aula lubrificacao2_2014

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QUÍMICA APLICADA
Profa Silvia
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Tipos de Atrito 
DESLIZAMENTO OU ESCORREGAMENTO
 
Quando uma superfície desliza sobre a outra (não é necessário
 que as superfícies em contato sejam planas).
Ex. Mancais de deslizamentos (apoios)
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Atrito 
Um corpo só desliza sobre outro se for vencida a força contrária imposta pela aspereza ou rugosidade das superfícies de contato dos corpos (força de atrito)
SÓLIDO – ocorre entre corpos rígidos sem qualquer elemento entre eles
FLUIDO – se houver um fluido entre as superfícies. 
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Rolamento
 
Quando o deslocamento se efetua através de rotação de corpos esféricos, colocados entre as superfícies em movimento. Como a área de contato é menor, o atrito será menor também (maior velocidade)	 é mais fácil de vencer
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Fluido ou Viscoso
Ocorre no movimento de um corpo em um fluido ou entre duas superfícies em movimento relativo, separadas por uma fina película contínua de fluido.
Há o deslizamento entre as moléculas do fluido uma sobre as outras e a resistência a esse deslizamento é o atrito fluido ou viscoso. 
É uma percentagem mínima do valor do atrito sólido e praticamente não causa desgaste.
Esta é a base do princípio da lubrificação. O ato de lubrificar está associado à aplicação da película do fluido que constitui o lubrificante. 
 
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Lubrificação 
É um dos mais importantes processos de conservação de energia utilizados no mundo atual.
É a aplicação de uma substância (lubrificante) entre duas superfícies em movimento relativo para evitar o contato direto.
Evita-se as perdas de energia pela diminuição:
 
Atrito 
 Desgaste 
Geração De Calor 
Basicamente, todos os fluidos são lubrificantes, alguns melhores que os outros. 
Até a água é um lubrificante, mas a sua oleosidade é baixa
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Tipos de Lubrificação 
 
Eficiência do lubrificante 
Adesividade: aderência à superfícies
Coesividade: permanecer coeso sem rompimentos
 
oleosidade = adesividade + coesividade
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Lubrificação Limite (ou Restrita) 
 
Baixa velocidade e altas pressões.
A espessura da película é mínima; basicamente é a soma das espessuras da rugosidade de cada superfície, podendo ser “monomolecular” (~10 µm) : engrenagens
 
Muitas vezes requer o uso de aditivos específicos como agentes de oleosidade, de extrema pressão etc
 
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Lubrificação Total ou Plena
 
A espessura da película é superior à soma das espessuras das camadas de rugosidade de cada superfície , separando-as totalmente.
É o caso mais comum e encontra aplicação em quase todas as situações.
A película contínua de lubrificante apresenta espessura variável entre 0,025 mm e 0,25 mm
 
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Lubrificação Mista
 
Neste caso, podem ocorrer as duas situações anteriores. 
Quando uma máquina está parada, as partes móveis estão apoiadas sobre as partes fixas, havendo uma película insuficiente. 
Quando o movimento tem início a pressão hidrodinâmica, provocando o surgimento da película que impede o contato. 
 
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A lubrificação de mancais é a mais importante aplicação da LUBRIFICAÇÃO TOTAL.
 
As rugosidades das superfícies metálicas oferecem resistência a rotação do eixo no mancal, causando aquecimento e desgaste se não houver a lubrificação. 
 
A parte mais importante do processo de lubrificação está na escolha do lubrificante adequado.
Os lubrificantes proporcionam a limpeza das peças, protegendo contra a corrosão devida a processos de oxidação, evitam a entrada de impurezas, podem ser agentes de transmissão de força e movimento. 
Tanto os lubrificantes naturais como os sintéticos podem ser sólidos, semi-sólidos ou pastosos, líquidos e gasosos .
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Substâncias Lubrificantes 
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Temperaturas de trabalho; velocidade e cargas que deverão ser suportadas relacionam-se com a viscosidade do lubrificante.
Os óleos sintéticos podem substituir os óleos minerais, para obtenção de produtos especiais como por exemplo, graxas para temperaturas muito baixas (-30º a - 60ºC) ou temperaturas muito altas (a 400ºC). 
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Lubrificantes Líquidos
São os preferidos porque penetram entre partes móveis, mantém as superfícies separadas .
Podem ser divididos em: 
óleos minerais 
óleos graxos (vegetais ou animais) 
óleos sintéticos
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Óleos Graxos
Foram os primeiros lubrificantes a serem utilizados pelo homem. 
 
A pequena resistência a oxidação apresentada pelos óleos graxos faz com que os mesmos se decomponham facilmente (rancificação)
São usados com óleos minerais (ate 30%) conferindo maior oleosidade
Foram substituídos pelos óleos minerais devido a evolução das máquinas e das exigências de desempenho.
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Óleos Graxos
Os vegetais normalmente usados são: de rícino, de coco, de oliva, de semente de algodão, etc
Animal: de baleia, de peixe, de foca, de banha (banha de porco). São poucos, pois oxidam facilmente.
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Quanto a origem, podem ser: vegetais ou animais
Óleos Minerais
Produzidos a partir do petróleo. 
Composição muito variada, formados por grande número de hidrocarbonetos* de três classes principais: parafinicos, naftênicos e aromáticos.  
A origem do petróleo predominante, acarreta grande variação de características quanto à viscosidade, volatilidade, resistência à oxidação, etc.
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Óleos Parafinicos
Alto ponto de fluidez;
Alto índice de viscosidade;
Boa resistência a oxidação;
Menor oleosidade;
Menor resíduo de carbono	;
Óleos Naftênicos
Baixo ponto de fluidez;
Baixo Índice de Viscosidade;
Menor resistência a oxidação;
Maior oleosidade;
Maior resíduo de carbono	;
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Óleos Sintéticos
São óleos que suportam altas 
condições de cargas e 
temperaturas, mantendo 
estáveis suas características 
Possuem composição química bem definida, um bom comportamento de viscosidade-temperatura,pouca tendência de coqueificação em temperaturas elevadas, baixo ponto de solidificação em baixas temperaturas, alta resistência contra temperatura e influências químicas.
Óleos Sintéticos
Usados em temperaturas que variam desde valores abaixo de zero grau centígrado até 400 ⁰C; não formam resinas, alta resistência a oxidação e não afetam compostos de borracha natural ou sintética. 
 
Podem ser solúveis em água ou insolúveis, dependendo do tipo e apresentam ampla variedade de viscosidade.
São produtos relativamente caros para uso geral.
Silicones estáveis ao calor, viscosidade variada, alta resistência a oxidação, podem ser usados a elevadas temperaturas 
 
Características Físicas dos Lubrificantes
Densidade Absoluta (m/v)
Densidade 20/4ºC (água)
Graus API ( densidade graus API)
°API = (141,5 / d 15,5°C)-131,5**
ponto de fulgor 
ponto de fluidez
resíduo de carbono 
ponto de névoa
Extrema Pressão
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VISCOSIDADE
Resistência ao escoamento
Indice de Viscosidade
classificação SAE de óleos para carter de motores
classificação ISO (international organization for standartization) – valor da viscosidade a 40°C
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A evolução tecnológica de máquinas e motores trouxe a necessidade do aumento dos padrões de desempenho apresentados pelos lubrificantes a fim de atender a requisitos cada vez mais exigentes. 
A aditivação tornou-se uma das partes mais importantes da evolução tecnológica dos lubrificantes. 
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Aditivos para Lubrificantes
De acordo com as propriedades que atribuem aos óleos, os aditivos são classificados como: 
dispersantes 
antioxidantes 
anti-corrosivos 
anti-espumantes 
extrema pressão 
aumentadores do índice de viscosidade
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Aditivos para Lubrificantes
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Lubrificantes Semi- Sólidos ou Graxas 
Componentes das Graxas 
Dispersões estáveis de sabão (éster metálico) em um óleo mineral.
Os agentes espessantes podem ser sabões metálicos.
10% dos lubrificantes consumidos
Melhor propriedade de retenção no local de lubrificação, devido a alta afinidade coma superficie
É preferivel quando é impraticavel um fornecimento
continuo de oleo, pois elas podem ser armazenadas nos pontos de aplicação para a lubrificação por longos periodos
Excelente poder de vedação a ar e umidade
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Agente Espessante 
O sabão (éster metálico de um ácido graxo) é também um lubrificante e a formação da película lubrificante se dá por polaridade da molécula. 
Os sabões mais comuns que dão consistência aos óleos lubrificantes são os de sódio, cálcio, alumínio e lítio**. Cada tipo de sabão influencia diferentemente as características da graxa obtida.
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A quantidade de espessante usado na fabricação 
influencia mais a consistência do que a viscosidade do óleo básico. 
Aditivos para Graxas 
Os mais usuais são:
 inibidores de oxidação,
 inibidores de corrosão,
 agentes de oleosidade, 
lubrificantes sólidos (grafite, bissulfeto de molibdênio, mica e amianto pulverizado),
agentes de extrema pressão,
 agentes de adesividade. 
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Consistência
  Consistência é uma medida de qualidade de graxas lubrificantes. O aparelho de ensaio para medir a consistência de uma graxa é o penetrômetro.
Cone, que sob a ação de uma carga padronizada, penetra uma dada profundidade (medida) na graxa durante 5 s a 25°C e o resultado é dado em decimos de milimetros
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Ensaios e Características das Graxas 
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A consistência de uma graxa é medida pelo grau NLGI – Instituto Nacional de Graxas Lubrificantes.
Ensaios e Características das Graxas 
Consistência
ponto de gota** 
estabilidade ao trabalho (“esmagamento sofrido”)
viscosidade aparente 
separação de óleo 
corrosão 
oxidação 
prova de carga 
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Lubrificantes Sólidos 
proporcionar lubrificação, permanecendo em estado sólido, principalmente em casos de lubrificação limite.
Aplicação pode ser por pulverização, mergulho seguidos de um tratamento termico  a fim de proporcionar a adesão do produto ao local lubrificado.
Podem ser misturados com lubrificantes líquidos ou pastosos (graxas) para melhorar sua resistência ao calor gerado pelo atrito entre superfícies.
Os lubrificantes secos podem ter alta resistência à degradação oxidativa e térmica
Industria aeroespacial, eletrônica, automotiva, médica, petroquímica, agrícola.
Os mais utilizados são: grafite coloidal, bissulfeto de molibdênio e teflon
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Grafite
Pó, dispersão liquida. 
A principal vantagem dos 
 lubrificantes grafitados é sua 
 capacidade de formar filmes sobre as superfícies metálicas proporcionando assim baixos coeficientes de atrito
Nas temperaturas ordinárias, o grafite não é atacado por ácidos, álcalis e halogênios em geral: não se combina com o oxigênio até que prevaleçam temperaturas de ordem de 590ºC 
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Bissulfeto de molibdênio (MoS2) 
é usado em pó , dispersão em água. 
Resiste a pressões extremas. A eficácia como lubrificante aumenta com a pressão desenvolvida, assegurando a lubrificação em pressões superiores a 28.000 kg/cm² (muito acima do limite elástico de qualquer metal).
Menor coeficiente de atrito que o grafite ate 900°C
* Sulfeto de tungstênio (qualidades superiores)
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Teflon
apresenta baixo coeficiente de atrito Resiste a quase todos os agentes químicos e apresenta excelente resistência a oxidação. 
Desliza facilmente em aços (ex aço: 0,04-0,1).
Começa a amolecer a 300°C
Resistente a quase todos os agentes quimicos, resistente à corrosão, diminuição do custo de manutenção, facilita a limpeza, permite uma lubrificação mais eficiente, mais prolongada e de melhor qualidade.
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Lubrificantes Gasosos
São de uso restrito geralmente em locais de difícil penetração ou e em lugares onde não seja possível a aplicação dos lubrificantes líquidos convencionais. 
Alguns dos lubrificantes gasosos utilizados são ar seco , nitrogênio e gases halogenados.
Este tipo de lubrificação apresenta problemas devido às elevadas pressões requeridas para manter o lubrificante entre as superfícies além de problemas de vedação
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