Lubrificação Eng. Civil

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LUBRIFICAÇÃO
-O QUE É? 
 APLICAÇÃO DE UMA SUBSTÂNCIA OU MISTURA (LUBRIFICANTE) ENTRE DUAS SUPERFÍCIES EM MOVIMENTO RELATIVO, FORMANDO UMA PELÍCULA QUE EVITA O CONTATO DIRETO ENTRE ELAS.
-QUAL FUNÇÃO? 
 DIMINUIR O ATRITO, O DESGASTE E A GERAÇÃO DE CALOR, E ASSIM, AUMENTAR A VIDA ÚTIL DOS EQUIPAMENTOS.
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ATRITO 
O atrito é uma força contrária ao movimento. Quando duas superfícies movem-se entre si aparece uma força de resistência a esse movimento que é a chamada FORÇA DE ATRITO.
Atrito sólido
Atrito por rolamento
Atrito fluido
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CAUSAS DE ATRITO
Mesmo as superfícies mais lisas apresentam reentrâncias, o que origina 2 tipos de atrito.
CISALHAMENTO: o atrito é provocado 
pela resistência á ruptura que os picos
possuem.
Adesão(solda a frio): aparecem 
micro-áreas que se soldam.
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CONSEQUÊNCIAS DO ATRITO
 ruído
 desgaste mecânico
 maior consumo de energia
 calor (solda)
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FUNÇÕES DE UM ÓLEO LUBRIFICANTE
-FUNÇÃO PRINCIPAL: DIMINUIR O ATRITO
FUNÇÕES SECUNDÁRIAS
 -Antidesgaste -Anticorrosão -Antiferrugem 
-Antioxidante -Detergente -Dispersante
-Estabilidade de Emulsão -Refrigeração
 -Extrema Pressão -Adesividade
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ÓLEO LUBRIFICANTE
FORMADO POR:
BÁSICOS 
ADITIVOS
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PACOTE DE BÁSICOS
-MISTURAS DE ÓLEOS BÁSICOS (LUBRIFICANTE SEM ADITIVAÇÃO)
-RESPONSÁVEL PELAS PROPRIEDADES VISCOSIMÉTRICAS (CLASSIFICAÇÃO SAE –SOCIETY AMERICAN ENGINEERS)
-SÃO CLASSIFICADOS COMO:
MINERAIS (BASES MINERAIS)
SINTÉTICOS (BASES SINTÉTICAS)
MISTAS (BASES MINERAIS E SINTÉTICAS)
COMPOSTAS (BASES MINERAIS E GRAXAS)
RERREFINADAS (BASES RERREFINADAS)
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ORIGEM
MINERAIS
-MISTURAS DE HIDROCARBONETOS OBTIDOS DO PETRÓLEO, DO CARVÃO OU DO XISTO.
Parafínicos: 90% alcanos
Naftênicos: alcanos e 15 a 20% ciclanos
Aromáticos: alcanos e 25 a 30%aromáticos
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ORIGEM
SINTÉTICOS
-PRODUTOS DOS PROCESSOS DE TRANSFORMAÇÃO DA INDÚSTRIA PETROQUÍMICA
-DETENTORES DE MELHORES PROPRIEDADES QUE AS BASES MINERAIS
EXEMPLOS: SILICONES, ÉSTERES, RESINAS, GLICERINA.
FEITOS EM LABORATÓRIO PARA SITUAÇÕES ESPECIAIS E EXTREMAS. 
SÃO CAROS.
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ORIGEM
VEGETAIS
-EXTRAÍDOS DE GRÃOS, FRUTOS E SEMENTES
RERREFINADOS
-RECUPERAÇÃO DE ÓLEOS LUBRIFICANTES USADOS
-COMPÕEM OS LUBRIFICANTES MENOS NOBRES
-SOLUÇÃO PARA PROBLEMAS AMBIENTAIS
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ORIGEM
ANIMAIS
-EXTRAÍDOS DE TECIDOS E ORGÃOS DE ANIMAIS
-JUNTO COM AS BASES VEGETAIS, FORMAM O GRUPO DAS BASES GRAXAS
-USO RESTRITO A LUBRIFICANTES BIODEGRADÁVEIS E EM PACOTES DE ADITIVOS
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO ESTADO FÍSICO:
Gasosos: ar; nitrogênio
Líquidos: óleos em geral (têm excelente penetração entre as partes móveis)
Semi-sólidos: graxas
Sólidos: grafita(370°C), talco, mica(resistem a temperaturas e pressões altas;inertes quimicamente; forte aderência a metais)
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CLASSIFICAÇÃO API
Define o nível de aditivação do óleo.
Testes rigorosos são feitos para verificação da eficiência do lubrificante
Níveis API = indicam: proteção, desgaste dos componentes, limpeza, contaminação e outros 
Exemplo: carros de passeio API SJ
 S = “service station” (posto) J = desempenho
 desempenho = sequência alfabética = melhor o lubrificante. 
Motor diesel = CF – 4, CG – 4 ; C = “commercial”
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CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS LUBRIFICANTES
Ponto de névoa (cloud point): temperatura na qual a parafina ou outras substâncias afins normalmente dissolvidas no óleo, começa a se separar formando pequenos cristais, turvando o óleo.
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CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS LUBRIFICANTES
Ponto de fulgor: é a menor temperatura na qual o vapor desprendido pelo óleo aquecido inflama-se momentaneamente em contato com uma chama(flash point). Utilizado para verificação de contaminantes mais voláteis como gasolina e óleo diesel.
Ponto de fulgor menor que 70ºC produto de manuseio perigoso
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PONTO DE FULGOR (ºC)
Aguarrás...........................................................38
Querosene........................................................38 a 65
Gasolina............................................................- 43
Óleo Diesel.......................................................43 a 88
Álcool etílico.....................................................12
Óleo de motor...................................................210 a 270
Óleo p/ transmissão automática e mecânica....175 a 300
Óleos para tratamento térmico.........................190 a 270
Óleos hidráulicos minerais................................135 a 230
Óleos para transferência de calor.....................190 a 260
Óleos lubrificantes em geral..............................120 a 300
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CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS LUBRIFICANTES
Ponto de combustão: é a temperatura na qual o vapor do óleo, uma vez inflamado, continua a queimar por mais de 5 segundos = entra em combustão.
O ponto de combustão encontra-se em torno de 25 ºC acima do ponto de fulgor
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CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DOS LUBRIFICANTES
Ponto de fluidez (pour point): temperatura mínima em que ocorre o escoamento do óleo por gravidade. Importante para óleos que trabalham a baixas temperaturas.
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 VISCOSIDADE É DEFINIDA COMO A RESISTÊNCIA QUE UM FLUIDO OFERECE AO SEU PRÓPRIO MOVIMENTO. QUANTO MENOR FOR A SUA VISCOSIDADE, MAIOR SERÁ A SUA CAPACIDADE DE ESCOAR (FLUIR).
Escalas de viscosidade
Cinemática (física)
Saybolt 
Engler 
Redwood
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VISCOSIDADE
Viscosidade absoluta: É definida como a força (em dina) necessária para fazer deslocar uma superfície plana de 1 cm2 sobre outra, do mesmo tamanho, com velocidade de 1 cm/s. Estando as duas superfícies separadas por uma camada de fluido com 1 cm de espessura. A unidade usada Poise (g/cm*s).
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).
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VISCOSIDADE
Viscosidade convencional ou empírica é medida por meio dos seguintes viscosímetros: Saybolt (EUA, Canadá e México), Redwood (Reino Unido) e Engler (demais países da Europa).
Na determinação: é medido o tempo que uma amostra de fluido (óleo) leva para escoar, sob ação de uma coluna do próprio fluido (óleo), através de um tubo capilar a temperatura constante.
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VISCOSÍMETRO ENGLER
Viscosidade Engler = t(s) 200 mL de óleo a 20ºC
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 t(s) 200 mL de água a 20ºC 
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VISCOSÍMETRO REDWOOD
T(s)
Volume 50 mL
Temperatura : variável
V = segundos Redwood
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VISCOSÍMETRO SAYBOLT
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VISCOSÍMETRO DE SAYBOLT
T (s)
Volume 60 mL
Temperatura: 40 a 100ºC
V = SSU
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A CLASSIFICAÇÃO SAE (SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS) DIVIDE OS ÓLEOS LUBRIFICANTES EM DOIS GRUPOS:
– Óleos de “grau de inverno”
fácil e rápida movimentação, tanto do mecanismo quanto do próprio óleo.
em condições de frio rigoroso ou na partida a frio do motor
viscosidade é medida a baixas temperaturas e tem a letra W (winter) acompanhando o número de classificação. 
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A CLASSIFICAÇÃO SAE DIVIDE OS ÓLEOS LUBRIFICANTES EM DOIS GRUPOS:
– Óleos de “grau de verão”
trabalham em altas temperaturas, sem o rompimento de sua película lubrificante
sua viscosidade medida a altas temperaturas e não possuem a letra W.
Os testes dos óleos de grau de verão verificam a operabilidade do lubrificante em altas temperaturas
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OUTROS
Óleos Multiviscosos, cuja classificação reúne graus de óleos de inverno e de verão.
Estes números que aparecem nas embalagens dos óleos lubrificantes automotivos (30, 40, 20W/40, etc.) correspondem à classificação da SAE (Society of Automotive Engineers), que se baseia na viscosidade dos óleos a 100°C.
20W 40 => baixa temperatura = SAE 20 W
 alta temperatura
= SAE 40
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CLASSES DE VISCOSIDADE SAE 
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http://blogdalubrificacao.com.br/blog/2010/05/a-classificacao-sae/ acesso 06/03/2011
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CLASSIFICAÇÃO ISO
INTERNATIONATIONAL STANDARTIZATION ORGANIZATION
Óleos minerais usados como lubrificantes, fluidos hidráulicos, óleos para dielétricos e outras aplicações
Baseia-se no valor da viscosidade na temperatura padrão de 40ºC, em centistokes.
Ex: ISO VG 220 viscosidade entre 198 e 242 cS
Não avalia a qualidade
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TABELA GRAU DE VISCOSIDADE ISO VG
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ÍNDICE DE VISCOSIDADE - IV
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ÍNDICE DE VISCOSIDADE - IV
É usado para identificar a natureza dos óleos minerais puros:
Abaixo de 0 = óleos de processamento de borracha com componente aromáticos e naftênicos.
Entre 0 e 40 = baixo IV – óleos minerais de base naftênica.
Entre 40 e 80 = médio IV – óleos de base mista ou naftênica que receberam tratamento
Entre 80 e 100 = alto IV – óleos de base preponderantemente parafínicos.
Acima de 100 = multiviscosos.
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INDICE DE VISCOSIDADE - IV
Quando o óleo apresenta IV maior que 100, a fórmula a ser utilizada para o cálculo é:
 (ant log N) - 1
IV = 0,00715 + 100
 N = número obtido pela fórmula N = log H – log U
 log Y 
Y = viscosidade cinemática (cS) do óleo amostra a 100ºC
H = viscosidade cinemática (cS) a 40ºC de óleo de IV = 100 e com a mesma viscosidade da amostra a 100ºC
U = viscosidade cinemática(cS) a 40ºC do óleo em estudo
Referência: Carreteiro, R.P. e Belmiro, P.N.A. Lubrificantes e Lubrificação Industrial. Instituto Brasileiro de Petrólao e Gás. 2006.
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GRAXAS
Óleo + aditivo + sabão GRAXA
Atual: graxa é uma combinação de um fluido com um espessante, resultando em um produto homogêneo com qualidades lubrificantes.
Óleo = fluido
Sabão = espessante
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GRAXAS
Aplicação:
Onde não se deseja o escoamento
Formação de selo protetor
Uso em ambientes muito úmidos ou de agressividade acentuada
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VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DAS GRAXAS
Mancais de rolamento:
Boa retenção
Lubrificação instantânea na saída
Mínimo vazamento
Elimina contaminação
Permite operação em várias posições
Requer aplicações menos frequentes
Baixo consumo
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VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DAS GRAXAS
Mancais de deslizamento
Boa retenção
Resiste ao choque
Permanece onde necessário nas partidas e operações intermitentes
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VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DAS GRAXAS
Engrenagens:
Boa retenção, principalmente em engrenagens abertas
Resiste á ação de remoção devido à força centrífuga
Resiste à pressão de carga
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GRAXAS: PRODUÇÃO
Dissolução do sabão pronto no óleo:
 óleo + sabão graxa
Formação do sabão (saponificação) na presença do óleo
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GRAXAS
O sabão possui um metal em sua composição = > a graxa receberá o nome desse metal:
Graxa de sabão de cálcio
Graxa de sabão de lítio
outros
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GRAXAS: CARACTERÍSTICAS
Consistência(NGLI): determinada através do penetrômetro, que consiste em fazer um cone-padrão(aço ou latão) penetrar(mm), durante 5 segundos, a uma dada temperatura (25°C=77°F), em uma amostra de graxa.
 
Condições da graxa:
 Não trabalhada: amostra não preparada
 Trabalhada: antes do ensaio a amostra é submetida a 60 golpes em um aparelho padronizado.
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PENETRÔMETRO
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TABELA DE CONSISTÊNCIA
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TABELA DE CONSISTÊNCIA
Além dos tipos constantes desta classificação, ainda encontramos graxas mais moles, dos tipos 00 e 000. As graxas 000 são tão fluidas que são medidas pelo viscosímetro, como se fossem óleos e as 00 são medidas por um penetrômetro com cone de alumínio e não de aço. 
Conclui-se, portanto, que quanto maior for a penetração de uma graxa, mais fina ou mole ela é. 
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GRAXAS: CARACTERÍSTICAS
PONTO DE GOTA
É a temperatura na qual o produto torna-se suficientemente fluido, sendo capaz de gotejar através de um dispositivo especial, sendo obedecidas rigorosamente as condições de ensaio. 
As graxas apresentam ponto de gota variáveis, dependendo:
 do tipo de agente espessante empregado,
 das matérias primas usadas e 
 do processo de fabricação. 
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PONTO DE GOTA
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PONTO DE GOTA DE ALGUMAS GRAXAS
Graxas de Cálcio 66 - 104
Graxas de Alumínio 82 - 110
Graxas de Sódio e Cálcio 121 - 193
Graxas de Sódio 148 - 260
Graxas de Lítio 177 - 218
Graxas de Bário 177 - 246
Graxas Especiais de Argila, Sílica ou Grafite 260 - mais
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GRAXAS: EXEMPLOS E APLICAÇÃO
Cálcio: textura macia e amanteigada; resistente à água; usada em temperatura abaixo de 60°C. usada em mancais planos, chassis de veículos e bombas de água
Sódio: textura fina até fibrosa; para altas temperaturas (90 a 120°C); solúveis em água; resistente à ferrugem; usada em mancais de rolamentos, juntas universais
Mancal ou Caixa de Rolamento é um suporte de apoio de eixos e rolamentos que são elementos girantes de máquinas. 
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GRAXAS: EXEMPLOS E APLICAÇÃO
Lítio: múltiplas finalidades (multipurpoise): textura fina e lisa; insolúvel em água, elevadas temperaturas (70 a 150ºC)
 Substituem as de cálcio e sódio; tem ótimo comportamento em sistemas centralizados de lubrificação; evita enganos de aplicação.
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GRAXAS: EXEMPLOS E APLICAÇÃO
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.
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.
Composições Betuminosas: São lubrificantes de elevada aderência formulados à base de misturas de óleos minerais com asfalto.
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GRAXAS: ADITIVOS
Como é difícil obter uma graxa com toda as qualidades desejadas pela simples seleção do espessante e do óleo, incluem-se os aditivos.
Inibidor de oxidação: 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.
Inibidor de corrosão: São compostos químicos denominados cromato, dicromato, sulfonato orgânicos ou sabão de chumbo. A água praticamente não consegue remover esses compostos das superfícies metálicas.
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GRAXAS: ADITIVOS
Agente adesividade: Quando a necessidade requer uma graxa mais pegajosa são adicionados polímeros orgânicos viscosos ou látex em solução aquosa.
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