Apostila - Conceitos Básicos da Lubrificação Especial parte 1

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<p>1</p><p>Conceitos Básicos da Lubrificação Especial</p><p>Curso Básico</p><p>Edição 00-2005</p><p>Elaborada por Interlub</p><p>2</p><p>Capítulo 1 – Conceitos Introdutórios da Lubrificação Especial</p><p>1.0 - INTRODUÇÃO</p><p>1. 1 - O Atrito</p><p>Fisicamente o atrito significa uma força contrária ao movimento natural do corpo.</p><p>O atrito pode ser estático, quando age de modo a manter um corpo parado ou inerte e</p><p>dinâmico quando age no corpo em movimento.</p><p>Exemplos da presença do atrito:</p><p>Atrito Estático.</p><p>Uma Montagem do rolamento de um eixo – Atrito desejável</p><p>A ação da embreagem em máquinas - Atrito desejável</p><p>Um Parafuso emperrado - Atrito indesejável</p><p>Atrito Dinâmico.</p><p>O contato do solo com a sola do sapato, no movimento do andar de uma pessoa – Atrito</p><p>desejável.</p><p>Ação dos casquilhos apoiando o movimento do eixo, em um mancal deslizamento -Atrito</p><p>indesejável.</p><p>O contato de duas engrenagens - Atrito desejável</p><p>O atrito é um fenômeno intrínseco a quaisquer espécies de movimentos e pudemos verificar</p><p>que muitas vezes a sua presença é útil e satisfatória, mas na maioria das vezes,</p><p>principalmente nos elementos de máquinas na indústria, o atrito proporciona perda de</p><p>rendimento, aquecimento e desgaste prematuro dos mecanismos.</p><p>Lubrificação e Tribologia:</p><p>A Ciência, Tribologia visa pesquisar a fricção ou atrito e apresenta três campos de pesquisa</p><p>conforme o diagrama representado.</p><p>TRIBOLOGIA</p><p>TRIBOTÉCNICA PESQUISA DA</p><p>FRICÇÃO OU ATRITO</p><p>TÉCNICA DE</p><p>LUBRIFICAÃO</p><p>3</p><p>A pesquisa da Fricção ou Atrito.</p><p>É o estudo do atrito e do desgaste, tendo como objetivo não só a sua redução em situações</p><p>indesejáveis, mas também o seu aumento em situações desejáveis.</p><p>Tribotécnica.</p><p>É o estudo do campo de aplicação da Tribologia visando a construção, fabricação e</p><p>funcionamento de elementos de máquinas que interagem com pontos de fricção. Ex.</p><p>rolamentos, acoplamentos, embreagens.</p><p>Engenharia da Lubrificação:</p><p>É o estudo do campo de aplicação da Tribologia no emprego dos lubrificantes, com a</p><p>finalidade de controlar o atrito de modo a otimizar os movimentos.</p><p>Nesta apostila estaremos apresentando os conceitos da Engenharia de Lubrificação</p><p>buscando a aprendizagem.</p><p>2.0 - ENGENHARIA DA LUBRIFICAÇÃO.</p><p>2.1 - A importância da Lubrificação:</p><p>Na Indústria, nenhum equipamento pode operar sem lubrificante. Os equipamentos são</p><p>lubrificados para trabalharem suavemente e sem desgastes anormais:</p><p>Um equipamento bem lubrificado proporciona:</p><p>o Redução no consumo de lubrificante</p><p>o Maior vida útil dos mecanismos.</p><p>o Maior produção</p><p>o Menor custo de manutenção</p><p>o Menores paradas de emergências</p><p>o Menores trocas de peças</p><p>o Trabalho planejado</p><p>o Melhores resultados na manutenção preventiva</p><p>o Maior segurança pessoal</p><p>o Redução no consumo de energia</p><p>o Melhor qualidade do produto.</p><p>3 - OS LUBRIFICANTES MINERAIS.</p><p>O petróleo, matéria prima para a fabricação dos lubrificantes é uma mistura de diferentes</p><p>tipos de hidrocarbonetos que se diferenciam consideravelmente entre eles.</p><p>Abaixo estão os principais elementos químicos que compõe o petróleo.</p><p>Enxofre – até 7%</p><p>Elementos – traços (nitrogênio, oxigênio etc)- até 1%.</p><p>Ou seja, os elementos principais são:</p><p>Carbono (C) - 80 – 85% em peso.</p><p>Hidrogênio (H) – 10 – 17 %.</p><p>4</p><p>Dentre os tipos de hidrocarbonetos contidos nos óleos, poderemos distinguir os seguintes:</p><p>Tipo/denominação Propriedades Positivas/Negativas</p><p>1 Óleos minerais parafínicos</p><p>As parafinas são compostas de</p><p>hidrocarbonetos alifáticos</p><p>(cadeia linear saturada)</p><p>• Alto Índice de viscosidade</p><p>• Grande resistência à oxidação.</p><p>• Demasiada formação de resíduos de</p><p>carbono.</p><p>• Baixa capacidade de emulsificação.</p><p>• Baixa Oleosidade.</p><p>2 Óleos minerais Naftênicos</p><p>Os naftênicos são hidrocarbonetos</p><p>cíclicos saturados (ciclos hexanos) e</p><p>seus derivados.</p><p>• Baixo Índice de viscosidade</p><p>• Pequena resistência à oxidação.</p><p>• Baixa formação de resíduos de carbono.</p><p>• Alta capacidade de emulsificação.</p><p>• Alta Oleosidade.</p><p>Existem os óleos minerais aromáticos, que são hidrocarbonetos não saturados, derivados</p><p>do benzeno, com poucas propriedades interessantes e desta forma raramente empregados</p><p>na fabricação de lubrificantes.</p><p>4 - ÓLEOS MINERAIS ADITIVADOS</p><p>Os óleos minerais aditivados são óleos puros básicos, nos quais foram adicionadas</p><p>substâncias comumente chamadas de aditivos, com a finalidade de reforçar ou acrescentar</p><p>determinadas propriedades.</p><p>No diagrama abaixo, relacionamos de forma sucinta, os principais aditivos empregados e</p><p>suas características:</p><p>CARACTERISTICAS ADITIVO</p><p>Inibidores de Oxidação</p><p>Inibidores de Corrosão</p><p>Extrema Pressão EP</p><p>Anti-Desgaste</p><p>Melhoradores de aderência</p><p>Evitar a Oxidação</p><p>Inibir a Corrosão</p><p>Evitar a grimpagem</p><p>Reduzir o Desgaste</p><p>Melhorar a Aderência</p><p>5</p><p>4.1 - PROPRIEDADES DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES</p><p>• Viscosidade.</p><p>A viscosidade de um fluido é a propriedade que determina o valor de sua resistência ao</p><p>escoamento (escorrimento). É uma das características mais importantes.</p><p>Popularmente, um óleo viscoso ou de grande viscosidade é “grosso” e flui com dificuldade.</p><p>A viscosidade é inversamente proporcional à temperatura, ou seja, quando mais quente o</p><p>óleo, menor será a sua viscosidade.</p><p>• Índice de viscosidade:</p><p>• Índice de viscosidade “I V” é um número adimensional, que indica a taxa de variação</p><p>da viscosidade de um óleo quando variada a sua temperatura.</p><p>• Um alto I V indica, que esta taxa de variação é pequena, significando que sua</p><p>viscosidade é mais estável a variações térmicas.</p><p>• Ponto de Fugor:</p><p>• É a temperatura em que os gases evaporados do óleo na presença de uma chama</p><p>dão origem ao um lampejo ou inflamação.</p><p>• Ponto de Fluidez:</p><p>• O ponto de fluidez é a temperatura mínima em que o óleo ainda flui.</p><p>• Ponto de Inflamação:</p><p>• É a temperatura no qual o lubrificante se inflama espontaneamente sem o contato da</p><p>chama.</p><p>• Resíduo de Carbono:</p><p>• O resido de carbono de um óleo é a porcentagem de resíduos que o óleo poderia</p><p>deixar quando submetido à evaporação por altas temperaturas na ausência de</p><p>oxigênio.</p><p>• Emulsibilidade:</p><p>• É a capacidade que os olhos possuem de se combinarem com a água</p><p>• Oleosidade ou Poder Lubrificante.:</p><p>• Capacidade do lubrificante em manter resistente a sua película durante o processo de</p><p>lubrificação.</p><p>• Resistência à Oxidação.</p><p>• Determina a tendência do lubrificante a se oxidar sob a presença de oxigênio,</p><p>pressõesb e altas temperaturas.</p><p>• Extrema Pressão</p><p>• Característica do óleo em evitar as micro soldas obtidas pela aditivação de Cloro,</p><p>Enxofre ou Fósforo.</p><p>6</p><p>4.2 FUNCIONAMENTO DO ADITIVO DE EXTREMA PRESSÃO - EP:</p><p>Exemplo: Atrito entre duas engrenagens no redutor.</p><p>Inicialmente as engrenagens estão bem lubrificada por banho de Óleo Mineral ISO VG</p><p>220 EP e suas superfícies estão separadas por uma película do lubrificante de micro</p><p>espessura que chamamos filme hidroninâmico.</p><p>Com o aumento da carga e vibrações do equipamento movido, surge uma força radial</p><p>intensa nos contatos dos dentes e o filme lubrificante é rompido, nos picos de alta</p><p>rugosidade superficial do metal . Chamamos este processo de Atrito Misto.</p><p>A camada natural de óxido da superfície do metal é removida e os aditivos EP - Fósforo,</p><p>Enxofre e Cloro reagem com o metal base da engrenagem formando os composto:</p><p>Cloro – Cloretos</p><p>Fósforo – Fosfatos</p><p>Enxofre – Sulfetos</p><p>Esses compostos são filmes de baixa tensão de cisalhamento formados a partir do</p><p>sacrifício do metal base nos picos de rugosidade, são removidos na pressão do contato e</p><p>evitam a micro soldagem e a possível formação de Pittings.</p><p>5 – LUBRIFICANTES SINTÉTICOS.</p><p>Os lubrificantes Sintéticos</p><p>As necessidades industriais e especialmente as militares de lubrificação, aptas a suportar as</p><p>condições mais severas possíveis, conduziram ao desenvolvimento dos produtos sintéticos</p><p>que são obtidos por síntese química. Dentre as várias características dos sintéticos,</p><p>podemos destacar que diferenciam dos minerais por apresentarem maiores capacidades de</p><p>suportar baixas e altas temperaturas sem oxidar-se, geram o mínimo de resíduos (lacas),</p><p>podem possuir características de biodegrabilidade, atoxilogia e vida útil maior.</p><p>Ao contrário dos óleos minerais, os óleos sintéticos não são obtidos da destilação do</p><p>petróleo. São compostos feitos por reações químicas chamadas sínteses. Alguns</p><p>sintetizados são derivados do petróleo, como o éster.</p><p>SILICONE ÉSTER POLIGLICOL</p><p>POLIALFAOLEFINA FLUORADO</p><p>TIPOS DE ÓLEOS SINTÉTICOS</p><p>7</p><p>Apresentamos a tabela comparativa das principais características dos óleos minerais</p><p>e Sintéticos.</p><p>5.1 CLASSE DE VISCOSIDADE DOS ÓLEOS.</p><p>Os óleos são classificados principalmente em função da sua viscosidade.</p><p>A classe ISO VG é a mais utilizada na industria por ser mais precisa e equivale a</p><p>aproximadamente a viscosidade do óleo a 40 °C em cSt , medida nos viscosímetros .</p><p>A classificação SAE é para óleos automotivos e significa Society of Automotive Engineers.</p><p>Observe no quadro abaixo que assume valores diferentes para motores e engrenagens.</p><p>I S O - V G</p><p>( D I N 5 1 5 1 9 ) M o t o r e s E n g r e n a g e m</p><p>2 0 º C 4 0 º C 5 0 º C 1 0 0 º C S A E S A E</p><p>5 8 4 , 6 4 1 , 5</p><p>7 1 2 6 , 8 5 2</p><p>1 0 2 1 1 0 8 2 , 5</p><p>1 5 3 4 1 5 1 1 3 , 5 5 W</p><p>2 2 5 5 2 2 1 5 4 , 5 7 0 W</p><p>3 2 8 8 3 2 2 1 5 , 5 7 5 W</p><p>4 6 1 3 7 4 6 3 0 6 , 5</p><p>6 8 2 1 9 6 8 4 3 8 , 5</p><p>1 0 0 3 4 5 1 0 0 6 1 1 1 3 0</p><p>1 5 0 5 5 0 1 5 0 9 0 1 5 4 0 8 5 W</p><p>2 2 0 8 6 5 2 2 0 1 2 5 1 9 5 0 9 0</p><p>3 2 0 1 3 4 0 3 2 0 1 8 0 2 4</p><p>4 6 0 2 0 6 0 4 6 0 2 5 0 3 0</p><p>6 8 0 3 2 7 0 6 8 0 3 6 0 4 0</p><p>1 0 0 0 5 1 7 0 1 0 0 0 5 1 0 5 0</p><p>1 5 0 0 8 4 0 0 1 5 0 0 7 4 0 6 5</p><p>1 4 0</p><p>2 5 0</p><p>m m ². s - ¹ ( c S t ) a t e m p e r a t u r a d e</p><p>V is c o s i d a d e m é d ia ( 4 0 º C ) e v is c o s i d a d e a p r o x . C la s s i f i c a ç ã o a p r o x .</p><p>1 0 W</p><p>1 5 W</p><p>2 0 W</p><p>2 0</p><p>8 0 W</p><p>ISO-VG</p><p>(DIN 51 519) Motores Engrenagem</p><p>20 ºC 40 ºC 50 ºC 100 ºC SAE SAE</p><p>5 8 4,6 4 1,5</p><p>7 12 6,8 5 2</p><p>10 21 10 8 2,5</p><p>15 34 15 11 3,5 5 W</p><p>22 55 22 15 4,5 70 W</p><p>32 88 32 21 5,5 75 W</p><p>46 137 46 30 6,5</p><p>68 219 68 43 8,5</p><p>100 345 100 61 11 30</p><p>150 550 150 90 15 40 85 W</p><p>220 865 220 125 19 50 90</p><p>320 1340 320 180 24</p><p>460 2060 460 250 30</p><p>680 3270 680 360 40</p><p>1000 5170 1000 510 50</p><p>1500 8400 1500 740 65</p><p>140</p><p>250</p><p>mm².s -¹ (cSt) a temperatura de</p><p>Viscosidade média ( 40 ºC) e viscosidade aprox. Classificação aprox.</p><p>10 W</p><p>15 W</p><p>20 W</p><p>20</p><p>80 W</p><p>8</p><p>A recomendação da viscosidade do óleo é de responsabilidade do fabricante da</p><p>máquina e vem no manual, mas para conhecimento citaremos algumas das</p><p>principais empregadas:</p><p>Sistemas hidráulicos – ISO VG 32 a 68</p><p>Redutores engrenagens de dente retos ou helicoidais – ISO VG 150 a 460</p><p>Redutores de sem fim e coroa – ISO VG 680 a 1500</p><p>Compressores de Ar de parafusos – ISO VG 32 a 68</p><p>Compressores de ar de pistões – ISO VG 100 a 150</p><p>Unidade de conservação pneumática – ISO VG 15 a 32</p><p>Cabos de aço – ISO VG 1500</p><p>Engrenagens abertas – ISO VG 3000 a 16000</p><p>Correntes de passo grande – ISO VG 1500</p><p>Mancais por circulação – ISO VG 150 a 220</p><p>Mancais de grande porte por perda – ISO VG 4000 a 20.000</p><p>5.2 DETERMINAÇÃO DO PERÍODO DE TROCA DOS ÓLEOS EM REDUTORES</p><p>horas</p><p>Te</p><p>m</p><p>pe</p><p>ra</p><p>tu</p><p>ra</p><p>°C</p><p>Poliglicol</p><p>PAO / Éster</p><p>Mineral</p><p>300</p><p>70</p><p>80</p><p>90</p><p>100</p><p>110</p><p>120</p><p>130</p><p>140</p><p>160</p><p>500 1000 5000 10 000 30 000</p><p>9</p><p>6- GRAXAS</p><p>A graxa é uma combinação de um óleo mineral ou sintético com um espessante que pode</p><p>ser um sabão ou não sabão, resultando em um produto homogêneo com qualidades de</p><p>lubricidade.</p><p>Em geral na fabricação das graxas, emprega-se de 3 a 15%, de espessante e o restante</p><p>de óleo.</p><p>Para melhorar suas características podem ser adicionados aditivos líquidos ou sólidos em</p><p>até 30%.</p><p>6.1 - ESPESSANTES:</p><p>Para entendermos a função do espessante na composição de uma graxa, imaginamos o</p><p>comportamento de uma esponja embebecida com sabão. Ao lavar as louças de um jantar,</p><p>verificamos que a esponja conserva o detergente, liberando-o de acordo com a pressão</p><p>exercida, ou seja, libera maior quantidade com a alta pressão e pouca com baixa pressão.</p><p>Neste caso estamos associando o espessante a esponja e o detergente ao óleo.</p><p>Dentre os espessantes, podemos classificá-los em dois tipos:</p><p>TIPO SABÃO - Sabão simples, Sabão misto, Sabões complexos.</p><p>Ex: Lítio, Cálcio, Sódio, Bário, Alumínio, Complexo de Cálcio, Complexo de Sódio,</p><p>Complexo de Alumínio.</p><p>TIPO NÃO SABÃO - Substâncias sólidas orgânicas e inorgânicas.</p><p>Ex: Argila (Bentonita), Gel de Sílica, Poliuréia, Plásticos (PTFE)</p><p>6.2 - ADITIVOS</p><p>Os aditivos nas graxas atuam reduzindo os atritos e melhoram a sua aderência, resistência</p><p>carga e proteção à corrosão.</p><p>Dentre os aditivos empregados podemos destacar os principais utilizados:</p><p>TIPOS CARACTERÍSTICAS FUNÇÕES</p><p>Aditivos Químicos para</p><p>extremas pressões e</p><p>redutores de desgaste</p><p>Compostos orgânicos de</p><p>enxofre fósforo, cloro e</p><p>nitrogênio.</p><p>Melhorar a capacidade de</p><p>absorção de cargas.</p><p>Redução do desgaste no</p><p>regime de atrito misto</p><p>Aditivos Sólidos como</p><p>Grafite, Bissulfeto de</p><p>Molibdênio e Teflon</p><p>Compostos Sólidos de</p><p>Estruturas laminares</p><p>Micronizados</p><p>Formam filme sólido de alta</p><p>resistência a pressão entre</p><p>os picos e vales do metal</p><p>base</p><p>10</p><p>6.3 - PROPRIEDADES PRINCIPAIS DAS GRAXAS LUBRIFICANTES</p><p>• Consistência das graxas :</p><p>Da mesma forma que os óleos possuem diferentes viscosidades, (óleo grosso ou fino),</p><p>dizemos ser : “a consistência da graxa” , o parâmetro que classifica o produto quanto a sua</p><p>dureza ou maciez.</p><p>A consistência de uma graxa é determinada da seguinte forma:</p><p>Um aparelho chamado penetrômetro possui uma escala milimétrica que registra a</p><p>profundidade em milímetros, da penetração de um cone padrão sobre um recipiente com</p><p>graxa.</p><p>Na figura abaixo, podemos verificar o aparelho. O cone é lançado sobre a graxa em queda</p><p>livre e o relógio do aparelho, registra a profundidade de penetração do cone sobre a graxa.</p><p>O valor encontrado em milímetros estabelece uma classificação da graxa que chamamos de</p><p>Grau NLGI, Verifique os graus de consistência na tabela abaixo:</p><p>0 0 0 445...475</p><p>0 0 400...430</p><p>0 355...395</p><p>1 310...340</p><p>2 265...295</p><p>3 220...250</p><p>4 175...205</p><p>5 130...160</p><p>6 85...115</p><p>Regular</p><p>Consistente</p><p>Muito consistente</p><p>Fluida</p><p>Quase Fluida</p><p>Extremamente macia</p><p>Muito macia</p><p>Classe</p><p>NLGI ¹</p><p>Aplicação</p><p>¹ NLGI = National Lubricating Grease Institute</p><p>Penetração</p><p>Trabalhada</p><p>DIN 51804/1</p><p>(0,1 mm)</p><p>Estrutura</p><p>Extremamente consistente</p><p>Geralmente para a</p><p>lubrificação de</p><p>engrenagens</p><p>Lubrificação de</p><p>rolamentos e mancais de</p><p>rolamentos</p><p>Graxas de vedação e</p><p>bloqueio para labirintos</p><p>e/ou torneiras</p><p>Macia</p><p>Esquema de um penetrômetro.</p><p>11</p><p>Para podermos identificar esses valores, associamos com parâmetros de consistência de</p><p>outros produtos, que conhecemos muito bem e exemplificamos:</p><p>Numero de consistência</p><p>NLGI</p><p>Exemplo de produto de</p><p>Consistência semelhante</p><p>Exemplo de aplicação da</p><p>graxa.</p><p>000 Como uma tinta látex – a</p><p>graxa flui muito bem</p><p>Lubrificação de redutores</p><p>coroa e sem fim de</p><p>velocidade periférica alta e</p><p>mancais de deslizamento.</p><p>00 Como um iogurte – a graxa</p><p>flui muito bem</p><p>Lubrificação de redutores de</p><p>coroa e sem fim de</p><p>velocidade periférica até</p><p>4m/s.</p><p>Lubrificação de elementos</p><p>mecânicos por meio de</p><p>bombas automáticas -</p><p>lubrificação centralizada.</p><p>0 Como um creme de</p><p>abacate – a graxa flui</p><p>devagar.</p><p>Lubrificação de engrenagens</p><p>de grande porte por</p><p>pulverização do</p><p>produto.Lubrificação</p><p>centralizada</p><p>1 Como um requeijão – a</p><p>graxa não flui.</p><p>Lubrificação de rolamentos ou</p><p>mancais deslizantes a altas</p><p>rotações. Fator DN acima de</p><p>600.000</p><p>2 Como pasta de dente Lubrificação de rolamentos,</p><p>mancais deslizantes, cames</p><p>etc.</p><p>3 Como uma cera de chão. Lubrificação de engrenagens</p><p>de médio e grande porte,</p><p>expostas ou barramentos.</p><p>• Ponto de Gota:</p><p>O Ponto de Gota indica em que temperatura a graxa passa a ser fluída ou propriamente</p><p>dizendo é o ponto em que a graxa goteja.</p><p>Exemplos de ponto de gota em função do espessante de fabricação da graxa :</p><p>GRAXA DE CALCIO 57 - 100°C</p><p>GRAXA DE SODIO 135° - 180°C</p><p>GRAXA DE LITIO 180° - 260°C</p><p>GRAXA BENTONA MAIS DE 260°C</p><p>12</p><p>• Extrema pressão</p><p>Indica a capacidade da graxa em suportar altas cargas sem permitir desgaste do</p><p>equipamento.</p><p>Esta característica pode ser obtida através do ensaio 4 esferas. Este ensaio submete uma</p><p>amostra de graxa a ação de 4 esferas em movimento, uma delas sob ação de uma carga</p><p>vertical predeterminada, comprimindo as demais em movimento. Ao termino do ensaio</p><p>verifica-se o desgaste das esferas ou a carga de solda .</p><p>• Resistencia por água</p><p>Uma quantidade determinada de graxa é posta em um rolamento numa caixa padronizada e</p><p>com características especificas para o ensaio .</p><p>O rolamento gira a 600 r.p.m. Água controlada a uma temperatura 80°C se projeta sobre o</p><p>rolamento com 350 cc por segundo por uma hora e posteriormente é verificada a</p><p>porcentagem(%) de perda de graxa por lavagem de água.</p><p>6.4- PRINCIPAIS TIPOS DE GRAXAS E SUAS CARACTERÍSTICAS DIFERENCIAIS:</p><p>As características de resistência das graxas podem ser melhoradas conforme o tipo de</p><p>espessante que são fabricadas, os complexos que são obtidos por uma ou mais reações de</p><p>saponificação em temperaturas e reações químicas controladas, são mais resistentes à</p><p>temperatura e tem maior ponto de gota.</p><p>Na tabela abaixo mostramos as características principais dos lubrificantes em função do</p><p>espessante de fabricação</p><p>SEQ. TIPOS DE GRAXA</p><p>RESISTENCIA :</p><p>Corrosã</p><p>o</p><p>Carga Ponto</p><p>de</p><p>Gota</p><p>Temperatura Max de</p><p>trabalho ° Celsius</p><p>1 Graxa Sabão de Cálcio</p><p>Regular Ruim 110 70</p><p>2 Graxa Sabão de Lítio</p><p>Regular Boa 180 120</p><p>3 Graxa Complexo de Lítio</p><p>Regular Ótima 260 160</p><p>4 Graxa Complexo de Alumínio</p><p>Boa Ótima 250 250</p><p>5 Graxa Complexo de Bário</p><p>Boa Ótima 250 250</p><p>6 Graxa de Bentonita</p><p>Ruim Ótima sem 180</p><p>7 Graxa de Silicone</p><p>Boa Ruim 260 250</p><p>8 Graxa de Poliuréia Complexa Boa Ótima 240 220</p><p>13</p><p>Não só os espessantes determinam as características de resistência das graxas, outras</p><p>variáveis como a viscosidade do óleo base, aditivação sólida e química também agem</p><p>positivamente no rendimento e performance do produto. Observe na tabela a seguir, a</p><p>variação da resistência à rotação de uma graxa em função da viscosidade do seu óleo</p><p>base. Note que ao invés de RPM, usamos o fator DN - fator de resistência de rotação da</p><p>graxa, pois é um parâmetro melhor de comparação que leva em conta o diâmetro do</p><p>rolamento e sua velocidade periférica.</p><p>DETERMINAÇÃO DO FATOR DE ROTAÇÃO (n.dm):</p><p>O limite de rotações para utilização de graxas em rolamentos é determinado pelo “Fator</p><p>de Rotação”. Pode ser calculado multiplicando o diâmetro médio do Rolamento pela</p><p>rotação de trabalho (rpm). Portanto:</p><p>D = Diâmetro Externo do Rolamento em milímetros</p><p>Fórmula: (D + d) / 2 x n, onde: d = Diâmetro Interno do Rolamento em milímetros.</p><p>n = Número de Rotações (rpm)</p><p>Tipo de graxa Viscosidade do Óleo a</p><p>base a 40 °C em CsT –</p><p>ISO VG</p><p>Limite de</p><p>resistencia a</p><p>Rotação – Fator DN</p><p>1 Óleo Mineral e sabão de lítio</p><p>1000 a 1500 50.000</p><p>2 Óleo mineral e sabão</p><p>complexo de lítio</p><p>400 a 500 200.000</p><p>3 Óleo mineral e complexo de</p><p>lítio</p><p>150 a 200 400.000</p><p>4 Óleo mineral e complexo de</p><p>lítio</p><p>70 a 100 600.000</p><p>5 Óleo mineral e complexo de</p><p>lítio</p><p>15-32 1000.000</p><p>6.5 – QUANTIDADE DE GRAXA NO ROLAMENTO</p><p>O excesso de graxa nos rolamentos pode ser prejudicial para sua vida útil , da mesma</p><p>forma que a sua falta , pode ocasionar a falha mecânica inesperada do equipamento .</p><p>Raramente encontramos nas literaturas existentes teste ou tema a respeito disso, mas já</p><p>observei alguns casos na prática e pude tirar minhas próprias conclusões, mas isto só</p><p>ocorre nos seguintes casos:</p><p>� se a rotação do rolamento for muito elevada (fator DN)</p><p>� se o rolamento for blindado</p><p>� se as parede do mancal forem justas demais</p><p>14</p><p>Se tiver muita graxa no rolamento, ele expulsa através da força centrífuga, mas se não tiver</p><p>espaço entre o rolamento e a parede , a graxa pressiona a parede do mancal e pelo</p><p>princípio da ação e reação da força , ela também pressiona o rolamento , isto gera atrito e</p><p>por conseqüência aquecimento.</p><p>Os rolamentos fabricados para operar em temperaturas altas têm grande folga entre o anel</p><p>e as esferas – tipo C3, mas os rolamentos para alta rotação têm pouca folga.</p><p>Quando aquecidos, há dilatação volumétrica das suas dimensões, mas a dilatação do eixo</p><p>e mancal, por terem massas maiores, não costuma ser a mesma do rolamento, então a</p><p>pressão radial nas esferas se torna muito alta e a lubrificação podem ser prejudicadas,</p><p>resultando na quebra do rolamento.</p><p>Uma vez em um cabeçote de retífica, observei que o rolamento foi danificado</p><p>pelo excesso de graxa.</p><p>Por diversas vezes constatei que o mancal estava aquecendo por excesso de</p><p>graxa, mas as máquinas tinham rotações elevadas.</p><p>Na pratica, a falta de graxa é muito mais crítica do que o seu excesso e</p><p>sempre observei em empresas, que os rolamentos se danificam pelos seguintes</p><p>casos :</p><p>� Por falta de graxa</p><p>a graxa foi consumida ou eliminada, por contaminação, por centrifugação, pelo seu</p><p>próprio desgaste , por ressecamento – evaporação do óleo base , por separação do óleo</p><p>base do espessante , por escorrimento – em função do aquecimento .</p><p>� Por fadiga</p><p>a graxa perdeu sua eficiência , por desgaste natural do produto (degeneração ) por</p><p>repetidas revoluções, sob a ação de forças cíclicas</p><p>� Por contaminação de fluídos ou sólidos</p><p>� Por problemas estruturais de balanceamento e vibrações</p><p>� Por problemas causados durante a sua montagem do rolamento</p><p>Disto obtemos conclusões :</p><p>.</p><p>A quantidade de graxa aplicada em um rolamento é um fator muito importante</p><p>para a determinação do seu rendimento e a sua temperatura de trabalho.</p><p>15</p><p>Se o colocamos muita graxa num mancal a alta rotação o lubrificante fica estagnado e gera</p><p>resistência ao movimento e o mancal aquece. Da mesma forma, não geramos proteção</p><p>suficiente no rolamento se aplicarmos pouca graxa em um mancal de baixa rotação que</p><p>esta envolvido por uma forte influencia de água ou contaminantes.</p><p>Para resolver estes impasses, prevalecem sempre às observações individuais de cada</p><p>caso, mas algumas regras podem ser adotadas:</p><p>Exemplos:</p><p>Condição normal de operação – mancal vedado – Fator de rotação – DN – 300.000 a</p><p>400.000</p><p>Preencher com graxa em 2/3 do espaço livre do rolamento ou calcular:</p><p>QUANTIDADE DE LUBRIFICANTE:</p><p>Lubrificação Inicial: d x B x 0,01 = cm3 ~ gramas (*)</p><p>Relubrificação: d x B x 0,005 = cm3 ~ gramas (*)</p><p>(*) quando a densidade do produto é em torno de 1</p><p>Condição crítica de operação – mancal vedado – Fator de rotação - DN 400.000 a</p><p>1000.000</p><p>Preencher com graxa em 1/3 do espaço</p><p>livre do rolamento.</p><p>Condição crítica de operação – Mancal aberto com contaminação – Fator de rotação - DN</p><p>50.000 a 300.000</p><p>Preencher com graxa em todo o espaço livre do rolamento, inclusive impregnar na gaiola e</p><p>partes externas do rolamento.</p><p>6.6– DETERMINAÇÃO DO PERÍODO DE RELUBRIFICAÇÃO COM GRAXA EM</p><p>ROLAMENTOS:</p><p>Determinar o período de relubrificação de um mancal de rolamento com graxa é bastante</p><p>complicado, pois envolve o tipo de elemento de máquina, tipo de lubrificante empregado,</p><p>temperatura de serviço, grau de contaminação e a rotação da máquina em fator DN.</p><p>O fabricante de rolamento fornece o gráfico abaixo, que relaciona a rotação de trabalho</p><p>com o tipo de rolamento empregado, objetivando encontrar o numero de horas proposto</p><p>para a relubrificação.</p><p>Este dado é obtido pela curva característica de resistência da graxa, porém esta curva</p><p>representa uma graxa de sabão de lítio e o rolamento esta a 60 °C, portanto em outras</p><p>16</p><p>condições de temperatura e com outros tipos de graxa, esta curva não serviria e o</p><p>fabricante de lubrificante tem que fornecer os dados ( curva do lubrificante ) para o usuário .</p><p>Definições:</p><p>Ng – Limite máximo de rotação do rolamento lubrificado com graxa – dado obtido no</p><p>catálogo de rolamento.</p><p>n - rotação efetiva de trabalho do rolamento na máquina</p><p>Kl – fator de esforço – obtido na tabela ao lado da curva, de acordo com o tipo de</p><p>rolamento.</p><p>Ng/n . Kl ---- Fator de determinação do período de lubrificação.</p><p>h – período de relubrificação do rolamento</p><p>Observamos que a face “a” da curva estabelece o período máximo de relubrificação</p><p>em horas, enquanto que a face “c” o mínimo.</p><p>7 - COMPATIBILIDADE DOS ÓLEOS E GRAXAS.</p><p>A Compatibilidade dos lubrificantes é determinada pela sua composição química.</p><p>Conhecer os parâmetros de compatibilidade dos lubrificantes não implica em poder</p><p>misturar produtos diferentes, mas garante maior segurança nos casos inevitáveis de</p><p>substituição de marcas de lubrificantes. No caso das graxas deve ser verificada a</p><p>compatibilidade do óleo e do espessante, para tanto, o fabricante de lubrificante deve</p><p>fornecer estas informações.</p><p>17</p><p>Exemplos :</p><p>Na lubrificação de Rolamentos – na troca de uma graxa mineral por uma sintética.</p><p>Na lubrificação de redutores – Na troca de um óleo mineral por um sintético.</p><p>Na lubrificação de Compressores de AR – Na troca de um óleo mineral por um sintético</p><p>Apresentamos a tabela de compatibilidade dos óleos e graxas :</p><p>ÓLEO</p><p>BÁSICO MINERAL ESTER POLIGLICOL SILICONE</p><p>METIL</p><p>SILICONE</p><p>FENIL FLUORADO</p><p>MINERAL + - - + -</p><p>ESTER + + - + -</p><p>POLIGLICOL - + - - -</p><p>SILICONE</p><p>METIL - - - + -</p><p>SILICONE</p><p>FENIL + - - + -</p><p>FLUORADO - - - - -</p><p>ESPESSANTE POLIURÉIA BENTONA COMPLEXO</p><p>SÓDIO</p><p>COMPLEXO</p><p>BÁRIO</p><p>COMPLEXO</p><p>ALUMÍNIO SÓDIO LÍTIO</p><p>LÍTIO + + + + - -</p><p>SÓDIO + + + + - -</p><p>COMPLEXO</p><p>ALUMÍNIO + - - + - -</p><p>COMPLEXO</p><p>BÁRIO + + + + + +</p><p>COMPLEXO</p><p>SÓDIO + - - + +</p><p>BENTONA + - + - + +</p><p>POLIURÉRIA + + + + + +</p><p>8 - PASTAS .</p><p>São lubrificantes desenvolvidos para serem aplicados em elementos de fixação, como</p><p>parafusos, porcas, polias cônicas, chavetas e outros meios de fixação por interferência,</p><p>+ MISCÍVEL - NÃO MISCÍVEL</p><p>18</p><p>submetidos a altas temperaturas, meios oxidantes ou corrosivos, impedindo a sua</p><p>grimpagem por tribo-corrosão.</p><p>A aplicação das pastas não se restringe a esses elementos de fixação estáticos. Algumas</p><p>pastas, denominadas especiais, como as de alumínio e titânio, são desenvolvidas para a</p><p>lubrificação de mecanismos dinâmicos, submetidos a altas temperaturas, superiores a</p><p>300ºC, onde não é possível a lubrificação com graxas em função da degradação do</p><p>espessante e evaporação do óleo básico. Nestes casos, a alta concentração dos sólidos</p><p>lubrificantes propicia uma película sólida amenizando o atrito dos elementos.</p><p>A utilização de pastas em rolamentos não devem exceder o preenchimento de 1/6 do</p><p>espaço livre do rolamento, pois em excesso pode travar as esferas.</p><p>As pastas são compostas basicamente pelos seguintes elementos:</p><p>Espessante + óleo básico + aditivos sólidos em alta concentração acima de 30% ou</p><p>apenas óleo + sólidos em alta porcentagem.</p><p>A tabela abaixo relaciona os tipos mais comuns de aditivos sólidos presentes nas pastas e</p><p>suas principais características:</p><p>xxxx– ótima</p><p>xxx – boa</p><p>xx- média</p><p>em branco – não testamos</p><p>Além das pastas oleosas, podem ser aplicados AF – Coatings, que formam um filme</p><p>lubrificante seco de Bissulfeto de Molibdênio , Teflon ou Grafite . Especialmente em grandes</p><p>produções em série de produtos manufaturados, por seco e limpo, o produto pode somar</p><p>vantagens técnicas especiais.</p><p>Nestes casos, os lubrificantes sólidos não são ligados em um suporte consistente de</p><p>espessante ou óleo como nas pastas, mas com um sistema de ligação seco , constituído</p><p>por uma laca ou verniz , garantindo características de lubrificação similar as pastas de</p><p>parafusos.</p><p>9 – LIMPEZA E CUIDADOS NA APLICAÇÃO DOS LUBRIFICANTES.</p><p>Para que a limpeza seja bem sucedida, devemos sempre que possível, utilizar solvente</p><p>com as seguintes características:</p><p>� Alto poder de evaporação (volátil)</p><p>� Alto poder de solvência</p><p>Não é aconselhável utilizar derivados de petróleo, como querosene, tiner, diesel, uma vez</p><p>que deixam uma película oleosa na superfície.</p><p>MoS GRAFITE PTFE COBRE</p><p>COR PRETO PRETO BRANCO COBRE</p><p>TEMPERATURA 450 ºC 450 ºC 260 ºC 1100ºC</p><p>CARGA XXX XX X XX</p><p>UMIDADE XX XXX X</p><p>CONDUTIBILIDADE XXX XXXX</p><p>19</p><p>Para termos uma maior aderência do lubrificante junto à superfície é fundamental que a</p><p>mesma esteja isenta de óleo, graxa ou resíduos.</p><p>Existem sistemas de lubrificação automáticos que utilizam distribuidores progressivos ou de</p><p>linha dupla, outros que pulverizam graxa e sistemas de movimentação hidráulicos.</p><p>Os blocos de distribuição de graxa ou óleo e as válvulas dos sistemas hidráulicos são</p><p>compostos por pistões precisos e retificados, suscetíveis a entupimentos freqüentes se o</p><p>lubrificante sofrer contaminação, portando as seguintes recomendações devem ser</p><p>seguidas a risco:</p><p>� Não utilizar estopa na limpeza de reservatórios de graxa ou cárter de óleo</p><p>� Não deixar o balde de graxa aberto no ambiente</p><p>� Limpar o funil de óleo com solvente sempre após a sua utilização</p><p>� Ao abastecer um reservatório de óleo observar o nível de poeira em suspensão no</p><p>ambiente e evitar exposição</p><p>� Aplicar a graxa com espátula ou pincel, jamais utilizar as mãos.</p><p>� Lavar e Limpar os regadores de óleo freqüentemente</p><p>� Limpar os resíduos de lubrificante nos porta alemites ou bicos graxeiros</p><p>� Descartar o lubrificante usado em tambores, devidamente identificados para</p><p>posterior coleta e segregação, corretamente ecológica</p><p>� Manter o chão da sala de lubrificação e da máquina totalmente limpos</p><p>� Utilizar bandejas metálicas para evitar o escorrimento de produto no solo</p><p>20</p><p>Para evitar a contaminação por troca de produtos</p><p>� Elaborar plano de lubrificação para cada elemento de máquina individual com tipo</p><p>de lubrificante e freqüência de lubrificação.</p><p>� Identificar os pontos de lubrificação</p><p>� Elaborar procedimentos que descrevem normas e metodologias de aplicação dos</p><p>lubrificantes para serem seguidas</p><p>� Identificar os diversos tipos de lubrificante com etiquetas, utilizar-se da cor para</p><p>diferenciação</p><p>� Estocar os lubrificantes em área coberta para evitar a oxidação dos tambores</p><p>metálicos</p><p>Para evitar a degradação do lubrificante</p><p>� Não direcionar jato d’água sobre os mancais de rolamento</p><p>� Trocar os filtros de graxa e óleo dentro da especificação do plano de lubrificação</p><p>� Verificar periodicamente os sistemas de vedação dos elementos de máquina</p><p>� Corrigir</p><p>vazamentos de óleo com prioridade</p><p>� Inspecionar regularmente o nível dos reservatórios</p><p>� Analisar a condição técnica do lubrificante esporadicamente através de ensaios de</p><p>ferrografia.</p>