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LUBRIFICAÇÃO INDUSTRIAL • As substancias liquidas são preferidas como lubrificantes, porque podem penetrar facilmente nas partes móveis pela ação hidráulica! Importância dos Lubrificantes Líquidos Conceito São substâncias que colocadas entre duas superfícies móveis ou uma fixa e outra móvel, formam uma película protetora. Função Tem por função principal reduzir o atrito, o desgaste, bem como auxiliar no controle de temperatura e na vedação dos componentes de máquinas e motores. Lubrificantes Líquidos Lubrificantes Líquidos Tipos de Óleos Lubrificantes Óleos Minerais Óleos Vegetais Óleos Animais Óleos Sintéticos Óleos Minerais O óleo mineral, também conhecido como óleo base, parafina líquida, óleo branco ou vaselina líquida, é proveniente do petróleo. A partir da destilação do petróleo bruto em pressão atmosférica, é obtida uma mistura complexa de hidrocarbonetos (parafinas, naftalenos e diversas moléculas constituídas de carbonos e hidrogênios), que é de onde sai o óleo mineral Lubrificantes Líquidos Lubrificantes Líquidos O petróleo é um líquido extraído da terra, de cor que varia entre o verde escuro, o marrom e o preto. Sua fluidez também é muito variável. O PETRÓLEO - Carbono de 81 a 88% - Hidrogênio de 10 a 14% - Oxigênio de 0,01 a 1,2% - Nitrogênio de 0,002 a 1,7% - Enxofre de 0,01 a 5% Lubrificantes Líquidos Óleos lubrificantes minerais Em função da origem do petróleo cru, dividem-se os óleos minerais puros em três categorias: Nafitênicos - É obtido do petróleo rico em asfalto e praticamente não tem parafina. Parafínicos - É obtido do petróleo rico em resíduo ceroso (parafinas) e não contém asfalto. Misto (aromáticos) - É obtido do petróleo com resíduo asfálticos e parafínicos e não é adequado à lubrificação. Óleos lubrificantes não minerais: Os óleos orgânicos, vegetais e animais foram os primeiros lubrificantes a serem usados. Hoje, em virtude de novas exigências dos lubrificantes, estão sendo substituídos pelos óleos minerais. Por outro lado em função das limitações dos óleos minerais, surgiram os óleos sintéticos. Os principais lubrificantes não minerais são: Óleos graxos - Possuem como vantagem ter uma boa aderência às superfícies metálicas, porém são caros, e não resistem a oxidação, tornam-se ácidos e corrosivos com o uso. Podemos citar como exemplo de óleos graxos: óleos vegetais e óleos animais. Óleos vegetais - São óleos como de oliva, mamona, soja, girassol, milho, algodão e babaçú. Óleos animais - Os óleos animais são extraídos de baleias, bacalhau, capivara, de mocotó, etc. Aplicação: os óleos animais e vegetais raramente são usados isoladamente como lubrificantes, por causa da sua baixa resistência à oxidação, quando comparados a outros tipos de lubrificantes. Óleos compostos - São misturas de óleos minerais com óleos graxos. A proporção de óleos graxos na mistura varia entre 1 a 25%. A finalidade da mistura é conferir ao lubrificante maior oleosidade e mais facilidade para se emulsificar. Óleos sintéticos - Estes óleos são obtidos em laboratórios, e com qualidades superiores às dos óleos minerais. Os principais óleos sintéticos são os ésteres de silicato, o silicone e os ésteres de poliglicol. Aditivos Os aditivos para lubrificantes são substâncias que adicionam ao lubrificante para melhorar certas propriedades específicas, podendo mudá-las profundamente mesmo quando usados em pequenas quantidades. Aditivos Aditivos Aditivos EXEMPLO DE APLICAÇÃO Os óleos lubrificantes, antes de serem colocados à venda pelo fabricante, são submetidos a ensaios físicos padronizados que, além de controlarem a qualidade do produto, servem como parâmetros para os usuários. Características dos lubrificantes Características dos lubrificantes Índice de viscosidade Características dos lubrificantes Viscosidade Densidade Ponto de fulgor (flash point) Ponto de combustão Ponto de névoa ( Cloud Point ) Ponto de fluidez ( Pour Point ) Acidez e Alcalinidade Demulsibilidade Corrosão Oxidação Cinzas Viscosidade Chamamos de viscosidade à resistência de um fluido ao escoamento Características dos lubrificantes Escalas de viscosidades Existem escalas físicas e escalas empíricas ou convencionais para medir a viscosidade. As escalas convencionais recebem os nomes de seus autores: Saybolt, Redwood e Engler Viscosidade absoluta É definida como a força (em dina) necessária para fazer deslocar uma superfície plana de 1cm2 sobre outra, do mesmo tamanho, com velocidade de 1cm/s. Estando as duas superfícies separadas por uma camada de fluido com 1cm de espessura A unidade usada poise (g/cm*s) Características dos lubrificantes Viscosidade cinemática É definida como a razão entre a viscosidade absoluta (VA) e a densidade, ambas à mesma temperatura. A unidade usada stoke (cm2/s) Viscosidade convencional A viscosidade convencional ou empírica é medida por meio dos seguintes viscosímetros: - Saybolt (usado na América do Norte) - Redwood (usado na Inglaterra e Reino Unido) - Engler (usado na Europa) Características dos lubrificantes A seguir é apresentado o viscosímetro de Saybolt: Características dos lubrificantes A tabela a seguir mostra que o viscosímetro de Saybolt e os outros viscosímetros diferenciam-se principalmente, pelo volume de óleo e temperatura utilizada. Viscosímetro Símbolo Vol. de óleo Temperatura Universal SUS ou SSU 70ºF, 100ºF, 130ºF, 210ºF Saybolt Furol SFS ou SSF 60ml 77ºF, 100ºF, 122ºF, 210ºF I ou 1 (standard) I ou 1 77ºF, 100ºF, 140ºF, 200ºF Redwood II ou 2 (admiralty) II ou 2 50ml 77ºF, 86ºF Segundos - Engler Graus ºE 200ml 20ºF, 50ºF, 100ºF Características dos lubrificantes Viscosímetro de Ostwald Características dos lubrificantes AGMA - American-Gear-Manufactures-Assotiation SAE - Society of Automotive Engineers SAE - Society of Automotive Engineers Características dos lubrificantes Características dos lubrificantes Características dos lubrificantes O índice de viscosidade (IV) de um óleo é um valor empírico que estabelece uma relação entre a variação que sua viscosidade sofre com a alteração da temperatura Índice de viscosidade Expressão numérica da variação da viscosidade com a variação da temperatura. Características dos lubrificantes Características dos lubrificantes Temperatura mínima em que ocorre o escoamento do óleo por gravidade. O ponto de mínima fluidez é um dado importante quando se lida com óleos que trabalham em baixas temperaturas. Ponto de fluidez ( Pour Point ) Características dos lubrificantes Temperatura na qual a parafina ou outras substâncias afins normalmente dissolvida no óleo, começam a se separar formando minúsculos cristais, tornando o óleo turvo. Ponto de névoa ( Cloud Point ) Características dos lubrificantes Características dos lubrificantes LUBRIFICANTES PASTOSOS LUBRIFICANTES PASTOSOS Componentes das graxas Agente espessante: O agente espessante, por sua natureza e concentração, é que dá às graxas suas características principais. O elemento mais usado como espessaste é o sabão metálico. Como é difícil obter uma graxa com toda as qualidades desejadas pela simples seleção do espessante e do óleo, incluem-se os aditivos. Aditivos da graxa: O lubrificante líquido que compõem a graxa pode ser um óleo mineral ou um óleo sintético. Lubrificante líquido: lnibidor de oxidação: São compostos químicos denominados cromato, dicromato, sulfonato orgânicos ou sabão de chumbo. A água praticamente não consegue remover esses compostos das superfícies metálicas. Inibidor de corrosão: É um produto químico da classe das aminas e dos fenóis. Sua presença é indispensável em graxas para rolamentos e em outras graxas onde o período de serviço é longo. São compostos destinados a alterara estrutura da fibra do sabão. Em algumas graxas, faz-se necessária essa mudança para evitar a tendência de separação do óleo. Modificador da estrutura: Agente de untuosidade: São gorduras e óleos vegetais com a função de melhorar o poder lubrificante das graxas. O agente de untuosidade é necessário em um pequeno número de graxas. Quando a necessidade requer uma graxa mais pegajosa são adicionados polímeros orgânicos viscosos ou látex em solução aquosa. Agente adesividade: São os mesmos compostos usados para os óleos lubrificantes com a mesma finalidade. Agente de extrema pressão: São pós adicionados às graxas para dar-lhe qualidades especiais; Exemplo: Grafite, bissulfeto de molibdênio,mica. São produtos usados em geral com finalidades comerciais. Eles melhoram o aspecto da graxa e permitem sua identificação pela cor ou cheiro. Corantes e odoríferos: Lubrificantes sólidos: As características das graxas mais importantes para uso industrial são determinadas por ensaios. Esses ensaios são empíricos e definem os padrões de uso e comercialização. Características das graxas A cor da graxa indica, de modo vago, o tipo de óleo que a compõe. Cor O grau 000 corresponde às graxas de menor consistência (semi-fluidas) e o grau 6, às de maior consistência (mais pastosas). As de consistência 2 e 3 são as mais empregadas. Consistência é a propriedades dos materiais pastosos e sólidos a fluir quando submetidos a pressão. A consistência da graxa é determinada pelo ensaio segundo a norma ASTM D217. Consistência Viscosidade aparente Diferença de viscosidade que existe entre as graxas é óleos. . Aplica-se força inicial; . Unidade poise. A seguir é apresentado o dispositivo para medir o ponto de gota. É o percentual de óleo contido em determinada graxa. Esse valor é de grande importância para o fabricante determinar o rendimento de fabricação. Teor de óleo mineral Teor de sabão É um dado de muita importância para a produção da graxa. Para o uso das graxas é muito mais significativo conhecer o metal que foi feito o sabão, pois esta informação indica as propriedades gerais da graxa. Teor de água É o percentual de água presente na graxa e auxilia na seleção do produto. A graxa de cálcio costumam ter de 1 a 3% de água. Número de neutralização : Esse número indica a quantidade (em miligramas) de hidróxido contido em um grama de amostra. Cargas: Cargas são os lubrificantes sólidos colocados na graxa. Exemplo: Grafite, mica, asbesto,etc. . Extrema pressão; . Resistência à água; . Estabilidade a oxidação; . Estabilidade ao trabalho; . Corrosão em lâmina de cobre; . Grau de contaminação. Os ensaios descritos a seguir referem-se ao desempenho das graxas em serviço: Ensaios especiais: São lubrificantes de elevada aderência formulados à base de misturas de óleos minerais com asfalto. Composições betuminosas TIPOS DE GRAXAS Graxa à base de alumínio: Macia; quase sempre filamentosa; resistente à água; boa estabilidade estrutural quando em uso; pode trabalhar em temperaturas de até 71°C. É utilizada em mancais de rolamento de baixa velocidade e em chassis. Graxa à base de cálcio: Vaselinada; resistente à água; boa estabilidade estrutural quando em uso; deixa-se aplicar facilmente com pistola; pode trabalhar em temperaturas de até 77°C. É aplicada em chassis e em bombas d’água. Graxa à base de sódio: Geralmente fibrosa; em geral não resiste à água; boa estabilidade estrutural quando em uso. Pode trabalhar em ambientes com temperatura de até 150°C. É aplicada em mancais de rolamento, mancais de rodas, juntas universais etc. Graxa à base de lítio: Vaselinada; boa estabilidade estrutural quando em uso; resistente à água; pode trabalhar em temperaturas de até 150°C. É utilizada em veículos automotivos e na aviação. Graxa à base de bário: Características gerais semelhantes às graxas à base de lítio. Graxa mista: É constituída por uma mistura de sabões. Assim, temos graxas mistas à base de sódio-cálcio, sódio-alumínio etc. Tipos de lubrificação De uma maneira geral, a lubrificação dos elementos de máquinas e equipamentos dividem- se fundamentalmente em duas classes: - Lubrificação por Camada Limite - Lubrificação Fluida Lubrificação Hidrodinâmica ou Cunha de Óleo. Lubrificação Elasto-Hidrodinâmica ou Óleo sob Pressão. - Usado em intervalos corretos - Usado em quantidade exata - Aplicado no local correto - Adequado ao equipamento Para que se tenha uma lubrificação correta é necessário que simultaneamente o lubrificante seja: Métodos de aplicação dos lubrificantes Métodos de aplicação - Lubrificação intermitente - Sistema selado - Sistemas circulatórios - Outros métodos Os métodos mais usuais são: Lubrificação intermitente (perda total) Nesse sistema, o lubrificante não pode ser utilizado novamente. Almotolia: Pode ser do tipo comum ou do tipo bomba O copo graxeiro automático Sistema selado Os mais simples sistemas selados de lubrificação dependem das propriedades do óleo. Além da função de lubrificante, o óleo tem ação refrigerante. O controle do nível de óleo é feito por meio de indicadores Por não haver perdas, após certo tempo é necessário trocar o óleo, uma vez que os aditivos perdem sua eficiência. SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO CENTRALIZADA SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO CENTRALIZADA • É um método de lubrificação a graxa ou óleo usado para lubrificar uma grande quantidade de pontos,independente de sua localização, com quantidade exata de lubrificante, partindo de um único ponto de abastecimento. SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO CENTRALIZADA SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO CENTRALIZADA LINHA SIMPLES • Este sistema é muito utilizado em máquinas operatrizes de pequeno porte e médio porte com a maioria dos sistemas operando com óleo. LINHA DUPLA • Considerado um sistema robusto. • Utilizado em máquinas de médio e grande porte • Sob pressão da bomba e fluindo através de dois condutos principais, o lubrificante movimenta pistões dosadores existentes em distribuidores montados ao longo do sistema. Linha Dupla Este sistema foi projetado para aplicações em equipamentos de grande porte (usinas de açúcar, siderúrgicas, etc.). O sistema Linha Dupla pode operar com óleo ou graxa que é bombeada de maneira intermitente para os distribuidores através de duas linhas principais alternadamente, evitando-se assim perda de carga (pressão) do sistema em função das longas distâncias entre os pontos a serem lubrificados. PROGRESSIVO PROGRESSIVO • Considerado um dos mais seguros na lubrificação centralizada. • Usado em máquinas de médio e grande porte. ( pontes rol, Prensas,Máq. Papel )