipamentos e ProcedimentosEquipamentos e ProcedimentosEquipamentos e Procedimentos
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IV . 1IV . 1IV . 1IV . 1IV . 1
Equipamentos e Procedimentos
OBJECTIVOS
No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a:
• Identificar quais os principais órgãos a lubrificar numa máquina;
• Caracterizar a necessidade dos órgãos serem lubrificados;
• Identificar os procedimentos de lubrificação.
TEMAS
• Introdução
• Necessidade de lubrificação
• Chumaceiras de rolamentos
• A Necessidade de lubrificação
• Factores que afectam a lubrificação
• Características operacionais dos lubrificantes
• Engrenagens
• Tipos de engrenagens
• Factores a considerar na escolha de lubrificantes
• Características do lubrificante para engrenagens em cárter fechado
• Lubrificação de cilindros compressores de ar
• Características do óleo
• Resumo
• Actividades / Avaliação
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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IV . 2IV . 2IV . 2IV . 2IV . 2
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
Por muito complicada que uma máquina pareça, tem apenas três elementos a
lubrificar. São eles:
1. Apoios de vários tipos, tais como: chumaceiras lisas ou com rolamentos,
guias, ressaltos, corrediças, etc.
Figura IV.1 - Apoios - chumaceiras lisas
Figura IV.2 - Apoios - chumaceiras de rolamentos
2. Engrenagens de dentes direitos, helicoidais, sem-fim, etc., que podem estar
a descoberto ou encerradas em caixas hermeticamente fechadas.
INTRODUÇÃO
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IV . 3IV . 3IV . 3IV . 3IV . 3
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
Figura IV.3 - Engrenagens
3. Cilindros, como os que se encontram nos compressores e toda a espécie de
motores, bombas ou máquinas em êmbolos.
Figura IV.4 - Cilindro
A lubrificação é feita tendo em vista evitar o desgaste excessivo, bem como o
sobreaquecimento gerado pelo atrito das superfícies metálicas, em contacto
entre si e, consequentemente, reduzir ao mínimo as reparações e paragens
desnecessárias na laboração fabril o que se reflecte no aumento de produção,
ou não, quebra ou redução da mesma.
NECESSIDADE DE LUBRIFICAÇÃO
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Guia do Formando
LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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IV . 4IV . 4IV . 4IV . 4IV . 4
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
Por outro lado, a acção de corte ou atrito, que se faz sentir entre as películas do
lubrificante, requer um esforço mínimo, o que permite economizar
consideravelmente energia. Este facto, demonstra-se facilmente movendo, em
primeiro lugar, superfícies secas, uma sobre a outra e, em seguida, com um
pouco de óleo.
Figura IV.5 - Movimentação de superfícies com e sem lubrificação
O lubrificante permite, ainda, que as máquinas trabalhem suave e
silenciosamente, evitando movimentos irregulares dos seus elementos e
reduzindo consideravelmente o ruído.
Os órgãos essenciais numa chumaceira anti-fricção (rolamento) compreendem
um anel fixo e um anel giratório separados por elementos rolantes, de tal forma
que é permitido o movimento livre do anel giratório que suporta a carga. Os
elementos rolantes são constituídos por esferas ou por roletes cilíndricos,
cónicos, e outros.
Estas esferas ou roletes movem-se sobre guias ou pistas que têm a configuração
de canais. Um dos anéis, é montado no veio ou eixo, e o outro é fixo numa
caixa que encerra todo o conjunto. Os elementos de rolamento ficam geralmente
separados entre si, por uma grade, chamada separador ou divisor (figura IV.6),
de tal forma , que a sua posição relativa é invariável, assegurando ao veio a
centragem desejada.
CHUMACEIRAS DE ROLAMENTOS
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IV . 5IV . 5IV . 5IV . 5IV . 5
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
Figura IV.6 - Órgãos de um rolamento de esferas
Em alguns rolamentos, os elementos deslizantes enchem completamente o
espaço entre os anéis, não utilizando portanto, separadores. Os retentores em
torno do eixo ou veio evitam a entrada de matérias estranhas e, ao mesmo
tempo, a saída de lubrificante.
A necessidade de lubrificação
Enquanto trabalham, os rolamentos produzem sempre um pouco de atrito, o
qual resulta essencialmente de:
• Fricção fluida oferecida pelo lubrificante que, dada a sua viscosidade, se
opõe à deslocação e batimento impostos pelos elementos rolantes.
• Algum escorregamento entre os vários elementos do rolamento.
É este atrito de escorregamento que torna necessária a lubrificação. A sua
causa principal é a seguinte:
• Escorregamento entre os elementos rolantes e os anéis.
Em virtude da deformaçãoplástica, resultante da carga, tanto dos primeiros
como dos segundos, não há movimento de rolamento perfeito, verificando-se
sempre um pequeníssimo escorregamento. Por efeito dos elevados valores
específicos da carga, este, embora muito ligeiro, depressa originaria um
considerável desgaste, se o lubrificante a tal não se opusesse.
Causas do atrito nos
rolamentos
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Guia do Formando
LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP · ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
IV . 6IV . 6IV . 6IV . 6IV . 6
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
São os seguintes os diferentes componentes do escorregamento:
• Escorregamento entre os elementos rolantes e seus separadores.
• Escorregamento entre as extremidades dos roletes e dos ombros das pistas
nos rolamentos de roletes e em certos tipos de rolamentos de impulso.
• Escorregamento entre veios ou eixos e os retentores do tipo contacto, das
caixas que contêm o rolamento.
• Escorregamento entre elementos rolantes adjacentes não isolados por
divisores.
• O lubrificante tem o papel de manter uma película apropriada em todos
estes elementos móveis, de modo a reduzir o atrito entre as superfícies
metálicas e protegê-las contra o desgaste. Deve igualmente proteger as
superfícies extremamente polidas contra a ferrugem e outros efeitos
corrosivos. Em alguns casos, o lubrificante actua ainda como refrigerante,
dispersando não só o calor gerado pelo atrito, como ainda aquele que se
transmite ao rolamento através de elevadas temperaturas ambiente.
Factores que afectam a lubrificação
O emprego de óleo ou massa depende em grande parte do sistema concebido
pelo construtor para aplicar o lubrificante e para o conservar dentro da chumaceira
(figuras IV.7 e IV.8).
Figura IV.7 - Rolamento de roletes lubrificados por óleo (o nível de lubrificante
na caixa é mantido por meio de um copo de nível constante)
Em qualquer dos casos, as características exigidas a um lubrificante dependem
muito das velocidades e das temperaturas operacionais. No caso de
chumaceiras de roletes guiados, a carga pode ser também um factor importante.
Se for utilizada massa, esta terá ainda que auxiliar os retentores a impedir a
entrada de contaminantes nocivos.
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IV . 7IV . 7IV . 7IV . 7IV . 7
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
Figura IV.8 - Rolamentos de esferas lubrificado com massa
De realçar que nos rolamentos de esferas lubrificados com massa (figura IV.8),
esta é aplicada à pressão através do copo, atravessando o rolamento e
empurrando a massa usada em direcção à purga que deve estar aberta durante
a lubrificação, a fim de evitar a contra-pressão.
Efeitos da velocidade - A selecção da viscosidade de um óleo para rolamentos
depende em certa medida das velocidades periféricas a que eles se encontram
sujeitos. Por exemplo, num rolamento de alta velocidade, um óleo relativamente
pouco espesso ajuda a manter a temperatura operacional a um nível
suficientemente baixo, porque faz diminuir a fricção fluida e contribui para um
arrefecimento eficiente. Num rolamento de baixa velocidade um óleo um pouco
mais espesso evita o contacto entre as superfícies metálicas e o desgaste nos
divisores, nas extremidades dos roletes e nos ombros das pistas.
Se for massa, o lubrificante escolhido para rolamentos de baixa, ou mesmo de
média velocidade deverá possuir fluidez suficiente para se introduzir lentamente
entre os elementos rolantes. A massa não deve contudo, ser de tal forma fluida
que tombe toda sobre as esferas ou os rolos, pois nesse caso, o excesso de
lubrificante provoca uma fricção plástica desnecessária e um acréscimo de
temperatura operacional.
Para altas velocidades, emprega-se massa relativamente rija, mas não tanto
que os elementos rolantes, depois de terem aberto nela um canal, a não possam
captar e distribuir em pequenas quantidades. Além disso, para manter o grau
de fricção plástica tanto quanto possível baixo e ainda evitar a fuga do lubrificante
através dos retentores da caixa, a massa deverá possuir uma estrutura que
resista à tendência para se tornar fluida (amolecer) durante o constante
batimento que lhe é imposto pelos elementos rolantes.
Efeitos da velocidade
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP · ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
IV . 8IV . 8IV . 8IV . 8IV . 8
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
Efeitos da temperatura - A alta temperatura, o óleo na chumaceira torna-se
menos viscoso e a massa mais fluida. Tratando-se de um óleo que não disponha
de viscosidade apropriada, esta diminuirá, de tal forma que não conseguirá
oferecer a protecção adequada. No caso de massas não apropriadas para resistir
ao aquecimento, poderão tornar-se tão fluidas que escorram do rolamento,
mesmo que este possua retentores.
Além disso, as altas temperaturas fazem aumentar o grau de deterioração, por
oxidação, tanto dos óleos como das massas. A oxidação excessiva provoca
depósitos nocivos no rolamento. A massa pode tornar-se tão espessa que perde
o seu poder lubrificante.
No caso de rolamentos expostos a baixas temperaturas, o óleo torna-se mais
viscoso e a massa mais dura, o que contribui para aumentar consideravelmente
o atrito. Se o óleo ou a massa não forem os adequados o grau de atrito
chegará a ser tão elevado que impedirá o arranque da máquina. Mesmo que
se consiga pôr a máquina em movimento, o lubrificante terá uma viscosidade
tal que não circulará enquanto não receber calor, proveniente do atrito.
Entretanto, verificar-se-á um elevado desgaste.
Efeitos de carga - A carga normal de um rolamento provoca, entre os elementos
rolantes e as pistas, pressões unitárias de tal forma elevadas, que chega a
parecer impossível que uma partícula de lubrificante resista sem se romper,
evitando assim o contacto entre as superfícies metálicas e consequentemente
a sua prematura rotura.
O fenómeno explica-se por se verificar uma extraordinária subida de viscosidade
do lubrificante, pelo que este fica momentaneamente preso, sobre as esferas
ou os rolos, fazendo com que estas suportem elevadíssimas pressões. Com
efeito, quanto maior for a carga exercida sobre a chumaceira, mais viscoso se
torna o lubrificante. Por outro lado exercem-se momentaneamente pressões
sobre a película de óleo, não dando tempo ao lubrificante de se escapar.
Ao empregar um lubrificante apropriado para as velocidades e temperaturas do
sistema consegue-se também protecção adequada contra o desgaste.
Contaminação – Matérias sólidas, de qualquer espécie, que se introduzam
entre as pistas e os elementos rolantes, são a causa mais frequente da
inutilização prematura dos rolamentos. Para que tal não aconteça, deverá
impedir-se a entrada na chumaceira de todos e quaisquer elementos estranhos
bem como problemas que ali se formem depósitos provenientes da oxidação.
Estes problemas podem ser evitados empregando lubrificantes de boa qualidade,
reenchendo os rolamentos, com lubrificante novo, antes que a oxidação se
torne excessiva e se comecem a formar esses resíduos.
Características operacionais dos lubrificantes
Os óleos para rolamentos devem possuir as seguintes características:
• Máxima resistência à oxidação às temperaturas a que trabalham. Esta
característica permite usar o lubrificante durante muito tempo sem o risco
de se formarem depósitos que encurtem a duração útil do rolamento.
Efeitos da temperatura
Efeitos de carga
Contaminação
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IV . 9IV . 9IV . 9IV . 9IV . 9
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
• Viscosidade adequada, às temperaturas e velocidades operacionais, com o
fim de evitaro atrito e o desgaste.
• Propriedades anti-ferrugem para evitar que esta se forme sempre que haja
contaminação pela humidade.
• Grande poder anti-desgaste. Necessário para rolamentos sujeitos a cargas
elevadas, já que terão de resistir à acção severa de expulsão, existente
entre as extremidades dos roletes e os ombros das pistas.
As massas destinadas a lubrificar os rolamentos deverão também ser de elevada
qualidade e deverão poder-se conservar em serviço efectivo durante longos
períodos. Tais lubrificantes deverão ter as seguintes características:
• Resistência excepcional à oxidação. As massas empregues nos rolamentos
lubrificados permanentemente têm de impedir a formação de depósitos, a
temperaturas normais, durante toda a vida útil do rolamento.
• Estabilidade estrutural para resistir ao amolecimento e ao endurecimento
devido à vibração.
• Consistência adequada ao sistema onde são utilizadas, bem como a fluidez
adequada às temperaturas de trabalho, para penetrarem devidamente nas
pequenas folgas existentes entre os divisores e as suas pistas.
• Grande poder anti-desgaste, para resistir à expulsão entre as extremidades
dos roletes e os ombros das pistas no caso de rolamentos sujeitos a pesadas
cargas radiais e impulsos axiais.
• Terem as características adequadas para protegerem da ferrugem as
superfícies metálicas. Quando penetra água no rolamento, em pequena
quantidade a massa deverá poder absorvê-la sem sofrer amolecimento
apreciável. Se a quantidade de água for em grande a massa deverá resistir
ao seu efeito de lavagem.
Tipos de engrenagens
No que se refere à lubrificação, isto é, à formação e manutenção de películas
lubrificantes espessas, as engrenagens podem-se dividir em 3 classes distintas:
• Cilíndricas, Helicoidais, simples ou em espinha, e cónicas com dente direito
e helicoidal;
• De parafuso sem fim;
• Hipóides.
ENGRENAGENS
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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IV . 10IV . 10IV . 10IV . 10IV . 10
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
As diferenças entre o engrenamento dos dentes destes três tipos de
engrenagens, têm uma influência considerável na facilidade com que se formam
e mantêm as películas lubrificantes, bem como nas propriedades dos produtos
necessários para que nelas se obtenha uma lubrificação eficiente.
Figura IV.9 - Engrenagens de dentes direitos ou engrenagens cilíndricas (esquerda).
Carreto e sem-fim usados para a transmissão de movimento entre veios em
ângulo recto (direita).
Figura IV.10 - Conjunto redutor duplo, com engrenagens helicoidais, cónicas e em
espinha (esquerda), e Engrenagens Hipóides (direita).
Factores a considerar na escolha de lubrificantes
Ao seleccionar um óleo para a lubrificação de uma engrenagem, existem muitos
factores concepcionais e operacionais a considerar. Os primeiros dizem respeito
ao sistema de aplicação, conforme as engrenagens sejam fechadas em caixa,
com lubrificação abundante, ou abertas e escassamente lubrificadas. Na escolha
da viscosidade e da resistência da película de lubrificante a empregar deve
tomar-se em conta em seguinte:
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IV . 11IV . 11IV . 11IV . 11IV . 11
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
• Tipo de engrenagem;
• Velocidade do carreto;
• Relação de transmissão;
• Temperatura operacional;
• Potência que transmite;
• Grau e natureza da carga.
Características do lubrificante para engrenagens em cárter
fechado
O sucesso ou fracasso da lubrificação depende duma finíssima película de
lubrificante, o que impõe a necessidade de escolher com maior cuidado um
óleo que corresponda às exigências operacionais em causa.
Só é possível obter uma lubrificação económica e de confiança empregando
óleos com características adequadas, nomeadamente:
• Viscosidade correcta (propriedade que o lubrificante deve possuir para se
distribuir sobre todas as superfícies sujeitas a atrito, formando películas
protectoras às velocidades, pressões e temperaturas de funcionamento).
• Elevada estabilidade química (propriedade que permite aos óleos resistir à
influência da oxidação gerada pela circulação contínua e agitação do
lubrificante em presença do ar. Esta característica é, em grande parte,
responsável pela duração útil do óleo, só prolongável utilizando produtos
especialmente refinados para o efeito).
• Fácil separação da água (característica devida à qual o óleo se separa
rapidamente da água, por oposição à formação de emulsões que podem
bloquear os canais e interromper assim, o abastecimento do lubrificante).
• Elevada resistência da película e untuosidade (característica necessária
quando se trata de satisfazer as exigências de lubrificação limite, com o fim
de reduzir o atrito e combater o desgaste).
• Propriedades anti-ferrugem (indispensáveis para impedir a formação de
ferrugem que contribui para o desgaste e oxidação).
Para além das características indicadas e para o caso de óleos utilizados na
lubrificação de grupos sem fim ou hipóides, sujeitas a elevadas pressões,
exige-se:
• Alto poder anti-gripante (propriedade dos óleos especiais E.P. - extrema
pressão - e destinada a evitar a gripagem e a destruição de superfícies
móveis em contacto).
Características
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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IV . 12IV . 12IV . 12IV . 12IV . 12
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
Os cilindros e êmbolos constituem elementos essenciais de muitas máquinas,
como sejam os compressores, máquinas a vapor, motores de combustão interna,
dispositivos hidráulicos, motores a ar, ferramentas pneumáticas, etc. Quando
trabalham com gases, a quantidade de óleo requerida para a lubrificação dos
cilindros, é geralmente muito pequena. Apesar disso o desgaste mecânico
originado por uma lubrificação tão pouco abundante, raras vezes é problema.
O desgaste que ali se regista é normalmente originado por contaminantes
abrasivos ou, em casos especiais por corrosão.
O problema que de facto existe no que se refere à lubrificação de cilindros é,
em regra, resultante de condições impostas ao lubrificante fora deles ou, no
caso de motores de combustão interna, devido a outros fenómenos que ocorrem
dentro do próprio cilindro.
Nos compressores alternativos, a lubrificação de cilindros e êmbolos, processa-
se em condições completamente diferentes das que se registam nos apoios
dos veios de manivelas.
Tratando-se de pequenos compressores, os cilindros são lubrificados por
chapinhagem da cambota. Neste caso, o óleo chega à cabeça dos cilindros
arrastado pelos segmentos. Nos compressores de grandes dimensões, os
cilindros recebem-no directamente por meio de lubrificadores existentes na sua
parede e alimentados mecanicamente.
Em qualquer dos casos, parte do óleo que chega à cabeça dos cilindros, acaba
por sair pelo tubo de escape.
Ao considerar a questão da lubrificação nos compressores deverá ter-se em
mente que a compressão do ar, ou de qualquer outro gás origina o seu
aquecimento. Por consequência, quanto mais elevado for o grau de compressão,
maior será o aquecimento do ar.
Características do óleo
Quando os cilindros dos compressores são lubrificados por chapinhagem
proveniente do cárter, tem-se normalmente em consideração que o óleo deve
ter as propriedades necessárias, não só para a lubrificação do cilindro, mas
também para a das chumaceiras. Baseados nos factos expostos, podem-se
resumir as seguintes características exigidas aos óleos destinados à lubrificação
de compressores de ar:
• Viscosidade adequada às temperaturas de funcionamento, de forma a
assegurar uma eficiente distribuição de lubrificante e a formação de películas
sobre todos os órgãos a proteger.
LUBRIFICAÇÃODE CILINDROS COMPRESSORES DE AR
Lubrificação de cilindros de ar
Características
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IV . 13IV . 13IV . 13IV . 13IV . 13
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
• Elevada estabilidade química, que lhe permita resistir ao efeito oxidante
destruidor, derivado de um prolongado contacto com o ar quente, opondo-se
por consequência à formação de depósitos. Desta característica depende
em grande parte a duração do lubrificante. Quando sujeito a elevadas
temperaturas de descarga, quaisquer depósitos que se formem devem ser
leves e soltos, não se agarrar aos contaminantes, nem formar com eles
depósitos duros.
• Resistência da película adequada, para reduzir o desgaste e o atrito, em
condições que se opõem à formação e manutenção de películas espessas,
permitindo assim utilizar uma pequena quantidade de lubrificante e assegurar
desta forma uma protecção eficaz contra o desgaste.
• Grande polaridade das superfícies metálicas, para permitir aderência ao
óleo e assim resistir à acção de lavagem da água. Tal característica é
particularmente importante nos óleos destinados à lubrificação de cilindros
de compressores de vários andares, com serpentinas de refrigeração. Em
compressores de um só andar com cilindros lubrificados por chapinhagem
no cárter, o óleo deve, pelo contrário, possuir capacidade adequada para se
separar da água e resistir à formação de emulsões, no caso do contaminante
líquido se introduzir no dispositivo de lubrificação.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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IV . 14IV . 14IV . 14IV . 14IV . 14
Equipamentos e Procedimentos
Componente Científico-Tecnológica
Esta unidade temática foi apresentada com o intuito de identificar os diversos
órgãos dos equipamentos que necessitam de ser lubrificados e quais os seus
procedimentos de lubrificação.
Os órgãos mecânicos que necessitam de lubrificação são as chumaceiras, as
engrenagens, as superfícies planas deslizantes e os cilindros. Possuem
superfícies, ajustadas entre si, que se movem umas em relação às outras,
deslizando, girando, aproximando-se ou retrocedendo, em movimentos simples
ou complicados. Ora, o contacto directo entre superfícies originaria uma elevada
força de atrito e grande desgaste. Por esta razão, aqueles órgãos são lubrificados,
com fim de evitar ou reduzir ao mínimo o referido atrito e desgaste.
RESUMO
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação IV . 15IV . 15IV . 15IV . 15IV . 15
Equipamentos e Procedimentos
Componente Prática
1. Quais os elementos a lubrificar numa máquina?
2. Nas chumaceiras de rolamentos quais os factores que afectam a lubrificação?
ACTIVIDADES / AVALIAÇÃO
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
Armazenamento
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ArArArArArmazmazmazmazmazenamentoenamentoenamentoenamentoenamento
Guia do Formando
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IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP · ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação V . 1V . 1V . 1V . 1V . 1
Armazenamento
OBJECTIVOS
No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a:
• Identificar os diversos tipos de contaminação dos óleos e sua acção
preventiva;
• Descrever como armazenar um lubrificante em boas condições.;
• Caracterizar um Armazém de Lubrificantes.
TEMAS
• Introdução
• Contaminação com água
• Prevenção
• Armazenagem de massas lubrificantes
• Temperaturas de armazenamento
• Armazém de lubrificantes
• Componentes voláteis dos produtos
• Segurança na armazenagem e manuseamento
• Resumo
• Actividades / Avaliação
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Guia do Formando
LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
IEFP IEFP IEFP IEFP IEFP · ISQ ISQ ISQ ISQ ISQ
V . 2V . 2V . 2V . 2V . 2
Armazenamento
Componente Científico-Tecnológica
Para o máximo aproveitamento de um lubrificante não basta apenas fazer a sua
correcta aplicação. De igual importância se revestem os cuidados a ter durante
o manuseamento e armazenagem.
Caso contrário, poderá ocorrer a sua deterioração, podendo até o produto
tornar-se completamente impróprio para uso.
Os lubrificantes produzidos pelos diversos fabricantes são submetidos a diversos
controlos de qualidade e as suas embalagens são inspeccionadas, no sentido
de garantir que o produto final se apresenta de acordo com as especificações.
O objectivo deste módulo é assim o de contribuir para que se consiga assegurar
que os lubrificantes chegam aos locais de consumo isentos de contaminantes,
garantindo a sua qualidade de fabrico.
A deterioração do produto surge principalmente a partir da contaminação com
água e/ou outras impurezas, ou então quando fica sujeito a elevadas temperaturas
durante o armazenamento.
A contaminação com água pode ocorrer de duas maneiras distintas:
a) Através da respiração do bujão de armazenamento.
b) Através da penetração da água pelo bujão existente no topo do tambor.
a) Através da respiração do tambor pode ocorrer contaminação com água. Isto
acontece principalmente quando um tambor de lubrificante é armazenado a céu
aberto.
Nesta condições, o tambor fica sujeito a grandes variações de temperatura (por
exemplo as variações de temperatura durante o dia e a noite). A altas
temperaturas, o conteúdo do tambor expande-se e a camada de ar acima do
óleo tentará, através dos vedantes do batoque (orifício na parte superior do
tambor) e do bujão (orifício na parte superior do tambor por onde se verte o óleo)
encontrar uma saída para o exterior.
Quando a temperatura baixa, o conteúdo do tambor contrai-se dando lugar a
uma depressão com consequente entrada de ar. A humidade existente no ar
que penetra no interior do tambor condensa-se dando lugar à consequente
contaminação do produto.
INTRODUÇÃO
CONTAMINAÇÃO COM ÁGUA
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação V . 3V . 3V . 3V . 3V . 3
Armazenamento
Componente Científico-Tecnológica
Inicialmente serão apenas algumas gotas de água, mas com o tempo essa
quantidade aumentará progressivamente e a contaminação tornar-se-á
significativa.
Figura V.1 - Contaminação com água através da respiração do tambor
b) Os tambores são cuidadosa e completamente selados após o enchimento.
Contudo, quando armazenados a céu aberto na posição vertical, devido ás
variações de temperatura (por exemplo, as variações de temperatura ambiente
ao longo do dia ou ainda a diferença de temperatura ambiente entre o local do
enchimento e selagem do tambor e local da aplicação do produto), criam-se
diferenciais de pressão quer no interior do tambor quer nas juntas de vedação.
Nestas condições, a existência de uma pequena abertura será suficiente para
tornar igual a pressão interna e externa do tambor. Esta pequeníssima abertura
pode ainda ser causada por exemplo, por porosidades, fissuras ou corrosão na
chapa do topo. Se a água (normalmente água da chuva) estiver presente na
parte superior do tambor ela penetrará no seu interior, de forma natural ou forçada
pela depressão criada pela variação de temperatura.
Figura V.2 - Contaminação através da penetração da água, existente no topo do tambor
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Guia do Formando
LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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V . 4V . 4V . 4V . 4V . 4
Armazenamento
Componente Científico-Tecnológica
Prevenção
Quando os recipientes estão expostos às intempéries, as inscrições que
identificam o produto podem desaparecer e dar assim lugar a enganos na sua
aplicação, com consequências imprevisíveis.
Setemporariamente, os tambores tiverem de ser armazenados ao ar livre, devem-
-se arrumar horizontalmente, sobre estrados com o batoque e o bujão na posição
“um quarto para as três” (garantia de que o material dos vedantes se mantêm
humedecido) e guardados sob um abrigo, ainda que provisório.
Figura V.3 - Posição de armazenagem e abrigo provisório
Porém, se ficarem de pé, os recipientes devem ficar ligeiramente inclinados de
modo a evitar a acumulação de água sobre qualquer dos bujões.
Figura V.4 - Posição vertical com os tambores inclinados
Devem-se arrumar os tambores no armazém imediatamente após a recepção.
O armazém de lubrificantes deverá estar permanentemente seco, limpo, isento
de poeiras e não sujeito a variações de temperaturas elevadas.
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação V . 5V . 5V . 5V . 5V . 5
Armazenamento
Componente Científico-Tecnológica
Os baldes e as caixas de cartão devem ser armazenados de tal modo que não
corram o risco de serem danificados por deformação devido a pancadas.
Antes da embalagem ser aberta o topo deve estar bem limpo. Se se tratar de
tambores, é recomendada uma rigorosa limpeza não só ao topo, mas também
a toda a área em volta dos bujões.
As massas lubrificantes requerem precauções especiais.
Os baldes e os tambores cheios de massa nunca devem ser abertos na presença
de uma atmosfera poeirenta.Antes de retirar o produto da embalagem deve-se
assegurar de que o equipamento usado para esse efeito está limpo, isento de
pó e/ou sujidade.
As espátulas ou as raspadeiras de madeira não são recomendadas, isto porque
podem deixar na massa pequenas partículas de madeira, as quais podem mais
tarde causar danos nos pontos a lubrificar.
Para prevenir a separação do óleo no “buraco” do qual a massa foi removida, a
superfície do produto deverá ser alisada ou tornada plana.
Desta forma, após retirar a massa do balde ou do tambor, deve deixar sempre a
superfície plana e fechar de imediato a embalagem.
Os lubrificantes não devem ser armazenados ao ar livre. A armazenagem no
interior é sempre o mais recomendável e deve possuir condições ambientais
adequadas, isto porque:
• A armazenagem de óleos e massas em locais muito quentes pode reduzir a
sua eficiência como lubrificantes.
• As massas não devem ser armazenadas em locais de temperatura elevada,
pois o calor faz com que o óleo se separe do sabão e a massa fique
inutilizada.
• A armazenagem dos óleos em locais muito frios torna o seu manuseamento
mais difícil podendo, mesmo para certas categorias de lubrificantes, haver
degradação das características físico/químicas, inutilizando-os.
ARMAZENAGEM DE MASSAS LUBRIFICANTES
TEMPERATURAS DE ARMAZENAMENTO
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Armazenamento
Componente Científico-Tecnológica
Na figura V.5 indicam-se as condições às quais um armazém de lubrificantes
deveria obedecer.
Figura V.5 - Características de um armazém de lubrificantes
Componentes voláteis dos produtos
Na generalidade os óleos lubrificantes não possuem um potencial risco de
incêndio.
As principais excepções vão para os produtos que contêm componentes voláteis
(produtos que passam do estado líquido ao estado gasoso com facilidade). Se
um produto representa um risco potencial de incêndio este deverá ser
armazenado e manuseado em locais bem ventilados, e longe de superfícies
aquecidas como por exemplo:
• Canalizações de vapor ou de fluidos aquecidos.
• Caldeiras e fornalhas
Estes produtos não devem ser armazenados mais tempo do que o estritamente
necessário para a sua aplicação.
ARMAZÉM DE LUBRIFICANTES
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação V . 7V . 7V . 7V . 7V . 7
Armazenamento
Componente Científico-Tecnológica
Segurança na armazenagem e manuseamento
Para garantir a segurança na armazenagem e no manuseamento de lubrificantes
dever-se-ão ter em conta os seguintes aspectos:
• Garantir que é recepcionado o produto correcto;
• Garantir que as indicações referentes ao tipo de produto inscritas nas
embalagens permanecem legíveis;
• Ter cuidado no manuseamento, adoptando o princípio “o primeiro lote a entrar
é o primeiro lote a sair”;
• Cuidado com as variações de temperatura;
• Evitar o contacto do produto com a água, pó ou impurezas.;
• Fazer a manutenção do armazém garantindo que ele permanece limpo, seco,
bem ventilado e iluminado.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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V . 8V . 8V . 8V . 8V . 8
Armazenamento
Componente Científico-Tecnológica
RESUMO
Aos custos inerentes ao próprio lubrificante acrescem outros despesas entre
as quais se destacam a armazenagem e manuseamento de Lubrificantes.
O objectivo essencial de uma correcta armazenagem é o de contribuir o mais
possível para que se consiga assegurar que os lubrificantes chegam aos locais
de consumo isentos de contaminantes, garantido assim a sua qualidade de
fabrico.
Assim, esta unidade teve como objectivo apresentar os diversos factores que
influenciam a degradação e a contaminação dos lubrificantes e de que forma se
pode fazer o seu correcto armazenamento.
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação V . 9V . 9V . 9V . 9V . 9
Armazenamento
Componente Prática
ACTIVIDADES / AVALIAÇÃO
1. A contaminação com água pode ocorrer de várias maneiras distintas. Quais
e que medidas preventivas deve tomar para que isto não aconteça?
2. Quais os efeitos da temperatura de armazenamento nos lubrificantes?
3. Indique as características que os armazéns devem possuir para que os
lubrificantes fiquem armazenados em boas condições.
Guia do Formando
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Análise de Condição
Análise de CondiçãoAnálise de CondiçãoAnálise de CondiçãoAnálise de CondiçãoAnálise de Condição
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação VI . 1VI . 1VI . 1VI . 1VI . 1
Análise de Condição
OBJECTIVOS
No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a:
• Identificar as vantagens das técnicas de Controlo de Condição e a sua função;
• Seleccionar o nível de controlo das máquinas e respectivos componentes;
• Classificar os métodos gerais de controlo.
TEMAS
• Introdução
• Vantagens das técnicas de análise de condição
• Selecção do nível de análise
• Selecção de máquinas e componentes
• Métodos gerais de controlo
• Análise dos óleos usados
• Viscosidade
• Número de neutralização
• Os insolúveis
• Água e sedimentos
• Diluição por combustível
• Cor
• Aparência
• Conclusão
• Resumo
• Actividades / Avaliação
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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VI . 2VI . 2VI . 2VI . 2VI . 2
Análise de Condição
Componente Científico-Tecnológica
Paralelamente ao conhecimento laboratorial dos fenómenos, desenvolveram-se
técnicas de análise de condição das máquinas nas situações reais.
Estas técnicas permitem uma previsão de avarias antes da sua fase crítica,
através de um controlo periódico de determinados parâmetros. Estes nem
sempre são facilmente definíveis, para os diversos tipos de órgãos de máquinas.
Em alguns casos, são grandezas importantes na função desses órgãos. Noutros
casos, são variáveis associadas aos parâmetros de funcionamento. Por exemplo,
a medição do escorregamento em funcionamento de uma embraiagempode
dar-nos informação sobre as superfícies de atrito de contacto, e é também um
parâmetro de interesse directo para o utilizador, determinante da vida útil das
referidas superfícies.
Por outro lado, a variação anormal da temperatura do óleo lubrificante de uma
transmissão, pode traduzir um mau funcionamento desta, mas não é, dentro de
certos limites, importante para a transmissão de potência pretendida.
Algumas das vantagens da análise de condição de máquinas são evidentes,
como:
• Maior operacionalidade devido a um menor número de avarias inesperadas.
• Maior segurança para o operador da máquina.
• Menores custos de manutenção.
• Correcção atempada de defeitos de concepção ou de fabrico das máquinas.
Fazer um controlo exaustivo, no tempo, e no número de objectos de controlo,
tornar-se-ia proibitivamente dispendioso, bem como de difícil análise, em tempo
útil.
Em alguns ramos de produção existe uma considerável experiência no que diz
respeito ao nível de análise a fazer, ditado pelo próprio controlo das características
do produto. Estão neste caso as indústrias químicas, onde valores de
temperatura, pressões e caudais são determinados com certa frequência e em
vários equipamentos.
Normalmente, certas características puramente mecânicas, como velocidades,
e níveis de vibrações não são objecto de análise tão assídua. O custo destes
sistemas é elevado e a técnica de controlo e a sua aplicação devem ser
especialmente projectadas, o que só se justifica quando a interrupção de
laboração tem consequências muito graves ou o risco de acidente é elevado.
INTRODUÇÃO
VANTAGENS DAS TÉCNICAS DE ANÁLISE DE CONDIÇÃO
SELECÇÃO DO NÍVEL DE ANÁLISE
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação VI . 3VI . 3VI . 3VI . 3VI . 3
Análise de Condição
Componente Científico-Tecnológica
O caso mais normal é aquele em que é seleccionado um certo número de
componentes-chave ou máquinas-chave, escolhidos quando é feito o projecto
da cadeia de produção. Nestes casos a análise é feita apenas a essas máquinas
as quais são controladas em detalhe. Quando a referida selecção é feita ao
nível de projecto é ainda possível exigir ao construtor a inclusão de sensores
nas próprias máquinas. Assim, poder-se-á fazer o controlo de alguns
componentes críticos de máquinas-chave, que pela história passada, são mais
susceptíveis de avaria, por exemplo, as chumaceiras de rolamentos.
A selecção de quais as máquinas a controlar é mais simples que a dos
componentes em si. Podem ser considerados vários critérios, tanto do ponto
de vista da segurança como do interesse económico.
Quanto aos aspectos de segurança, deverão ser controladas máquinas em que:
• Se verifique perigo de explosão em resultado de uma avaria, como no caso
de caldeiras.
• Sejam libertados produtos perigosos, caso de circuitos hidráulicos próximos
de chamas ou peças a temperaturas muito elevadas.
• Seja envolvido o transporte de pessoas.
A selecção dos componentes é fácil se existir um historial de avarias anteriores.
Como regra geral, deverão ser controlados todos os órgãos ou componentes
móveis.
Hoje em dia, a maior parte das máquinas, sobretudo as que são comandadas
directamente pelo operador, dispõem de sistemas de alarme para indicar
situações anormais de funcionamento, contudo uma indicação numérica através
de termómetros, conta-rotações, medidores de pressão, ou outros instrumentos
é desejável de existir, tanto na própria máquina como no painel do operador.
A inspecção visual ou auditiva, tem sido um dos métodos mais comuns de
controlo, mas o subjectivismo das informações colhidas nem sempre é aceitável.
No entanto, e dentro do método visual, há a considerar processos importantes
que resultam da gravação das informações colhidas em forma de fotografia,
termografia, radiografia, aplicação de fluidos penetrantes e moldes, este último
caso de grande interesse na análise de superfícies de fractura.
O ruído anormal produzido pelas máquinas é devido normalmente a avarias
associadas a fenómenos de vibração. Tal facto deu origem, nos últimos anos,
ao aparecimento do controlo vibracional. Esta técnica é uma das mais utilizadas
hoje em dia, com resultados altamente satisfatórios.
Equipamento ou
máquina-chave
SELECÇÃO DE MÁQUINAS E COMPONENTES
Critérios de segurança na
selecção da máquina-chave
MÉTODOS GERAIS DE CONTROLO
Inspecção visual e auditiva
Análise vibracional
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Análise de Condição
Componente Científico-Tecnológica
A determinação de temperaturas pode ser considerada como um dos métodos
mais utilizáveis, mas com excepção dos termopares, o equipamento que
actualmente existe só dá uma resposta relativamente lenta.
Além dos termopares podem utilizar-se simples termómetros, fitas bimetálicas,
tintas indicadoras, materiais fusíveis.
De entre as técnicas mais vulgarizadas está o controlo dos produtos do desgaste
feito através da análise dos óleos lubrificantes. Este ensaio pode fornecer
considerável informação sobre a condição do componente ou do equipamento,
conforme se vê em seguida.
A presença de contaminantes nos lubrificantes, nos depósitos de todos os
dispositivos hidráulicos e na maior parte dos sistemas de circulação, pode ser
facilmente detectada, por simples exame visual de uma simples amostra retirada
do sistema de lubrificação.
Se, depois de ter sido decantada durante a noite, esta se apresentar clara e
transparente, geralmente não é necessário fazer-se análise. Este facto prova
que o lubrificante se encontra em condições de continuar a servir.
Qualquer quantidade de água ou sedimento que se tenha depositado, pode ser
removido por filtragem ou decantação de toda a amostra. Se, depois de
decantada, a amostra apresentar ainda uma cor consideravelmente escura,
sem limpidez, será então conveniente remeter o óleo para análise, a fim de se
verificar se está em condições de continuar a ser utilizado. Pode ser também
aconselhável uma análise laboratorial para determinar a natureza dos resíduos
ou de outros contaminantes, ou ainda como elemento auxiliar para resolver
qualquer problema de lubrificação.
A interpretação dos resultados da análise exige experiência e conhecimentos
técnicos por parte de quem a faz. Requer, não somente laboratórios
especializados, mas ainda um perfeito conhecimento da máquina de onde a
amostra provém, das suas condições operacionais e da maneira como foi
colhida.
A interpretação dos valores analíticos depende, em grande parte, das condições
em que foi utilizado o óleo que a amostra representa, tornando-se impossível
estabelecer para cada situação, limites claramente definidos em qualquer dos
ensaios que constituem a análise. Ou seja, o importante é a variação de cada
uma das características no decurso de um período de funcionamento, e não um
único valor dessa característica.
Os resultados de cada um dos ensaios que compõem uma análise devem ser
considerados, tomando em linha de conta todos os outros dessa mesma análise,
as características da máquina e as condições de funcionamento que lhe dizem
respeito, e ainda, os valores das análises anteriores.
Determinação de
temperaturas
Análise de óleos
ANÁLISE DOS ÓLEOS USADOS
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação VI . 5VI . 5VI . 5VI . 5VI . 5
Análise de Condição
Componente Científico-Tecnológica
De um modo geral, o estado em que se encontra o lubrificante usado pode
determinar-se por meio de análises laboratoriais destinadas a verificar
nomeadamente as seguintes características:
Viscosidade
A viscosidade de um óleo usado comparada com a de um óleo novo fornece
uma informação significativa sobre o estado do óleo.
Um aumento de viscosidade pode indicar:
• Oxidação;• Presença de insolúveis;
• Contaminação com óleo de viscosidade mais alta durante o enchimento.
Uma diminuição da viscosidade pode indicar:
• Presença de diluição por combustível;
• Atesto com óleo de viscosidade mais baixa;
• Contaminação com óleo mais leve, como seja óleo de limpeza.
Número de neutralização
O número de neutralização (NN) é o peso em gramas de hidróxido de potássio,
necessário para neutralizar um grama de óleo sendo a medida de todas as
matérias que num óleo sob condições especificas, reagem com o hidróxido de
potássio.
Normalmente, a maior percentagem de tais matérias são ácidos orgânicos,
sabões e metais pesados, produtos intermédios de oxidação e outros
componentes que podem estar presentes como aditivos.
Os ácidos orgânicos podem formar-se como resultado da oxidação progressiva
do óleo dos sabões ou dos metais pesados que resultam da reacção destes
ácidos com os metais.
Os insolúveis
Se se deixar o conteúdo de insolúveis chegar a um valor muito elevado, podem
formar-se depósitos prejudiciais que interferem com o funcionamento do sistema.
Água e sedimentos
A quantidade de água e sedimentos é medida volumetricamente e, se estiverem
presentes sedimentos em quantidade apreciável, devem ser subsequentemente
identificados.
Características determinantes
do estado do lubrificante
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Análise de Condição
Componente Científico-Tecnológica
Diluição por combustível
A diluição por combustível é consequência de defeitos mecânicos na máquina.
O seu principal efeito é reduzir a viscosidade do óleo do cárter.
Quando a diluição for elevada deve proceder-se à mudança do óleo.
Cor
Embora a manutenção da cor no óleo seja uma indicação de não haver alteração,
uma mudança apreciável na mesma, durante o serviço, “não denota
necessariamente” uma diminuição das suas características lubrificantes.
Aparência
Apesar de uma pequena quantidade de água ou sedimentos poder mudar a
aparência de um óleo, de límpido e claro, para turvo e talvez mais escuro, o seu
significado depende da quantidade e do tipo dos contaminantes presentes, o
que pode ser determinado pela análise da água e, ou sedimentos presentes.
Em termos gerais é possível definir determinadas aplicações e limites para os
quais certas técnicas serão mais eficientes que outras. O controlo de vibrações
está a ser largamente aplicado na análise da operação de chumaceiras de
rolamentos enquanto a ferrografia, método baseado na análise das partículas
de desgaste, tem especial interesse no caso de chumaceiras hidrodinâmicas.
Certos casos necessitarão de mais de uma técnica simultaneamente, como é
o caso das engrenagens onde tanto o desgaste como a variação da temperatura
do lubrificante servem como indicadores de um mau funcionamento.
CONCLUSÃO
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação VI . 7VI . 7VI . 7VI . 7VI . 7
Análise de Condição
Componente Científico-Tecnológica
As técnicas de controlo de condição de máquinas em funcionamento permitem
a detecção de avarias antes da sua ocorrência.
Através do controlo dos parâmetros de funcionamento dessas máquinas
consegue-se uma maior operacionalidade, maior segurança, menores custos
de manutenção e correcção atempada de defeitos de concepção ou de fabrico
dessas máquinas.
É contudo necessário fazer uma selecção das máquinas e componentes a
controlar.
Nesta unidade temática apresentaram-se de forma sucinta os diferentes tipos
de controlo mais utilizados, já que a sua descrição pormenorizada é objecto de
outras unidades de formação:
• Inspecção visual;
• Análise de vibrações;
• Determinação de temperaturas;
• Controlo dos produtos de desgaste de órgãos de máquinas em movimento
relativo.
RESUMO
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação
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Análise de Condição
Componente Prática
ACTIVIDADES / AVALIAÇÃO
1. Quais as principais vantagens da utilização de técnicas de análise de
condição?
2. Qual é o objectivo da selecção do nível de análise?
3. Quais são as informações que podem ser fornecidas por um aumento de
viscosidade?
2. Indique os vários métodos de controlo que conhece.
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LubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificaçãoLubrificação B . 1B . 1B . 1B . 1B . 1
Bibliografia
Armazenagem e Manuseamento de Lubrificantes, Shell Portuguesa, S.A.
Engrenagens, Problemas de Lubrificação, Shell Portuguesa, S.A.
Fundamentos da Lubrificação, Colecção Técnica 3, 3.ª edição MOBIL.
Informação Geral sobre Lubrificação e Lubrificantes, Shell Portuguesa, S.A.R.L.
Lubrificação de Máquinas Ferramentas e Trabalho em Metais, Shell Portuguesa,
S.A.
Noções Elementares sobre Lubrificantes e Lubrificação, Shell Portuguesa,
S.A., 1992.
Princípios Básicos da Lubrificação, edição MOBIL, 1975.
Produtos Petrolíferos, Saúde e Segurança, Shell Portuguesa, S.A.
Sistemas Hidráulicos, Shell Portuguesa, S.A.
BIBLIOGRAFIA
	Lubrificação - Formando
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