Artigo Científico - SELEÇÃO DE GRAXAS PARA ROLAMENTOS

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A Engenharia transformando ideias em soluções inteligentes 
Anais do 2° COEN - Congresso de Engenharias - Universidade Federal de São João del-Rei - MG 
Anais do XII CONEMI - Congresso Nacional de Engenharia Mecânica e Industrial 
SELEÇÃO DE GRAXAS PARA ROLAMENTOS 
 
Júnior das Graças Pereira 
(1)
 (jrclegrip@yahoo.com.br), Jorge Nei Brito 
(1)
 (brito@ufsj.edu.br) 
 
(1) Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ) - Departamento de Engenharia Mecânica. 
 
RESUMO: Atualmente, com o elevado nível de produtividade, qualquer parada não programada 
causa um grande dano. Dentre as máquinas que compõem um parque industrial destacam-se os 
equipamentos rotativos, que representam um percentual significativo do maquinário instalado. Estes 
equipamentos devem suportar um trabalho contínuo sujeito a altas velocidades e esforços. Mesmo 
com esta importância, as falhas em rolamentos se apresentam como uma das principais causas de 
falhas em equipamentos rotativos. Os rolamentos são os mais importantes elementos de máquinas 
utilizados como elemento de ligação entre componentes com movimentos relativos de rotação. Os 
mesmos estão presentes nos mais diversos tipos de aplicação, rotação, tamanho e ambiente. A sua 
falha, em geral, leva a parada do equipamento trazendo enormes prejuízos à operação. 
Aproximadamente 43% dos rolamentos empregados nas indústrias falham em virtude de uma 
lubrificação inadequada. Estima-se que 90% dos rolamentos sejam lubrificados por graxa. O 
objetivo deste trabalho é apresentar um método de seleção de graxas para rolamentos. Os resultados 
obtidos mostram-se bastante satisfatórios de acordo com os estudos realizados. 
 
PALAVRAS-CHAVE: Rolamento, Graxa, Seleção de Graxa, Aplicação de Graxa. 
 
GREASE SELECTION FOR BEARINGS 
 
ABSTRACT: Currently, the high level of productivity, any unscheduled stop cause great harm. 
Among the machines that make up an industrial park stand out rotating equipment, representing a 
significant percentage of the installed machinery. This equipment must withstand a continuous work 
subject to high speeds and efforts. Despite this importance, bearing failures are presented as a major 
cause of failures in rotating equipment. The bearings are the most important elements of machines 
used as connecting element between components with relative movements of rotation. They are 
present in various types of application, rotation, size and environment. Their failure usually leads to 
arrest of bringing huge losses to equipment operation. Approximately 43% of employees in industries 
bearings fail due to inadequate lubrication. It is estimated that 90% of the bearings are lubricated by 
grease. The objective of this paper is to present a method of selecting for grease bearings. The results 
obtained were satisfactory according to the studies. 
 
KEYWORDS: Bearing, Grease, Grease Selection, Application of Grease.. 
 
 
2° COEN - UFSJ 
XII CONEMI 
São João del-Rei, Minas Gerais, 02 a 05 de Outubro de 2012 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
Os rolamentos são os elementos de máquinas mais comuns na indústria. Muitas vezes 
eles são os componentes de maior precisão do equipamento. Geralmente possuem tolerância 
de até 1/10 das tolerâncias dos demais elementos da máquina ou equipamento. 
 Os rolamentos são dentre os componentes de uma máquina um dos mais importantes 
e um dos mais utilizados como elemento de ligação entre componentes com movimentos 
relativos de rotação. Os mesmos estão presentes nos mais diversos tipos de aplicação, rotação, 
tamanhos e ambientes. A sua falha, em geral, leva a parada do equipamento trazendo enormes 
prejuízos à operação. 
Aproximadamente 90% de todos os rolamentos são lubrificados com graxa. Esta 
prática apresenta bem menos problemas de vedação que a lubrificação a óleo e permite a 
criação de máquinas bem mais simples. Não é de se surpreender o fato de que a lubrificação à 
base de graxa em rolamentos esteja aumentando quando comparados aos métodos antigos de 
lubrificação a óleo. Com rolamentos lubrificados à base de graxa, podemos diferenciar entre 
lubrificação permanente e rolamentos que necessitam de relubrificação. Em termos gerais, a 
lubrificação permanente não depende do rolamento, mas sim das exigências específicas da 
aplicação. A correta seleção de uma graxa a ser aplicada em um rolamento, representa um 
enorme ganho potencial referente à vida útil desses componentes. 
 
2. GRAXAS LUBRIFICANTES 
As graxas podem ser definidas como produtos formados pela dispersão de um 
espessante em um óleo lubrificante. O espessante, também chamado sabão, é formado pela 
neutralização de um ácido graxo ou pela saponificação de uma gordura por um metal. O metal 
empregado dará seu nome à graxa. A estrutura das graxas, observadas ao microscópio, 
mostra-se como uma malha de fibras, formada pelo sabão, onde é retido o óleo. 
As graxas apresentam diversas vantagens e desvantagens em relação aos óleos 
lubrificantes. Entre as vantagens, podemos citar: 
 As graxas promovem uma melhor vedação contra a água e Impurezas. 
 Quando a alimentação de óleo não pode ser feita continuamente, empregam-se as 
graxas, pois elas permanecem nos pontos de aplicação. 
 As graxas promovem maior economia em locais onde os óleos escorrem. 
 As graxas possuem maior adesividade do que os óleos. 
 
3. CRITÉRIOS DE SELEÇÃO DE GRAXAS PARA ROLAMENTOS 
A seleção correta de uma graxa lubrificante para um rolamento deve atender a 
requisitos específicos que permitam uma lubrificação eficiente nesses componentes. 
 
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Basicamente são consideradas as seguintes variáveis na seleção de graxas para um rolamento: 
temperatura de serviço; fator de velocidade; coeficiente de carga C/P; seleção do óleo 
lubrificante e condição de lubrificação. 
 
3.1. Temperatura de Serviço 
Devido ao atrito interno a temperatura de serviço inerente a um rolamento está entre 
35 °C e 70 °C. Porém, as temperaturas podem influenciar o rolamento de modo que a sua 
temperatura final seja muito mais alta ou, algumas vezes, mais baixa. Fabricantes de veículos, 
por exemplo, têm de considerar temperaturas entre -40 °C e +160 C. Em certas aplicações as 
temperaturas podem ser ainda mais extremas. Contudo, na escolha de uma graxa deve-se 
certificar de que a gama de temperaturas de serviço do lubrificante é suficiente para lidar 
facilmente com qualquer influência adicional de temperatura que possa ser encontrada na 
prática. 
A utilização da técnica de análise termográfica para estimativa da temperatura de 
trabalho deve ser utilizada a fim de se evitar qualquer equivoco. Através imagem térmica ou 
termograma, Figura 1, tem-se o valor da temperatura de trabalho do equipamento. 
 
 
FIGURA 1. Imagem térmica de um redutor. 
 
3.2. Fator de Velocidade 
O fator de velocidade atingível de uma graxa lubrificante depende, em grande parte, 
do tipo de óleo básico, viscosidade, tipo de espessante, e naturalmente do tipo de rolamento 
empregado. Sob condições de serviço em altas velocidades é importante que haja um 
constante fornecimento de óleo a uma dada proporção dentro do rolamento, combinado a umaótima adesão do lubrificante às superfícies do rolamento para que se obtenha uma lubrificação 
ideal. Para a maioria das graxas de lubrificação de rolamentos produzidas, os fatores máximos 
de velocidade são fornecidos para a utilização com rolamentos esféricos em pistas de rolagem 
 
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profundas. O valor n x dm do rolamento é determinado pela velocidade do rolamento sob 
condições normais de serviço n (RPM) multiplicado pelo diâmetro médio do rolamento dm 
em [mm]. 
 Aditivos sólidos como grafite e dissulfeto de molibdênio (MoS2) podem ser 
considerados para um fator de velocidade A < 20 000. A seleção da graxa adequada e o 
preenchimento com graxa são muito importantes em aplicações de velocidade baixa. 
 
3.3. Coeficiente de Carga C/P 
O coeficiente entre a classificação C da carga dinâmica básica do rolamento em [N] e 
sua atual carga dinâmica equivalente Pem [N], sob condições normais de serviço, permite 
conclusões referentes às exigências que devem ser atendidas pela graxa. Os valores dispostos 
na Tabela 1 devem ser observados para a seleção correta de uma graxa. 
 
TABELA 1. Critérios para seleção de graxas x C/P 
 
 
3.4. Seleção do Óleo Lubrificante 
A seleção do óleo é baseada principalmente na viscosidade necessária para 
proporcionar uma lubrificação adequada para o rolamento em sua temperatura de 
funcionamento. A viscosidade do óleo depende da temperatura, tornando-se inferior à medida 
que a temperatura aumenta. A relação viscosidade-temperatura de um óleo é caracterizada 
pelo índice de viscosidade IV. Para a lubrificação do rolamento, são recomendados óleos que 
tenham um índice de viscosidade alto (pouca alteração com temperatura) de pelo menos 95. 
 Para que seja formada uma película de óleo fina o suficiente na área de contato entre 
os corpos rolantes e as pistas, o óleo deve reter uma viscosidade mínima na temperatura de 
 
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funcionamento. A viscosidade cinemática mínima ν1 exigida na temperatura de 
funcionamento para proporcionar uma lubrificação adequada pode ser determinada a partir do 
Diagrama 1, desde que seja utilizado um óleo mineral. Quando a temperatura de 
funcionamento for conhecida por experiência ou puder ser determinada de outra forma, a 
viscosidade correspondente na temperatura de referência padronizada internacionalmente de 
40 °C (ou seja, a classe de viscosidade ISO VG do óleo) poderá ser obtida a partir dos 
diagramas, Figura 2, compilado para um índice de viscosidade de 95. 
Determinados tipos de rolamentos, por exemplo, rolamentos autocompensadores de 
rolos, rolamentos de rolos toroidais, rolamentos de rolos cônicos e rolamentos axiais 
autocompensadores de rolos, normalmente têm uma temperatura de funcionamento mais alta 
do que outros tipos de rolamentos, por exemplo, rolamentos rígidos de esferas e rolamentos 
de rolos cilíndricos, sob condições operacionais comparáveis. 
Para a determinação da viscosidade mínima do óleo básico, o diâmetro médio do 
rolamento dm em [mm], a rotação do rolamento n em (RPM) e a temperatura do rolamento 
sob condições normais de serviço são utilizados. 
 
 
FIGURA 2. Seleção da viscosidade cinemática requerida. 
 
3.5. Condição de Lubrificante 
A viscosidade real do óleo básico deve ser dimensionada de acordo com as 
solicitações existentes. A seguinte relação é geralmente utilizada como um parâmetro 
indicador da condição prevista de lubrificação. 
 
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 κ = ν / ν1 = coeficiente de viscosidade. 
 ν = viscosidade sob condições normais de serviço. 
 ν1 = viscosidade mínima exigida, dependendo do diâmetro médio e velocidade do 
rolamento. 
Ao selecionar o óleo, os seguintes aspectos devem ser considerados: 
 A vida do rolamento pode ser estendida pela seleção de um óleo cuja viscosidade 
cinemática ν na temperatura de funcionamento seja maior que a viscosidade ν1 obtida 
no diagrama 1. Um ν > ν1 pode ser obtido pela escolha de um óleo mineral de classe 
de viscosidade ISO VG maior ou adotando-se um óleo com índice de viscosidade VI 
maior e que tenha pelo menos o mesmo coeficiente de pressão-viscosidade. Como a 
viscosidade aumentada eleva a temperatura de funcionamento do rolamento, 
freqüentemente há um limite prático no aprimoramento da lubrificação que pode ser 
obtido por esse meio. 
 Quando a relação de viscosidade κ = ν/ν1 for menor que 1, um óleo que contenha 
aditivos EP será recomendado e, se κ for menor que 0,4, um óleo com tais aditivos 
deverá necessariamente ser utilizado. Um óleo com aditivos EP também pode 
aprimorar a confiabilidade operacional em casos em que κ é maior que 1 e os 
rolamentos de rolos de tamanho grande e médio são considerados. Deve-se lembrar 
que alguns aditivos EP podem produzir efeitos adversos (consulte a seção 
"Capacidade de carga: aditivos EP e AW"). 
Na Tabela 2 tem-se uma visão geral das condições de lubrificação previstas indicando 
os aditivos anti-desgaste, aditivos EP ou lubrificantes sólidos necessários. 
 
TABELA 2. Condição de lubrificação 
 
 
 
 
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4. SELEÇÃO DE GRAXA PARA ROLAMENTO DE TAMBOR DE CORREIA 
A seleção de uma graxa para aplicação em rolamentos de tambores de correia, 
Figura 3, segue a metodologia descrita anteriormente. Nessa aplicação tem-se dois rolamentos 
autocompensadores de rolos cilíndricos montados com buchas cônicas. Esses mancais são da 
planta de mineração da unidade do Grupo Gerdau, situada em Miguel Burnier. A rotação 
desses componentes é de aproximadamente 70 RPM e a carga dinâmica aplicada gira em 
torno de 10.000 N. Referente a níveis de contaminação tem-se a presença de partículas de 
minério em suspensão,. Também pode haver a projeção de água sobre os mancais durante o 
serviço de limpeza executados na área. 
 
FIGURA 3. Tambor de correia. 
 
4.1. Levantamento da Temperatura de Serviço 
Nessa aplicação não houve necessidade de se estimar a temperatura de trabalho por 
meio da utilização da técnica de análise termográfica por não haver um fluxo de calor 
considerável nesses rolamentos. Para essa medição foi utilizado um medidor de contato que 
apresentou uma temperatura de trabalho em torno de 25°C. Devido à resistividade térmica da 
carcaça, esse valor foi acrescido de 5°C. Portanto, a temperatura operacional pode ser 
considerada como um valor de 30°C. 
 
4.2. Cálculo do Fator de Velocidade 
Como a rotação de trabalho gira em torno de 70 RPM, basta apenasmultiplicar esse 
valor pelo diâmetro médio de 92,5 mm obtendo-se assim o valor de 6.475 mm x RPM. Esse 
fator de rotação é considerado crítico na seleção de um fluido. Para esse valor tem-se a 
condição de lubrificação limítrofe, responsável por gerar maiores taxas de desgaste 
tribológico. Aditivos sólidos como grafite e bissulfeto de molibdênio (MoS2) podem ser 
considerados para um fator de velocidade A < 20 000. Nesse caso optou-se pela utilização de 
bissulfeto de molibdênio (MoS2). 
 
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4.3. Critério de Seleção de Aditivos Através da Carga Aplicada C/P 
A força aplicada nos rolamentos foi estimada por meio de cálculos específicos. Para 
cada componente tem-se uma carga dinâmica aplicada de aproximadamente 10.000 N. A fim 
de determinar a magnitude dessa carga aplicada considerou-se o valor da capacidade de carga 
dinâmica dos rolamentos de 193 KN e dividiu-se pelo valor encontrado 10 KN. O valor de 
19,3 indica que tem-ses uma carga dinâmica média onde se faz necessário a utilização de 
aditivos anti-desgaste na graxa selecionada. 
 
4.4. Seleção do Óleo Lubrificante 
 
O óleo básico a ser utilizado na especificação do fluido pode ser de origem mineral em 
função da temperatura de serviço encontrada. O IV desse composto deve ser de 
aproximadamente 95. 
Através do diagrama da Figura 4 estimou-se a viscosidade cinemática do óleo 
lubrificante, em função do diâmetro médio do rolamento e temperatura de trabalho. Para um 
diâmetro médio de 92,5 mm e uma rotação de 70 RPM torna-se necessário um filme 
lubrificante com viscosidade cinemática mínima de 150 cSt. Como a temperatura de trabalho 
gira em torno de 30°C, para um IV de 95, um óleo básico com 80 cSt a 40°C, atende a essa 
necessidade requerida. 
 
 
 FIGURA 4. Seleção da viscosidade cinemática requerida. 
 
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4.5. Estimativa da Condição de Lubrificação 
De acordo com o diagrama da Figura 3, a viscosidade cinemática mínima requerida 
gira em trono de 80 cSt a 40°C. Porém, esse valor apresentará uma condição de lubrificação 
(K) igual a 1. Para esse valor tem-se a condição de lubrificação limítrofe. Logo, optou-se por 
aumentar o valor da viscosidade. 
Devido a existência de algumas graxas no mercado com óleo básico definido optou-se 
por um valor de 200 cSt a 40°C, que representará um valor aproximado de 360 cSt a 30°C. 
Dividindo esse valor pela viscosidade cinemática requerida em função do diâmetro médio 
tem-se um K igual a 2,4. Ou seja, de acordo coma a Tabela 2 tem-se a combinação de atritos 
onde requer a utilização de aditivos anti-desgaste para atender a necessidade de formação de 
um filme químico, na condição de lubrificação mista. 
 
4.6. Graxa Selecionada 
 
A graxa selecionada atende a todos os requisitos levantados. Devido haver a 
probabilidade de contaminação por água durante serviços de limpeza será utilizado um 
espessante de lítio/cálcio. Esse espessante, além de possuir boa estabilidade mecânica, 
apresenta boa resistência a lavabilidade. O óleo básico contido na graxa é de origem mineral e 
apresenta viscosidade cinemática de 200 cSt a 40°C. Esse produto apresenta aditivação anti-
desgaste, além de apresentar lubrificantes sólidos de baixa granulometria de bissulfeto de 
molibdênio (MoS2). 
Na Tabela 3 tem-se as características típicas da graxa a ser aplicada, ou seja, Shell 
Retinax HDX 2, e na Figura 5 tem-se as informações técnicas. 
 
TABELA 3. Características da Graxa Shell Retinax HDX. 
 
 
 
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FIGURA 5. Boletim técnico da graxa especificada. 
 
5. CONCLUSÃO 
 
 Com a evolução tecnológica dos rolamentos, novos lubrificantes surgem no mercado 
de trabalho. A utilização correta de graxas em rolamentos aumenta significativamente a vida 
útil desses componentes. A seleção desses fluidos deve seguir uma metodologia prévia a fim 
de se evitar fenômenos inesperados durante o cisalhamento desses compostos. O trabalho 
apresentado demonstra um guia prático utilizado nas empresas para seleção de graxas para 
rolamentos. Esse se demonstra bastante eficiente nas aplicações realizadas no setor 
siderúrgico. Técnicas preditivas complementares, tais como: análise de vibrações, termografia 
e ultra-som, podem ser utilizadas para um maior refinamento na seleção e acompanhamento 
de performance desses fluidos aplicados. 
 
7. REFERENCIAS 
Klüber Lubrication München KG., 2001. O Elemento Essencial em Rolamentos, 56p. 
Leal, L. C., Apostila de Tribologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Santa 
Catarina, 1981. 
Stoeterau, R. L., Leal, L. C., Apostila de Tribologia, Departamento de Engenharia 
Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, 2002.