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Lubrificação de equipamentos de usinas VALER - EDUCAÇÃO VALE Trilha técnica: Pelotização | Manutenção | Mecânica - Execução Jackson Oliveira Gabriela Vidal COLABORADORES VALER - EDUCAÇÃO VALE Lubrificação de equipamentos de usinas Trilha técnica: Pelotização | Manutenção | Mecânica - Execução M en sagem V aler Caro colaborador, Você está participando da ação de desenvolvimento de sua Trilha Técnica denominada: “Lubrificação de equipamentos de usinas”. A Valer Educação construiu esta Trilha em conjunto com profissionais técnicos da sua área com o objetivo de desenvolver as competências essenciais para o melhor desempenho de sua função e o aperfeiçoamento da condução de suas atividades diárias. Todos os treinamentos contidos na Trilha Técnica contribuem para o seu desenvolvimento profissional e reforçam os valores saúde e segurança, que são indispensáveis para sua atuação em conformidade com os padrões de excelência exigidos pela Vale. Agora é com você. Siga o seu caminho e cresça com a Vale. Vamos Trilhar! Su m ário Introdução 6 1. Lubrificação 8 1.1 Componentes dos equipamentos mecânicos 9 2. Lubrificantes 14 2.1 Atuação dos lubrificantes 15 2.2 Lubrificação adequada 15 2.3 Tipos de lubrificantes 17 3. Características físico-químicas dos óleos lubrificantes 19 3.1 Viscosidade 20 3.2 Densidade 22 3.3 Ponto de mínima fluidez e congelamento 22 3.4 Ponto de fulgor e combustão 23 3.5 Outras características dos óleos lubrificantes 23 3.6 Sistemas de classificação de viscosidade 24 4. Aditivos 26 4.1 Extrema pressão (EP) 27 4.1.1 Composição e ação dos EP 27 4.2 Antioxidantes 28 4.3 Anticorrosivos 28 4.4 Inibidores de ferrugem 29 4.5 Detergentes e dispersantes 29 4.6 Antiespumantes 29 4.7 Melhoradores do I.V. 29 4.8 Agentes de adesividade 30 4.9 Abaixadores do ponto de fluidez 30 4.10 Aditivos especiais 30 5. Graxas 32 5.1 Definição e conceito 33 5.2 Estruturas das graxas 33 5.3 Componentes das graxas 34 5.4 Características das graxas 37 6. Métodos de aplicação de lubrificantes 40 6.1 Características relacionadas à aplicação do lubrificante 41 6.2 Aplicação com perda total 42 6.3 Aplicação com reaproveitamento 50 7. Lubrificação de equipamentos 56 7.1 Procedimentos de lubrificação 57 7.2 Lubrificação com óleo ou graxa 57 7.3 Lubrificação de mancais de deslizamento 58 7.4 LUBRIFICAÇÃO DE ENGRENAGENS 60 8. Contaminação dos lubrificantes 66 8.1 Tipos de contaminação 67 8.2 Monitoramento dos lubrificantes 68 8.3 Coleta de óleo para análise 69 9. Armazenagem e manuseio 72 9.1 Contaminantes mais comuns 73 9.2 Armazenagem em locais abertos 73 9.3 Tempo de armazenamento 75 10. Saúde, segurança e meio ambiente 78 10.1 Precauções 79 10.2 Responsabilidade ambiental 80 11. Referências 83 Su m ário In trodu ção Em conjunto com a Valer Educação esta Trilha foi construída com o objetivo de desenvolver as competências essenciais para o melhor desempenho da função e o aperfeiçoamento da condução das atividades diárias de cada colaborador. É imprescindível que cada profissional esteja corretamente capacitado para realização de medidas com a precisão requerida. Nesse material veremos sobre Lubrificação de equipamentos de usinas. •• Sendo assim, no primeiro capítulo veremos sobre lubrificação, componentes dos equipamentos mecânicos e, definição e tipos de atrito. •• No segundo capítulo abordaremos sobre os lubrificantes. Vamos saber como estes atuam, como escolher um lubrificante adequado e, também, vamos saber os tipos de lubrificantes existentes. •• Já no terceiro capítulo trataremos sobre as características físico- químicas dos óleos lubrificantes. Vamos ver sobre viscosidade, densidade entre outras características. •• Em seguida, no quarto capítulo veremos sobre os aditivos. •• No quinto capítulo falaremos sobre as graxas. Vamos ver o que é, quais os seus componentes e estrutura, além de saber as suas características. •• No sexto falaremos sobre os métodos de aplicação de lubrificantes. Vamos ver as características relacionadas à aplicação do lubrificante, como é feita a aplicação com perda total e com reaproveitamento. •• No capítulo seguinte, o sétimo, vamos abordar a lubrificação de equipamentos. Vamos saber quais os procedimentos de lubrificação, lubrificação com óleo ou graxa e lubrificação de mancais de deslizamento. •• Já no oitavo, falaremos sobre a contaminação dos lubrificantes. Vamos saber quais os tipos de contaminação podem surgir, como é feito este monitoramento e, também, como é feita a coleta de óleo para análise. •• No capítulo nono, falaremos sobre armazenagem e manuseio. Vamos saber quais são os contaminantes mais comuns e, como podemos fazer a armazenagem em locais abertos. •• No décimo e, último capítulo, trataremos sobre saúde, segurança e meio ambiente. Vamos ver quais as precauções que devemos tomar, a fim de evitar transtornos e problemas de saúde. Vamos também verificar sobre responsabilidade ambiental. In trodu ção Lu brificação 1 Neste capítulo serão apresentados os conceitos básicos relacionados à lubrificação. Espera-se que ao final deste capítulo seja possível: •• Entender sobre os componentes dos equipamentos mecânicos; •• Saber sobre definição de atrito; •• Saber sobre os tipos de atritos. 9 1.1 Componentes dos equipamentos mecânicos 1.2 Definições de atrito Os componentes dos equipamentos mecânicos possuem um grande número de superfícies em movimento relativo. Nessa movimentação, está presente o atrito, que gera desgaste e limita a velocidade desses componentes. Teoricamente, qualquer fluido pode funcionar como lubrificante. Entretanto, a grande maioria dos lubrificantes é derivada do petróleo cujas propriedades são as mais adequadas para a lubrificação. A lubrificação é uma operação que consiste em introduzir uma substância apropriada entre superfícies sólidas, que estejam em contato entre si e que executam movimentos relativos. Essa substância é, normalmente, um óleo ou uma graxa, que tem por objetivo impedir o contato direto entre as superfícies sólidas. Atrito, ou força de atrito, é a força de resistência ao movimento de duas superfícies, e é proporcional a força descompressão. Define-se o atrito externo como a resistência ao movimento de duas superfícies em contato, sendo que tal resistência deve-se as irregularidades microscópicas que as superfícies apresentam. Quando se interpõe uma camada de óleo entre duas superfícies metálicas, a força de atrito diminui consideravelmente, pois é evitado o contato entre as mesmas. Nesse caso, o atrito externo é substituído pelo que chamamos de atrito interno. Redução dos efeitos do atrito Para reduzir os efeitos do atrito, são usados os lubrificantes. Uso da lubrificação correta Ao usarmos uma lubrificação correta, pretendemos manter mínimos os atritos externo e interno, reduzindo o desgaste das peças sem, com isso, provocarmos demasiado aumento de temperatura. F”F F P Carga Rugosidade Figura 1.1 - Processo de Atrito. Lubrificação de equipamentos de usinas 10 1.2.1 Tipos de atrito •• Atrito de deslizamento: Força que resiste ao movimento relativo entre os corpos sólidos, cujas superfícies opostas estão limpas e secas. •• Atrito fluido: Força que resiste ao movimento relativo entre dois corpos sólidos quando um (ou ambos) rola sobre a superfície do outro. •• Atrito limite: Força que resiste ao fluxo de líquidos ou gases. Essa força se opõe à ação deslizante das camadas de fluido. Carga Deslizamento Estacionado Solda (desgaste) Figura 1.2 - Atrito de deslizamento. Contato de rolamento Figura 1.3- Atrito fluido. Corpo livre Corpo estacionado Velocidade zero Velocidade máxima Figura 1.4 - Atrito limite. Lubrificação de equipamentos de usinas 11 •• Atrito de película mista: Força que resiste ao movimento relativo de dois corpos, cujas superfícies opostas estão molhadas por um lubrificante, porém, quase não estão separadas. •• Atrito de película fina ou hidrodinâmica: Força que resiste ao movimento relativo de dois corpos, cujas superfícies opostas estão parcialmente separadas por uma película. Dentre as consequências indesejadas que o atrito pode produzir, podemos listar: •• Calor (aumento da temperatura dos componentes em contato); •• Ruído; •• Vibração; •• Desgaste; •• Perda de potência; •• Maior gasto com energia. Corpo Livre Corpo estacionamento Solda (desgaste) Contato Limite Figura 1.5 - Atrito de película mista. Deformação Soldagem Cisalhamento Irregularidades super�ciais Micro soldas Fricção Contato entre duas superfícies Rugosidade Figura 1.7 – Processo de desgaste. Corpo Livre Corpo estacionamento Película Lubri�cante Contato Mista Figura 1.6 - Atrito de película fina ou hidrodinâmica. Lubrificação de equipamentos de usinas 12 1.2.2 Coeficiente de atrito (U) É a proporção de força (P) necessária para vencer o atrito imposto pela carga ou pela pressão (W). Veja a fórmula a seguir: Atrito de fluído 0.001 - 0.005 Atrito de rolamento ( esferas ) 0.002 Atrito de rolamento ( rolos ) 0.004 Atrito de deslizamento ( seca ) 0.15 - 0.40 Atrito de deslizamento ( limite ) 0.080 - 0.10 Atrito de deslizamento ( película mista ) 0.020 - 0.08 Tabela 1.1 - Coeficiente de atrito para diferentes superfícies. Bronze sobre bronze 0.20 Ferro fundido sobre bronze 0.21 Ferro fundido sobre latão 0.20 Aço duro sobre aço duro 0.42 Aço suave sobre aço suave 0.57 Aço duro sobre babbitt 0.34 Aço suave sobre bronze 0.57 Madeira sobre madeira 0.25 a 0.50 Metal sobre robie 0.50 a 0.60 Pele sobre ferro fundido 0.56 Tabela 1.2 - Coeficiente de atrito para diferentes materiais. µ = p w Lubrificação de equipamentos de usinas 13 Relembrando Neste capítulo foram apresentados os conceitos básicos relacionados à lubrificação. Além disso, vimos conceitos de atrito e os tipos existentes. Pergunta Rápida 1. Os componentes dos equipamentos mecânicos possuem um grande número de superfícies em movimento relativo. Nessa movimentação, está presente o atrito, que gera desgaste e limita a velocidade desses componentes. A respeito dessa informação, analise as seguintes sentenças: I. Teoricamente, qualquer fluido pode funcionar como lubrificante. Entretanto, a grande maioria dos lubrificantes é derivada do petróleo cujas propriedades são as mais adequadas para a lubrificação. II. A lubrificação é uma operação que consiste em introduzir uma substância apropriada entre superfícies sólidas, que estejam em contato entre si e que executam movimentos relativos. III. Essa substância é, normalmente, um óleo ou uma graxa, que tem por objetivo impedir o contato direto entre as superfícies sólidas. Estão corretas: a) I e II. b) I, II e III. c) Apenas I. d) Apenas II. e) Apenas III. 2. Atrito, ou força de atrito, é a força de resistência ao movimento de duas superfícies, e é proporcional a força descompressão. Sobre os tipos de atrito, é correto afirmar que: a) Atrito limite é a força que resiste ao movimento relativo de dois corpos, cujas superfícies opostas estão molhadas por um lubrificante, porém, quase não estão separadas. b) Atrito fluido é a força que resiste ao movimento relativo de dois corpos, cujas superfícies opostas estão molhadas por um lubrificante, porém, quase não estão separadas. c) Atrito de deslizamento é a força que resiste ao movimento relativo de dois corpos, cujas superfícies opostas estão molhadas por um lubrificante, porém, quase não estão separadas. d) Atrito de película mista é a força que resiste ao movimento relativo de dois corpos, cujas superfícies opostas estão molhadas por um lubrificante, porém, quase não estão separadas. e) Atrito de película mista é a força que resiste ao movimento relativo entre dois corpos sólidos quando um (ou ambos) rola sobre a superfície do outro. Atenção! Importante! Saiba Mais! Recordando! 0-126-122 ?? Lubrificação de equipamentos de usinas Lu brifican tes 2 Neste capítulo serão apresentados os conceitos básicos relacionados aos lubrificantes. Espera-se que ao final deste capítulo seja possível: •• Entender sobre a atuação dos lubrificantes; •• Saber quais as funções dos lubrificantes; •• Entender sobre a lubrificação adequada; •• Descobrir como escolher o lubrificante adequado; •• Saber quais os tipos de lubrificantes existentes. 15 2.1 Atuação dos lubrificantes 2.2 Lubrificação adequada Os lubrificantes atuam entre dois pontos de atrito de superfícies sólidas. Uma lubrificação só poderá ser considerada correta quando o ponto de lubrificação recebe o lubrificante certo, no volume adequado e no momento exato. O ponto só recebe lubrificante certo quando: » A especificação de origem (fabricante) estiver correta; » A qualidade do lubrificante for controlada; » Não houver erros de aplicação; » O produto em uso for adequado; » O sistema de manuseio, armazenagem e estocagem estiverem corretos. O volume adequado só será alcançado se: » O lubrificador estiver habilitado e capacitado; » Os sistemas centralizados estiverem corretamente projetados, mantidos e regulados; » Os procedimentos de execução forem elaborados, implantados e obedecidos; » Houver uma inspeção regular e permanente nos reservatórios. As principais funções dos lubrificantes, nas suas diversas aplicações, são as seguintes: •• Controle do atrito; •• Controle do desgaste; •• Controle da temperatura; •• Controle da corrosão; •• Transmissão de força; •• Amortecimento de choques; •• Remoção de contaminantes; •• Vedar componentes. Nessas condições, o contato entre as superfícies sólidas é lubrificado pelo fluido, fazendo com que o desgaste entre as superfícies seja reduzido. Quando esses pontos são recobertos por um lubrificante, o atrito sólido é substituído pelo atrito fluido. Figura 2.1 - Atuação dos Lubrificantes. Lubrificação de equipamentos de usinas 16 O momento exato será atingido quando: » Houver um programa para execução dos serviços de lubrificação; » Os períodos previstos estiverem corretos; » As recomendações do fabricante estiverem corretas; » A equipe de lubrificação estiver corretamente dimensionada; » Os sistemas centralizados estiverem corretamente regulados. Com a lubrificação correta, você consegue: » Reduzir o atrito e o desgaste; » Retirar o calor das partes mecânicas; » Proteger o equipamento contra ferrugem e corrosão; » Vedar as partes em movimento; » Eliminar ruídos; » Prolongar a vida útil dos equipamentos; » Transmitir potência; » Formar selo (vedação); » Remover contaminantes; » Obter um meio amortecedor e isolante. Quadro 2.1 – Lubrificação adequada. 2.2.1 Como escolher o lubrificante adequado A correta seleção de um lubrificante se fundamenta em alguns aspectos de operação dos equipamentos, como, por exemplo: a) Velocidade de trabalho Quando a velocidade de trabalho do equipamento é elevada, ela tende a expulsar o lubrificante pela ação da força centrífuga. Assim, é necessário utilizar um óleo pouco viscoso para não frear o movimento. b) Temperatura de trabalho A temperatura de trabalho, quente ou fria, interfere na viscosidade do lubrificante. Quando a temperatura aumenta, a viscosidade diminui e o óleo escoa com mais facilidade.Quando aquecidos, os lubrificantes, mesmo sendo óleos sintéticos, tendem a diminuir; quando são esfriados, tendem a aumentar. c) Carga de trabalho A carga se refere às forças externas que agem sobre um eixo, além do seu próprio peso e também da potência que está sendo transmitida. Quando a carga é muito pesada, é necessária uma película lubrificante, suficientemente viscosa para suportá-la. Esses fatores identificam as propriedades que um lubrificante deve ter, como sua viscosidade e a quantidade ou o tipo de aditivos. Lubrificação de equipamentos de usinas 17 2.3 Tipos de lubrificantes 2.3.1 Lubrificantes gasosos 2.3.2 Lubrificantes sólidos 2.3.3 Lubrificantes pastosos Os lubrificantes são substâncias de origem mineral, vegetal ou animal, que podem ser derivados do petróleo ou ser fabricados em laboratórios. Podem ser formados pela união de dois ou mais tipos de óleos e têm como função aumentar a vida útil das máquinas. De acordo com seu estado de agregação, os lubrificantes são classificados em: gasosos, sólidos, pastosos e líquidos. Os quais serão apresentados, detalhadamente, a seguir. São usados em casos especiais, onde não é possível o emprego dos lubrificantes convencionais. Exemplo: ar, nitrogênio, etc. Esses lubrificantes têm a finalidade de substituir a película fluida por uma película sólida. Os sólidos minerais mais usados são o grafite, o dissulfeto de molibdênio, a mica e o talco. Esses sólidos apresentam excelentes propriedades de untuosidade e resistem a elevadas temperatura e pressão. São as graxas e as composições betuminosas. Possuem alta viscosidade e são compostos de misturas de óleos lubrificantes minerais (de diversas viscosidades) e seus aditivos, geralmente sabões metálicos. Os aditivos atuam conferindo propriedades de antioxidação, resistência a ação da água e determinados solventes, capacidade de adesão, estabilidade da viscosidade em função da temperatura e do movimento, resistência ao desalojamento, resistência a extremas pressões, entre outras. Lubrificação de equipamentos de usinas 18 2.3.4 Lubrificantes líquidos Os líquidos são em geral preferidos como lubrificantes. Eles possuem excelente penetração entre as partes móveis e atuam, também, como removedores de calor. Os lubrificantes líquidos classificam-se em: •• Óleos minerais (derivados do petróleo): São substâncias obtidas a partir do petróleo e, de acordo com sua estrutura molecular, são classificadas em óleos parafínicos ou óleos naftênicos. •• Óleos não minerais (vegetais, animais e sintéticos): •• Óleos vegetais - São extraídos de sementes: soja, girassol, milho, algodão, arroz, mamona, oiticica, babaçu etc. •• Óleos animais - São extraídos de animais como a baleia, o cachalote, o bacalhau, a capivara etc. •• Óleos sintéticos - São produzidos em indústrias químicas que utilizam substâncias orgânicas e inorgânicas para fabricá-los. Estas substâncias podem ser silicones, ésteres, resinas, glicerinas etc. Lubrificação de equipamentos de usinas 19 Relembrando Neste capítulo foram apresentados os conceitos básicos relacionados aos lubrificantes. Além disso, vimos sobre a atuação dos lubrificantes e quais as suas funções. Vimos, também, como é feita a lubrificação adequada e como escolher o lubrificante para cada situação e, também, os tipos de lubrificantes existentes. Pergunta Rápida 1. Os lubrificantes atuam entre dois pontos de atrito de superfícies sólidas. As principais funções dos lubrificantes, nas suas diversas aplicações, são as seguintes: I. controle do atrito. II. controle do desgaste. III. controle da temperatura. IV. controle da corrosão. Estão corretas: a) I e II. b) I, II e III. c) I, II, III e IV. d) II, III e IV. e) III e IV. 2. Os lubrificantes são substâncias de origem mineral, vegetal ou animal, que podem ser derivados do petróleo ou ser fabricados em laboratórios. Sobre os tipos de lubrificantes, é correto afirmar que: a) Lubrificantes gasosos são usados em casos especiais, onde não é possível o emprego dos lubrificantes convencionais. Exemplo: ar, nitrogênio, etc. b) Lubrificantes sólidos são usados em casos especiais, onde não é possível o emprego dos lubrificantes convencionais. Exemplo: ar, nitrogênio, etc. c) Lubrificantes pastosos têm a finalidade de substituir a película fluida por uma película sólida. Os sólidos minerais mais usados são o grafite, o dissulfeto de molibdênio, a mica e o talco. d) Lubrificantes líquidos são as graxas e as composições betuminosas. e) Lubrificantes gasosos são as graxas e as composições betuminosas. Atenção! Importante! Saiba Mais! Recordando! 0-126-122 ?? Lubrificação de equipamentos de usinas C aracterísticas físico-qu ím icas dos óleos lu brifican tes 3 Neste capítulo serão apresentadas as características físico- químicas dos lubrificantes. Espera-se que ao final deste capítulo seja possível: •• Entender sobre viscosidade; •• Saber o que é densidade; •• Entender sobre o ponto de mínima fluidez e congelamento; •• Entender sobre o ponto de fulgor e combustão; •• Saber quais as características dos óleos lubrificantes; •• Entender sobre o sistema de classificação da viscosidade. 21 3.1 Viscosidade Viscosidade é a resistência oferecida por um fluido (líquido ou gasoso) ao movimento ou ao escoamento. A viscosidade é a consequência do atrito interno de um fluido, isto é, da resistência que um fluido oferece ao movimento. A viscosidade é inversamente proporcional à temperatura, ou seja, quanto maior a temperatura do óleo, menor será sua viscosidade. Quando submetido a uma temperatura elevada, a sua viscosidade diminui, e ele escorre mais facilmente. Assim, quando um motor é submetido a elevadas temperaturas, deve-se utilizar um lubrificante que mantenha a sua viscosidade, de modo a garantir a proteção do motor. O índice de viscosidade (IV) é um meio convencional de se exprimir esse grau de variação. Quanto maior for o IV de um óleo, menor será sua variação de viscosidade entre duas temperaturas. É a propriedade principal de um lubrificante, pois está diretamente relacionada com a capacidade de suportar cargas, ou seja, quanto mais viscoso for o óleo, maior poderá ser a carga suportada. Um lubrificante mais viscoso (mais grosso) escoa com mais dificuldade, portanto tem maior capacidade de se manter entre duas peças móveis, fazendo a lubrificação. Figura 3.1 - Exemplo de Índices de viscosidade. Lubrificação de equipamentos de usinas 22 3.1.1 Escalas de viscosidade Existem escalas físicas e escalas empíricas ou convencionais para medir a viscosidade cinemática; as escalas convencionais recebem os nomes de seus autores: Saybolt, Redwood e Engler. Na prática, a viscosidade é medida com o viscosímetro de Ostwald, que funciona da seguinte maneira: •• Coloca-se uma quantidade de óleo suficiente para encher os bulbos A e B; •• Coloca-se o aparelho dentro de um banho de aquecimento; •• O óleo ao atingir a temperatura de 100º F (37,8º C) é aspirado até o ponto 3; •• Em seguida, interrompe-se a sucção e registra-se o tempo (segundos) que o nível superior do óleo demora para descer de 4 até 5; •• O tempo registrado é multiplicado por uma constante do aparelho e representa a viscosidade. A unidade usada é o stoke (cm2/s). Como um stoke é muito grande para o uso convecional, usa-se o centistoke que é a centésima parte do stoke. tubo capilar reparos ou marcas de referência 70 a 75m m 28 a 30mm ligamento de reforço em vidro 1 2 A B 5 C 3 4 Figura 3.2 - Viscosímetro de Ostwald. Lubrificação de equipamentos de usinas 23 3.2 Densidade 3.3 Ponto de mínima fluidez e congelamento É a relação entre a massa (m) de um líquidoe seu volume unitário (v), a uma determinada temperatura. Ponto de mínima fluidez é a menor temperatura em que o óleo lubrificante ainda flui. É verificado através dos passos descritos a seguir: 1. Resfria-se a amostra de óleo dentro de um tubo; 2. Observa-se a existência ou não de movimento da superfície do óleo dentro do tubo a cada decréscimo de 3°C na temperatura; 3. Se após cinco segundos não houver movimentação, pode-se concluir que se atingiu o ponto de congelamento; 4. Assim, para saber a temperatura do ponto de mínima fluidez, subtrai-se 3ºC da temperatura do ponto de congelamento. A densidade dos lubrificantes indica o peso de certa quantidade de óleo, a uma determinada temperatura. p = ,onde p=densidadem v Conhecer a densidade dos lubrificantes é importante para ajudar na verificação de possível contaminação ou deterioração. Exemplo Se determinado óleo apresentar um ponto de congelamento. De -10°c, seu ponto de mínima fluidez será de -7°c. Lubrificação de equipamentos de usinas 24 3.4 Ponto de fulgor e combustão 3.5 Outras características dos óleos lubrificantes 3.5.1 Cor 3.5.2 Odor 3.5.3 Fluxo a baixa temperatura 3.5.4 Acidez (AN)/basicidade (BN) 3.5.5 Extrema pressão 3.5.6 Espuma O ponto de fulgor é a temperatura em que os gases evaporados do óleo, dão origem a um flash, isto é, ocorre uma inflamação sem haver combustão. Já o ponto de combustão é a temperatura em que toda a superfície do óleo entra em combustão completa, por pelo menos cinco segundos. Apresentam variação de cor quando observados contra a luz. São devidas às variações da natureza dos crus, da viscosidade e dos métodos e das formas de tratamento, empregados durante o refino. Essas cores podem ser imitadas com a utilização de aditivos, o que mostrar a não influência da cor no desempenho do lubrificante. Os lubrificantes apresentam odores característicos, brandos e não desagradáveis. Odores fortes e/ou diferentes do habitual indicam a presença de aditivos ou contaminação. É a característica fundamental dos óleos lubrificantes presentes em equipamentos que trabalham em baixa temperatura operacional, também conhecida por ponto de fluidez. Toda substância da natureza, inclusive os óleos, apresenta característica ácida ou alcalina. Com base nessas características, pode-se monitorar o processo de oxidação do óleo, detectar uma eventual contaminação e verificar o grau de degradação da sua aditivação. É a capacidade que um lubrificante tem de evitar que as superfícies em movimento entrem em contato, mesmo quando a película de óleo é rompida pela ação das elevadas pressões. Os óleos lubrificantes quando agitados em presença de ar tendem a formar espuma. A espuma é indesejável por que: •• causa uma lubrificação deficiente; •• provoca cavitação; •• gera um fluxo deficiente de óleo; •• ocasiona menor transferência de calor; •• acarreta em falha na transmissão de força. Lubrificação de equipamentos de usinas 25 3.5.7 Demulsibilidade 3.5.8 Emulsibilidade 3.5.9 Efeito detergência-dispersância É a capacidade do óleo lubrificante de separar-se da água. Essa capacidade é obtida pelo tipo de básico, pelo tratamento especial do óleo básico e pela aditivação. É a capacidade do óleo lubrificante de interagir com a água. É uma característica de fundamental importância nos óleos de usinagem emulsionáveis. A dispersância ou dispersividade designa a propriedade dos óleos lubrificantes de poderem manter em suspensão, finamente divididas, quaisquer impurezas formadas no interior do sistema (ou que nele penetrem), até o momento de serem eliminadas por ocasião da troca ou purificação do lubrificante. 3.6 Sistemas de classificação de viscosidade Para escolher o óleo adequado, o usuário deve levar em consideração a viscosidade correta do óleo para cada aplicação. O sistema de classificação ISO é mais simples e leva em consideração apenas a viscosidade do produto a 40 °C. Grau de viscosidade Ponto médio da Viscosidade. cSt a 40ºC Limites da Viscosidade Cinemática, cSt a 40ºC Unidades equivalentes em SUSMínimo Máximo 2 2,2 1,98 2,42 32 3 3,2 2,88 3,52 36 5 4,6 4,14 5,06 40 7 6,8 6,12 7,48 50 10 10 9 11 60 15 15 13,5 16,5 75 22 22 19,8 24,2 105 32 32 28,8 35,2 150 46 46 41,4 50,6 214 68 68 61,2 74,8 315 100 100 90 110 465 150 150 135 165 700 220 220 198 242 1000 320 320 288 352 1500 460 460 414 506 2150 680 680 612 748 3150 1000 1000 900 1100 4650 1500 1500 1350 1650 7000 Tabela 3.1 - Sistema de classificação de viscosidade iso para óleos industriais. Lubrificação de equipamentos de usinas 26 Relembrando Neste capítulo foram apresentadas as características físico-químicas dos lubrificantes. Além disso, entendemos sobre viscosidade. Vimos o que é densidade e entendemos sobre os pontos de mínima fluidez e congelamento, bem como o de fulgor e o de combustão. Vimos sobre as características dos óleos lubrificantes e entendemos sobre o sistema de classificação da viscosidade. Pergunta Rápida 1. Viscosidade é a resistência oferecida por um fluido (líquido ou gasoso) ao movimento ou ao escoamento. Sobre viscosidade, analise as seguintes sentenças: I. A viscosidade é a consequência do atrito interno de um fluido, isto é, da resistência que um fluido oferece ao movimento. II. A viscosidade é inversamente proporcional à temperatura, ou seja, quanto maior a temperatura do óleo, menor será sua viscosidade. Quando submetido a uma temperatura elevada, a sua viscosidade diminui, e ele escorre mais facilmente. III. Assim, quando um motor é submetido a elevadas temperaturas, deve-se utilizar um lubrificante que mantenha a sua viscosidade, de modo a garantir a proteção do motor. IV. O índice de viscosidade (IV) é um meio convencional de se exprimir esse grau de variação. Quanto maior for o IV de um óleo, menor será sua variação de viscosidade entre duas temperaturas. Estão corretas as sentenças: a) I e II. b) I, II e III. c) I, II, III e IV. d) I e IV. e) I, II e IV. 2. Sobre os pontos de temperatura, é correto afirmar que: a) Ponto de mínima fluidez é a temperatura em que os gases evaporados do óleo, dão origem a um flash, isto é, ocorre uma inflamação sem haver combustão. b) Ponto de combustão é a menor temperatura em que o óleo lubrificante ainda flui. c) O ponto de fulgor é a temperatura em que os gases evaporados do óleo, dão origem a um flash, isto é, ocorre uma inflamação sem haver combustão. d) Ponto de combustão é a menor temperatura em que o óleo lubrificante ainda flui. e) Ponto de mínima fluidez é a temperatura em que toda a superfície do óleo entra em combustão completa, por pelo menos cinco segundos. Atenção! Importante! Saiba Mais! Recordando! 0-126-122 ?? Lubrificação de equipamentos de usinas A d itivos 4 Neste capítulo serão apresentados os aditivos. Espera-se que ao final deste capítulo seja possível: •• Entender sobre os aditivos e identificar quais são; •• Saber o que é extrema pressão; •• Entender sobre os antioxidantes; •• Descobrir quais são os anticorrosivos; •• Saber quais os inibidores de ferrugem; •• Saber quais são os detergentes dispersantes; •• Entender sobre os antiespumantes; •• Saber o que são os melhoradores do I.V.; •• Saber quais são os agentes de adesividade; •• Descobrir quais são os abaixadores dos pontos de fluidez; •• Entender sobre os aditivos especiais. 28 4.1 Extrema pressão (EP) 4.1.1 Composição e ação dos EP A função principal dos lubrificantes é separar as superfícies em movimento. Com isso, reduz- se o atrito, o desgaste e a geração de calor. Existem, porém, situações onde a pressão exercida sobre a película lubrificante é tão elevada que ocorre o seu rompimento. Aí, o contato metal-metal é extremamentedanoso. O contato metal-metal provoca escoriações e arranhaduras em engrenagens e mancais que, por sua vez, geram a soldagem e a deformação a frio. Essas são as ocorrências combatidas pelos lubrificantes possuidores da propriedade extrema pressão (EP), dada pelo aditivo EP. O comportamento dos óleos com e sem aditivos EP é semelhante até o momento da falha da película lubrificante. Nesse ponto o aditivo entra em ação. Os aditivos EP são feitos de compostos de cloro, enxofre e fósforo, ou combinações desses elementos. Esses compostos reagem quimicamente com o metal para formar películas finíssimas de sulfetos, cloretos e fosfetos aderentes ao metal. Tais compostos químicos têm baixa resistência ao cisalhamento e por isso evitam as escoriações, as soldagens, etc. A ação dos elementos citados ocorre assim: •• O enxofre é de ação lenta e residual; •• O cloro é de pronta ação e curta duração; •• O fósforo forma fosfatos com o metal. Esses fosfatos ao sofrerem atrito provocam o polimento das partes em contato. Com o extraordinário desenvolvimento mecânico dos últimos tempos, surgiu a carência de óleos especiais. Tendo em vista as limitações dos óleos minerais, foram desenvolvidas substâncias (aditivos) para serem adicionadas a eles. A seguir serão apresentados os principais aditivos. Aditivos Esses aditivos dão ao óleo novas propriedades, melhoram as existentes ou eliminam as indesejáveis. Figura 4.1 - Estrutura microscópica de um lubrificante com aditivos. Lubrificação de equipamentos de usinas 29 4.2 Antioxidantes 4.3 Anticorrosivos Os aditivos antioxidantes são elementos que têm maior afinidade com o oxigênio do que os hidrocarbonetos formadores do óleo, ou seja, são receptores preferenciais de oxigênio. Qualquer lubrificante se oxida, o que o aditivo faz é controlar a velocidade de oxidação por um tempo. Quando esse tempo se esgota, o óleo é considerado vencido. É o momento em que a formação de borras, gomas e vernizes ocorre em grande quantidade. Os efeitos de um óleo com borras e vernizes são: •• Eliminação de folgas; •• Prejuízo da dissipação de calor; •• Diminuição do rendimento; •• Falhas e defeitos em vários pontos do equipamento. Os aditivos antioxidantes são feitos em geral de compostos de enxofre e fósforo. Sua concentração nos lubrificantes é da ordem de 0,001 % a 0,1 %. Os aditivos anticorrosivos têm a função de proteger os metais contra: •• Substâncias corrosivas presentes no óleo, tais como borras e produtos da queima de combustível; •• Agentes atmosféricos. Para conseguir o primeiro tipo de proteção, adicionam-se ao óleo produtos que previnam o contato entre o metal e a substância corrosiva, e, ao mesmo tempo, neutralizem as substâncias ácidas presentes durante o serviço. Para o segundo tipo de proteção, os aditivos recebem o nome de inibidores de ferrugem visto que se destinam à proteção dos metais ferrosos. Em resumo É necessário que o aditivo seja alcalino e forme uma película impermeável sobre os metais. Lubrificação de equipamentos de usinas 30 4.4 Inibidores de ferrugem 4.5 Detergentes e dispersantes 4.6 Antiespumantes 4.7 Melhoradores do I.V. Esses aditivos são produtos que têm mais afinidade com o ferro do que com a água. Assim, aderem ao metal e deslocam a umidade da superfície. Esse deslocamento é conseguido por pequenos volumes de óleos graxos que envolvem as partículas de água numa película oleosa. Além dos óleos graxos, usam-se sulfonatos de petróleo. Os inibidores de ferrugem podem ser usados em qualquer tipo de óleo. Porém, torna-se necessário verificar se esses aditivos corroem os não-ferrosos. Os aditivos detergentes são compostos que auxiliam a manter limpas as superfícies metálicas, minimizando a formação de borras e lacas de qualquer natureza, por meio de realizações ou processos de solução. O uso de aditivos detergentes não significa propriamente uma enérgica ação de limpeza, mas, uma redução na formação de depósitos. O aditivo dispersante busca dar aos óleos lubrificantes a propriedade de manter em suspensão, finamente divididas, quaisquer impurezas formadas no interior do sistema (ou que nele penetrem) até o momento de serem eliminadas por ocasião da troca ou purificação do lubrificante. Os principais produtos usados como aditivos detergentes dispersantes são os compostos organo-metálicos, cujas denominações químicas são: amina, hidroxila, éter fosforado, carboxila e anidrido. Os óleos lubrificantes formam espuma quando agitados em presença de ar. Isso é indesejável, pois a espuma diminui a espessura da película lubrificante. O silicone é o melhor e mais eficiente aditivo antiespuma. Ele atua de modo a desmanchar as bolhas de ar assim que elas atingem a superfície livre do óleo; sua ação é muito parecida com a de furar uma bexiga. São polímeros adicionados aos lubrificantes sujeitos à intensa variação de temperatura. A função dos melhoradores do I.V. é não permitir aumento ou diminuição excessiva da viscosidade, durante trabalhos realizados em temperaturas baixas ou elevadas. Lubrificação de equipamentos de usinas 31 4.8 Agentes de adesividade 4.9 Abaixadores do ponto de fluidez 4.10 Aditivos especiais sejam: na indústria têxtil e na alimentícia, que precisam evitar o gotejamento de óleo sobre os produtos; ou, ainda, em componentes de máquinas com vazamentos, folgas ou sujeitos à centrifugação. Os aditivos chamados agentes de adesividade são constituídos por polímeros de alto peso molecular e hidrocarbonetos saturados. Esses compostos são altamente resistentes à oxidação. Os agentes de adesividade quando adicionados ao óleo, mesmo em pequenas quantidades, conferem-lhe alto poder de aderência aos metais. Essa aderência permanece inalterada nas condições normais de serviço, apesar de o movimento das peças forçar a expulsão do óleo. São compostos químicos (polimetacrilatos e poliacrilamidas) que fazem o óleo suportar baixas temperaturas sem se congelar. Esses aditivos atuam impedindo que os cristais de cera se formem e se aglutinem impedindo a fluidez. Assim, a temperatura considerada ponto de fluidez para um óleo com esse aditivo passa a ser inferior àquela considerada ponto de fluidez para o óleo sem este aditivo. São basicamente de dois tipos: 1. Corantes: sua finalidade é dar uma cor definida para identificação de um produto, como por exemplo: gasolina, álcool e fluidos de corte; 2. Antissépticos: sua função é inibir o crescimento de fungos e bactérias e seu uso se restringe aos óleos de corte. Lubrificação de equipamentos de usinas 32 Relembrando Neste capítulo foram apresentados conceitos sobre os aditivos. Além disso, vimos sobre extrema pressão e entendemos sobre os antioxidantes e descobrimos quais são os anticorrosivos. Vimos os inibidores de ferrugem, os detergentes dispersantes e os antiespumantes, bem como os melhoradores do I.V. e os agentes de adesividade. Descobrimos quais são os abaixadores dos pontos de fluidez e entendemos sobre os aditivos especiais. Pergunta Rápida 1. Com o extraordinário desenvolvimento mecânico dos últimos tempos, surgiu a carência de óleos especiais. Tendo em vista as limitações dos óleos minerais, foram desenvolvidas substâncias (aditivos) para serem adicionadas a eles. A respeito dos aditivos, marque V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) A função principal dos lubrificantes é separar as superfícies em movimento. Com isso, reduz-se o atrito, o desgaste e a geração de calor. ( ) Os aditivos antioxidantes são elementos que têm maior afinidade com o oxigênio do que os hidrocarbonetos formadores do óleo, ou seja, são receptores preferenciais de oxigênio. ( ) Os inibidores de ferrugem podem ser usados em qualquer tipo de óleo. ( ) Os agentes de adesividade quando adicionadosao óleo, mesmo em pequenas quantidades, conferem-lhe alto poder de aderência aos metais. A sequência encontrada é: a) V, F, V, F. b) V, V, V, V. c) F, F, F, F. d) V, F, F, V. e) V, V, F, F. 2. Leia a frase a seguir: Os aditivos chamados _______________são constituídos por polímeros de alto peso molecular e hidrocarbonetos saturados. Esses compostos são altamente resistentes à oxidação. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase anterior: a) Agentes de adesividade. b) Abaixadores de fluidez. c) Antioxidantes. d) Anticorrosivos. e) Inibidores de ferrugem. Atenção! Importante! Saiba Mais! Recordando! 0-126-122 ?? Lubrificação de equipamentos de usinas G rax as 5 Neste capítulo serão apresentadas as graxas. Espera-se que ao final deste capítulo seja possível: •• Entender sobre a definição e conceito de graxa; •• Saber quais as vantagens e desvantagens; •• Entender sobre a estrutura das graxas; •• Saber quais são os componentes das graxas; •• Saber quais as suas características. 34 5.1 Definição e conceito 5.2 Estruturas das graxas Define-se graxa como sendo um produto lubrificante obtido pela dispersão de um agente engrossador em um fluido lubrificante. Sua consistência pode variar desde o estado semifluido ao sólido. O termo original graxa era restrito a gorduras moles, encontradas nos tecidos dos animais. Essas gorduras, à temperatura ambiente, tornavam-se sólidas ou semifluidas. Assim, quando as graxas tornaram-se artigos comerciais, foram chamadas graxas duras. As vantagens das graxas, assim como as desvantagens, devem ser entendidas em comparação com os óleos lubrificantes. Vantagens Desvantagens Devido a sua consistência, a graxa forma uma camada protetora na peça lubrificada, isolando-a de corpos estranhos. Menor dissipação de calor. A adesividade da graxa é particularmente vantajosa para peças deslizantes ou oscilantes. Menor resistência à oxidação. Torna possível a fabricação de mancais ou sistemas de engrenagens selados. Maior atrito fluido, isto é, em altas rotações o aquecimento é maior. No caso de rolamentos, permite a operação em várias posições. No caso de mancais de deslizamento, permanece onde é necessário durante as partidas e operações intermitentes. Quadro 5.1 – Vantagens e desvantagens das graxas. Observadas, ao microscópio eletrônico, as graxas apresentam uma fina trama de fibras de sabão (agente engrossador) retendo o óleo lubrificante. Essa estrutura assemelha-se aos pelos de uma escova retendo óleo. A trama de sabão mantém-se coesa pela ação de forças de atração fracas entre as fibras. Esta coesão é que dá à graxa sua consistência, ou “corpo” em repouso. Quando, em seu trabalho, a coesão é rompida, a graxa flui. Após cessar o trabalho, a trama original forma-se novamente restituindo à graxa sua consistência inicial. Esse comportamento permite que, na lubrificação com graxa, existam regiões com reserva de lubrificantes. É o caso dos rolamentos blindados, nos quais a graxa retida pelo espaçador e as placas de blindagem sofre menor modificação do que a porção que atua entre as esferas. Desse modo, esta graxa dos espaçadores e placas atua como reserva e vedação. Lubrificação de equipamentos de usinas 35 5.3 Componentes das graxas 5.3.1 Agente espessante Graxa é a soma dos seguintes elementos: •• Agente espessante; •• Lubrificante líquido; •• Aditivos. O agente espessante, por sua natureza e concentração, é que dá às graxas suas características principais. O elemento mais usado como espessante é o sabão metálico. Os sabões metálicos não diferem muito, em sua essência, dos tradicionais sabões de lavar roupa. De modo simplista pode-se considerar que os sabões são obtidos pela reação química entre um ácido graxo (geralmente sebo) e um sabão alcalino. Exemplos: •• A cal virgem dá sabão de cálcio; •• A soda cáustica dá sabão de sódio; •• O hidróxido de lítio dá sabão de lítio. A seguir estão relacionados os espessantes mais usados e suas respectivas graxas. a) Cálcio As graxas com sabão de cálcio são resistentes à ação da água, têm custo baixo, apresentam estrutura macia e amanteigada, não são indicadas para mancais de rolamento, têm aplicação limitada a 70o C de temperatura e são conhecidas como graxa para copo. Essas graxas são largamente empregadas em mancais de deslizamento operando a uma temperatura de 60o C com cargas leves e médias. b) Sódio As graxas com sabão de sódio têm boa resistência ao calor seco. Podem ser usadas até 150º C e resistem bem à ferrugem. Essas graxas não resistem à água e têm bombeamento mais difícil do que as de cálcio. O sabão de sódio, ao microscópio, apresenta fibras longas ou curtas, conforme sua fabricação. O sabão com fibras longas é usado em graxas para superfícies deslizantes. Enquanto o sabão com fibras curtas é usado em mancais de rolamento. c) Lítio As graxas com sabão de lítio possuem excelentes qualidades de aderência e não são laváveis por água. Têm ótima bombeabilidade e trabalham a temperaturas de 70o C a 150o C. As graxas de lítio substituem as graxas de cálcio e sódio e são chamadas graxas de aplicações múltiplas Lubrificação de equipamentos de usinas 36 O uso de uma graxa de aplicações múltiplas traz as seguintes vantagens: •• Evita a possibilidade de enganos; •• Simplifica os estoques; •• Simplifica o equipamento necessário; •• Diminui as perdas por aderência em diferentes utensílios. d) Alumínio As graxas feitas com estearato de alumínio são transparentes, resistentes à água e à oxidação e têm boa adesividade. Sua temperatura máxima de utilização é 70º C e seu bombeamento é regular. É usada em chassis de veículos, mancais e excêntricos. e) Espessante misto Para algumas aplicações particulares foram desenvolvidas as graxas com mistura de sabões. Exemplo: graxa de sódio com adição de pequena quantidade de sabão de cálcio. Essa mistura resulta numa graxa de consistência mais macia do que a graxa de sódio sem afetar sua resistência ao calor. Outras misturas de sabões usadas como espessantes para obtenção de graxas são: sódio com alumínio e cálcio com lítio. As graxas com espessante misto têm uso muito restrito, pois são de obtenção delicada, tendem a engrossar em uso ou em contato com a água. f) Espessante não sabão Existem graxas nas quais o espessante não é um sabão metálico. Argilas modificadas (bentonita tratada) ou sílica-gel são os espessantes usados, normalmente, nesses casos. As graxas à base de argila são chamadas bentoníticas e têm as seguintes propriedades: •• Resistência à água; •• Oferece ótima proteção contra o desgaste; •• Boa resistência ao calor; •• Boa estabilidade mecânica; •• Mau bombeamento; •• Alto custo; •• Oferece má proteção anticorrosão. As graxas de sílica-gel oferecem boa proteção contra o desgaste, resistem ao calor até 150º C, têm boa estabilidade mecânica, porém não resistem à água. Lubrificação de equipamentos de usinas 37 5.3.2 Lubrificante líquido na graxa 5.3.3 Aditivos O lubrificante líquido que faz parte de uma graxa pode ser um óleo mineral ou óleo sintético. Tanto um óleo como o outro são empregados pelo fabricante tendo em vista o desempenho esperado da graxa. Assim, ao usuário basta tomar os cuidados com as especificidades da graxa sem se preocupar com o óleo que a compõe. Como é difícil obter uma graxa com todas as qualidades desejadas pela simples seleção do espessante e do óleo, incluem-se os aditivos. Os mais importantes tipos de aditivos são: a) 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. b) Inibidor de corrosão É um composto químico denominadocromato, dicromato, sulfonato de petróleo ou sabão de chumbo; a água raramente remove esses compostos das superfícies metálicas. A presença do inibidor de corrosão é indispensável em todas as graxas insolúveis em água. Sua presença, entretanto, é desnecessária na graxas de sódio, pois, nesse caso, o espessante é lavável pela água e o aditivo não cumpriria sua função. c) 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 visto que a mistura óleo mineral e sabão, em geral, já proporciona um alto poder lubrificante às graxas. d) Modificadores de estrutura São compostos destinados a alterar a estrutura da fibra do sabão. Em algumas graxas, faz-se necessária essa mudança para evitar a tendência de separação do óleo. e) Agente de extrema pressão São os mesmos compostos usados para os óleos lubrificantes e com a mesma finalidade. f) Agente de adesividade Quando a necessidade requer uma graxa mais pegajosa são adicionados polímeros orgânicos viscosos ou látex em solução aquosa. g) Lubrificantes sólidos São alguns pós, que adicionados às graxas caracterizam qualidades especiais. O principal desses aditivos é o grafite, que é usado em graxas para trabalhos em temperaturas elevadíssimas; por exemplo: a lubrificação de moldes para fabricação de vidros. Nesse caso, o sabão e o óleo da graxa entram em combustão e o grafite permanece lubrificando. Lubrificação de equipamentos de usinas 38 Outro aditivo do tipo lubrificante sólido é o bissulfeto de molibdênio. Esse aditivo oferece ótima resistência ao calor e pressões elevadas. Mica, asbestos, zinco e chumbo também são usados para evitar a grimpagem de peças, principalmente roscas. h) Corantes e odoríferos São produtos usados em geral com finalidades comerciais. Eles melhoram o aspecto da graxa e permitem sua identificação pela cor ou cheiro. 5.4 Características das graxas As características das graxas importantes para uso industrial são determinadas por ensaios. Esses ensaios são empíricos e definem os padrões de uso e comercialização. As características mais importantes são: a) Cor A cor da graxa indica, de modo vago, o tipo de óleo que a compõe. Assim, as graxas escuras podem indicar que são feitas com óleos escuros ou possuem aditivos que lhes dão a cor preta esverdeada. Não existe escala para a cor das graxas. Portanto, esta é uma característica de pequena importância. b) Consistência Consistência é a propriedade dos materiais pastosos e sólidos a fluir quando submetidos a pressão. A consistência da graxa é determinada pelo ensaio em que é utilizado o penetrômetro. O ensaio consiste em fazer penetrar um cone padrão, durante cinco segundos, à temperatura de 25º C, em uma amostra de graxa. A penetração é medida em décimos de milímetros. 1 2 4 3 5 posição do cone no início do teste 6 Figura 5.1 - Penetrômetro. 1. A penetração é medida após cinco segundos; 2. A leitura é a medida da penetração do cone (em décimos de milímetros); 3. Disparo do cone; 4. Cone padronizado; 5. Espelho auxiliar no posicionamento do cone; 6. Superfície nivelada. Lubrificação de equipamentos de usinas 39 c) Ponto de gota Quando submetida a uma determinada temperatura, a graxa tende reduzir sua consistência causando um perigoso escorrimento, que poderá deixar um mancal sem lubrificação. A expressão ponto de gota é definida como a menor temperatura em que a graxa tende a se liquefazer. A regra prática para selecionar uma graxa, em função do seu ponto de gota, é: •• Pegar a informação do ponto de gota na folha de informação de produto (IP); •• Diminuir 60oC, obtendo como resultado uma temperatura confiável de operação – nessa temperatura, a graxa ainda apresenta “corpo”. Outras características das graxas: •• Bombeabilidade; •• Adesividade; •• Estabilidade mecânica; •• Pouca separação de óleo; •• Estabilidade à oxidação; •• Resistência à lavagem; •• Proteção contra a corrosão. Exemplo Ponto de gota 170°c - 60°c=110°c | temperatura confiável = 110°c Lubrificação de equipamentos de usinas 40 Relembrando Neste capítulo serão apresentadas as graxas. Além disso, vimos quais as suas vantagens e desvantagens. Vimos, também a estrutura das graxas, os seus componentes, bem como as suas características. Pergunta Rápida 1. Define-se graxa como sendo um produto lubrificante obtido pela dispersão de um agente engrossador em um fluido lubrificante. Sua consistência pode variar desde o estado semifluido ao sólido. Sobre as graxas, é correto afirmar que: a) Graxa é a soma dos seguintes elementos: agente espessante; lubrificante líquido e aditivos. b) Observadas, ao microscópio eletrônico, as graxas apresentam uma grossa trama de fibras de sabão (agente engrossador) retendo o óleo lubrificante. c) Não existe escala para a cor das graxas. Portanto, esta é uma característica de grande importância. d) Menor dissipação de calor é uma das vantagens das graxas. e) Uma desvantagem da graxa é devido a sua consistência, a graxa forma uma camada protetora na peça lubrificada, isolando-a de corpos estranhos. 2. As características das graxas importantes para uso industrial são determinadas por ensaios. Esses ensaios são empíricos e definem os padrões de uso e comercialização. Sobre as características das graxas, analise as sentenças a seguir: I. Quando submetida a uma determinada temperatura, a graxa tende reduzir sua consistência causando um perigoso escorrimento, que poderá deixar um mancal sem lubrificação. II. A expressão ponto de gota é definida como a menor temperatura em que a graxa tende a se liquefazer. III. A consistência da graxa é determinada pelo ensaio em que é utilizado o penetrômetro. IV. A cor da graxa indica, de modo vago, o tipo de óleo que a compõe. Estão corretas: a) I, II e III. b) I, II, III e IV. c) I e II. d) II e III. e) I e IV. Atenção! Importante! Saiba Mais! Recordando! 0-126-122 ?? Lubrificação de equipamentos de usinas M étodos de aplicação de lu brifican tes 6 Neste capítulo serão apresentados os métodos de aplicação de lubrificantes. Espera-se que ao final deste capítulo seja possível: •• Entender sobre as características relacionadas à aplicação do lubrificante; •• Saber o que é aplicação com perda total; •• Saber o que é aplicação com reaproveitamento. 42 6.1 Características relacionadas à aplicação do lubrificante Para que se tenha uma lubrificação correta é necessário que simultaneamente o lubrificante seja: •• Adequado ao equipamento; •• Aplicado no local correto; •• Usado em quantidade exata; •• Usado em intervalos corretos. Cabe ao responsável pelo setor de manutenção assegurar-se de que o lubrificador aplique o lubrificante adequado no local correto. A indicação do lubrificante adequado a uma máquina obtém-se por meio do manual da própria máquina ou em estudo feito por técnico especializado. Entretanto, uma lubrificação eficiente não será possível se não for garantido o fornecimento do lubrificante em quantidade e intervalos corretos. Esse fornecimento deve ser contínuo e automático, evitando-se o processo manual devido a sua baixa confiabilidade. As figuras a seguir mostram os dois tipos de fornecimento de lubrificante, automático e manual, relacionando quantidade de fluido com o tempo. Figura 6.1 - Fornecimento manual de lubrificante. Figura 6.2 - Fornecimento automático de lubrificante. Lubrificação de equipamentos de usinas 43 Na Figura 6.1, apresenta a inconstância do fornecimento que pode ser causada por esquecimento do operador. É notável, ainda, as situações de excesso de lubrificação, rápido vazamentoe falta de lubrificação. Na Figura 6.2, apresenta o fornecimento constante, quantidade e intervalos corretos. Logo, com esse sistema, evita-se o atrito sólido, beneficiando a vida útil do equipamento. Os métodos de aplicação dividem-se em dois grupos, os quais serão apresentados a seguir. 6.2 Aplicação com perda total Nesse método, não existe recuperação do lubrificante empregado. Os principais dispositivos usados são: •• Almotolia: Pode ser do tipo comum ou do tipo bomba. Ambas devem ser mantidas limpas e com os bicos desobstruídos. Na lubrificação por almotolia, é importante que os pontos de lubrificação sejam mantidos limpos e protegidos sempre que possível. •• Copo graxeiro: O copo graxeiro pode ser manual ou automático. Almotolia comum Almotolia tipo bomba Figura 6.3 –Almotolias. 1 2 3 4 5 copo graxeiro manual copo stau�er copo graxeiro automático Figura 6.4 –Copos graxeiros. 1. Ajuste de tensão da mola; 2. Mola; 3. Êmbolo; 4. Pino graxeiro; 5. Êmbolo de controle de alimentação. Lubrificação de equipamentos de usinas 44 O copo manual faz a graxa chegar ao ponto de aplicação por meio do rosqueamento da tampa ou do êmbolo. O copo automático usa a pressão de uma mola para aplicação, evitando a atenção frequente do operador. Além do reenchimento e limpeza, pouca atenção é requerida por esses copos. Porém problemas por falta de lubrificação podem ocorrer quando o mancal aquecer a ponto de provocar o escorrimento livre da graxa. Dessa maneira, ela vaza pelas extremidades do mancal e o copo se esvazia rapidamente. •• Pistola graxeira: A aplicação de graxa com pistola graxeira é simples quando se usam pistolas com acionamento manual (figura a seguir). Quando, porém, usa-se ar comprimido ou bombas elétricas para forçar a graxa nos mancais a aplicação é chamada complexa. Os pontos de aplicação constituídos pelos pinos graxeiros devem ser limpos antes de aplicar o conector da pistola a fim de evitar que impurezas sejam forçadas para dentro dos mancais. pistola graxeira manual pistola graxeira manual de alavanca Figura 6.5 - Pistolas graxeiras. Figura 6.6 - Pinos graxeiros. Lubrificação de equipamentos de usinas 45 Em alguns casos, o pincel é fixo no corpo da máquina e o óleo goteja sobre ele. Desse modo, o pincel promove a distribuição contínua. •• Espátula: Destina-se à aplicação de graxa, composições betuminosas, composições para estampagem e outros produtos muito viscosos. •• Copo conta-gotas: É um dispositivo que permite a aplicação do lubrificante na quantidade e periodicidade desejadas. Porém, exige atenção constante do operador para verificação do nível de óleo, reenchimento e regulagem do número de gotas por minuto. A construção dos pinos graxeiros inclui uma mola atuando sobre uma esfera, vedando o escape de graxa e a entrada de sujeira. A graxa, entrando sob pressão, força a esfera para trás vencendo a força da mola. Ao cessar a entrada de graxa, a vedação é restabelecida. •• Pistolas de óleo: São de tipo construtivo semelhante às pistolas graxeiras. Têm uso em pinos para óleo encontrados em máquinas- ferramentas, roletes de esteiras, etc. •• Pincel: O método de aplicação de lubrificante com pincel é empregado em engrenagens, cabos de aço, correntes, etc., quando são usados produtos especiais como composições betuminosas e compostos antiferrugem. Figura 6.8 - Lubrificação a pincel. Figura 6.7 - Pistola de óleo. 1 2 34 Figura 6.9 - Pinos graxeiros. 1. Alavanca de fechamento; 2. Parafuso para ajuste do fluxo; 3. Válvula de agulha; 4. Visor. Lubrificação de equipamentos de usinas 46 É, também, função do operador abrir a passagem de óleo antes de acionar a máquina e fechá-la após o término do serviço. O inconveniente principal do copo conta- gotas é o fato de exigir regulagem após o aquecimento da máquina, uma vez que, com o calor, a viscosidade diminui e faz aumentar o fornecimento. •• Copo com vareta: É automático quanto ao início e o fim do fornecimento de óleo. Esse dispositivo é aplicado em mancais com cargas leves. O copo com vareta consiste em um reservatório que possui em seu interior uma haste cuja extremidade toca no eixo. Com o movimento do eixo, ocorre a vibração da haste que permite a passagem do óleo através de uma folga. Essa folga localiza-se entre a haste e a luva da extremidade do reservatório. O funcionamento é automático e o fornecimento do óleo é mais contínuo do que no conta-gotas. Esse dispositivo requer verificações de tempos em tempos a fim de certificar-se que a haste move-se livremente. •• Copo com mecha tipo sifão: Esse dispositivo consiste em uma ou mais pernas de fios de lã. As fibras da mecha levam o óleo, por capilaridade até o mancal. A quantidade de óleo fornecida varia com o nível do óleo e a temperatura de trabalho. 1 2 3 Figura 6.10 - Copo com vareta. 1 2 Figura 6.11 - Copo com mecha tipo sifão. 1. Reservatório de óleo; 2. Pino ou haste; 3. Luva. 1. Mecha; 2. Reservatório de óleo. Lubrificação de equipamentos de usinas 47 A ajustagem de alimentação é feita variando-se o número de pernas da mecha. O fornecimento é constante, portanto, em longas paradas, a mecha deve ser retirada do tubo. As mechas, por atuarem como filtros, devem ser lavadas ou substituídas periodicamente. O copo com mecha tipo sifão é usado em locomotivas, motores estacionários e mancais de máquinas de tamanho médio antigas. •• Copo com mecha tipo tampão: Nesse dispositivo, a mecha é feita com fios de lã ou arame fino e se ajusta no tubo de descarga. O tubo de descarga e a mecha não estão ligados ao reservatório de óleo. Em serviço, devido aos movimentos bruscos do mancal, o óleo do reservatório é arremessado para cima e alimenta continuamente o topo do tubo de descarga. tubo de descarga de óleo Figura 6.12 - Copo com mecha tipo tampão. Lubrificação de equipamentos de usinas 48 O fluxo de óleo é regulado por meio do tampão (mecha). É notável ainda que a tampa do dispositivo tenha um pequeno furo que permita a passagem do ar. Esse dispositivo é usado em partes de máquinas com movimentos bruscos, tais como em bielas de grandes bombas e bielas de prensas. •• Lubrificador mecânico: Esse mecanismo consiste em um reservatório de óleo e várias unidades individuais de bombeamento. Essas unidades fornecem o óleo em pequenas quantidades, sob pressão, para tubos que conduzem o óleo ao ponto de aplicação. O funcionamento do lubrificador mecânico dá-se do seguinte modo: •• No curso de admissão do êmbolo, o óleo é aspirado através de válvulas de sucção tipo esfera, para a câmara de bombeamento; •• A pressão criada fecha automaticamente as válvulas de sucção e força o óleo da câmara de bombeamento para as válvulas de descarga; •• O óleo deixando o bocal de descarga, em forma de gotas, desloca-se para cima, através da água contida no visor, devido à diferença de densidade entre os dois líquidos. 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 Figura 6.13 - Lubrificador mecânico. 1. Tampa do tipo de mola; 2. Reservatório de óleo; 3. Tela; 4. Mola de retorno êmbolo; 5. Êmbolo; 6. Eixo acionador; 7. Came acionadora; 8. Válvula de esfera da descarga do óleo; 9. Arame-guia; 10. Visor; 11. Bocal de óleo; 12. Válvula de esfera da saída do óleo; 13. Regulagem de alimentação do óleo; 14. Câmara de bombeamento; 15. Válcula de esfera do óleo. Lubrificação de equipamentos de usinas 49 O funcionamento do lubrificador mecânico é automático. E como é acionado pela própria máquina, a quantidade de fluido é diretamente proporcionalà velocidade. Existem lubrificadores mecânicos que dispensam a água e arame no visor. Nesse caso, a partir do visor, o óleo é distribuído por gravidade. Os lubrificadores mecânicos têm largo emprego em compressores alternativos, motores de combustão interna, cilindros de máquinas a vapor e mancais em geral. •• Lubrificador por névoa: Esse lubrificador tem por finalidade pulverizar o óleo em uma fina camada e distribuí-lo através de uma tubulação. Esse sistema foi desenvolvido principalmente para a lubrificação de mancais de rolamentos que giram a altíssimas velocidades. Esses mancais necessitam de quantidade de óleo cuidadosamente controlada, visto que se houver excesso de óleo haverá aumento anormal da temperatura; e, se houver falta de óleo, haverá rápido desgaste nos mancais. O mecanismo funciona com um pulverizador para gerar a névoa. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Figura 6.14 - Lubrificador por névoa. 1. Parafuso de regulagem da pressão do ar; 2. Filtro de ar; 3. Entrada de ar; 4. Bujão de drenagem; 5. Reservatório de óleo; 6. Tubo de sucção de óleo; 7. Parafuso de regulagem de óleo; 8. Pulverizador; 9. Válvula de redução de pressão do ar. Lubrificação de equipamentos de usinas 50 Quando a névoa chega ao ponto de aplicação, com o auxílio de conexões adequadas, tem-se o consumo em três formas: •• Névoa - usada em mancais de rolamento; •• Atomização (esguichos) - usada em correntes e engrenagens; •• Condensação (gotas) - usada em mancais de deslizamento e barramentos. Esse lubrificador pode ser ligado a linhas de ar comprimido com pressão de 7 bar. Seu consumo é de 300 a 600 litros de ar por hora e de 0,25 a 1 cm3 de óleo por hora. O lubrificador por névoa é bastante eficiente, pois a névoa, sendo similar a um gás, atinge todas as superfícies. É, também, bastante econômico, porém por outro lado, é poluente. Isso se deve à parcela de névoa que escapa do lubrificador e atinge o ambiente em sua volta. Figura 6.15 - Conexões para lubrificador por névoa. Lubrificação de equipamentos de usinas 51 6.3 Aplicação com reaproveitamento Nesse método, uma determinada quantidade de fluído circula constantemente entre as partes móveis e o tanque. Por não haver perdas, após certo tempo é necessário trocar o óleo, visto que os aditivos perdem sua eficiência. Os principais sistemas da aplicação com reaproveitamento são: •• Lubrificação por banho: Nesse sistema, o lubrificante está num recipiente que, em geral, é a própria carcaça da máquina. As partes a lubrificar mergulham total ou parcialmente no óleo. A seguir, distribuem o excesso de óleo colhido no banho, a outras partes. Para isso, existem ranhuras e coletores que formam uma rede de distribuição. A lubrificação por banho é muito usada em caixas de engrenagens. A figura a seguir mostra um exemplo de aplicação de lubrificação por banho para mancal de rolamento. Óleo Lubri�cação por banho Figura 6.16 - Lubrificação por banho. É importante que se mantenha o nível de óleo constante, pois nível baixo causa falta de lubrificação. Por outro lado, o nível muito alto causa excesso de agitação, provocando a formação de espuma e o aumento da temperatura. Lubrificação de equipamentos de usinas 52 •• Banho com anel É um sistema onde o óleo fica num reservatório abaixo do mancal. Ao redor do eixo do mancal repousa um anel, com diâmetro maior que o do eixo, e com a parte inferior mergulhada no óleo. Devido ao movimento do eixo, o anel também gira e transporta o óleo até um canal de distribuição. Pode também ser usada uma corrente no lugar do anel. O banho com anel é muito usado em motores elétricos, bombas e compressores. Óleos muito viscosos são inadequados a esse sistema, pois prendem o anel. •• Banho com colar É um sistema que substitui o anel do sistema anterior por um colar fixo ao eixo do mancal. É adequado a lubrificantes viscosos e altas velocidades. Figura 6.17 - Banho com anel. Figura 6.18 - Banho com colar. Lubrificação de equipamentos de usinas 53 •• Lubrificador de nível constante É um auxiliar para os sistemas citados anteriormente. O dispositivo consiste de dois reservatórios e interligação entre eles. O primeiro reservatório é o alimentador que, em geral, é transparente. O segundo é o reservatório de nível constante onde funciona a lubrificação por anel, colar, etc. O funcionamento do lubrificador de nível constante ocorre do seguinte modo: quando o nível do segundo reservatório baixa, acontece a passagem de ar pelo tubo de interligação. Isso faz com que o óleo do primeiro reservatório flua para o segundo, restabelecendo o nível. 1 2 3 4 5 6 7 Figura 6.19 - Lubrificador de nível constante. 1. Reservatório de óleo; 2. Parafuso de ajustagem; 3. Contraporca; 4. Tubo de alimentação de óleo; 5. Corpo; 6. Bujão de drenagem; 7. Nível de óleo constante. Lubrificação de equipamentos de usinas 54 •• Lubrificação por salpico É uma derivação do banho de óleo. Nele, uma peça mergulha no óleo e, com o movimento, salpica lubrificante às várias partes do conjunto mecânico. É um sistema muito usado em motores de combustão interna e compressores de ar. 1 2 3 4 Figura 6.20 - Lubrificação por salpico. 1. Espuma; 2. Ar livre; 3. Ar dissolvido; 4. Entrada de ar. Lubrificação de equipamentos de usinas 55 •• Sistema circulatório São sistemas que usam bombas para distribuir o lubrificante. Os sistemas circulatórios podem atuar com alimentação por gravidade ou com alimentação por pressão. No sistema por gravidade, o fluido é bombeado do cárter para um reservatório superior. Deste, é distribuído por gravidade aos pontos de lubrificação. No sistema com alimentação por pressão, o bombeamento leva o fluido diretamente ao ponto de lubrificação. Nesse caso, não há segundo reservatório. A figura a seguir mostra um sistema com alimentação por gravidade. Os sistemas circulatórios são empregados em grandes mancais, engrenagens de laminadores, caixas de engrenagens de máquinas-ferramentas etc. 1 2 3 4 5 6 7 8 Figura 6.21 - Sistema circulatório por gravidade. 1. Filtro; 2. Esfriador de óleo; 3. Tubulação do abastacimento; 4. Primeira caixa de engrenagens; 5. Tubulação de retorno; 6. Dreno; 7. Peneira; 8. Medidor de nivel. Lubrificação de equipamentos de usinas 56 Relembrando Neste capítulo foram apresentados os métodos de aplicação de lubrificantes. Além disso, entendemos sobre as características relacionadas à aplicação do lubrificante e vimos como é feita a aplicação com perda total e com reaproveitamento. Pergunta Rápida 1. No método lubrificação com perda total não existe recuperação do lubrificante empregado. A respeito dessa informação, observe a figura a seguir: Sobre qual tipo de lubrificação com perda total esta figura está relacionada. Assinale a alternativa correta: a) Pinos graxeiros. b) Pistolas graxeiras. c) Copos graxeiros. d) Almotolias. e) Lubrificação a pincel. 2. No método Aplicação com reaproveitamento, uma determinada quantidade de fluído circula constantemente entre as partes móveis e o tanque. Por não haver perdas, após certo tempo é necessário trocar o óleo, visto que os aditivos perdem sua eficiência. A respeito do método citado, é correto afirmar que: a) Na lubrificação por banho com anel, o lubrificante está num recipiente que, em geral, é a própria carcaça da máquina. b) Na lubrificação por banho, o lubrificante está num recipiente que, em geral, é a própria carcaça da máquina. c) Na lubrificação por banho com colar, o lubrificante está num recipiente que, em geral, é a própria carcaça da máquina. d) Na lubrificação de nível constante,o lubrificante está num recipiente que, em geral, é a própria carcaça da máquina. e) Na lubrificação por salpico, o lubrificante está num recipiente que, em geral, é a própria carcaça da máquina. Atenção! Importante! Saiba Mais! Recordando! 0-126-122 ?? Lubrificação de equipamentos de usinas Lu brificação de equ ipam en tos 7 Neste capítulo será apresentada a lubrificação de equipamentos. Espera-se que ao final deste capítulo seja possível: •• Entender sobre os procedimentos da lubrificação; •• Entender sobre a lubrificação com óleo ou graxa; •• Saber o que é lubrificação de mancais de deslizamento; •• Saber como é feita a lubrificação de engrenagens. 58 7.1 Procedimentos de lubrificação 7.2 Lubrificação com óleo ou graxa Os equipamentos são formados por um número variável de elementos de máquinas, por isso lubrificar equipamentos é lubrificar os elementos que constituem esses equipamentos. Assim, serão estudados os procedimentos de lubrificação para os elementos comuns na maioria das máquinas e equipamentos. Quando se trata de lubrificar elementos, a primeira questão é: lubrificar com óleo ou com graxa? Esta escolha depende das particularidades de cada elemento, porém é preciso ter em mente algumas características gerais. O uso da graxa comum está limitado a trabalhos onde as temperaturas são relativamente baixas. Existe mais facilidade em lubrificar um mancal com óleo do que com graxa. A queda de pressão ao longo das tubulações quando se usa óleo é bem menor do que quando se usa graxa. A lubrificação com óleo pode ser insuficiente no início do funcionamento dos equipamentos de uso esporádico. Nessa situação, a graxa é mais adequada. A graxa, também, é indicada em ambientes onde há muita poeira, porque ela age como vedante nas extremidades do mancal. Os retentores para graxa são mais robustos e duram mais do que os retentores para óleo. Mobilidade O óleo é um produto de alta mobilidade, por isso pode transferir calor eficientemente. A graxa, por sua vez, não possui essa propriedade. Lubrificação de equipamentos de usinas 59 7.3 Lubrificação de mancais de deslizamento 7.3.1 Principais funções do lubrificante nos mancais Mancais de deslizamento são suportes ou guias de partes móveis presentes em todas as máquinas. Os mancais de rolamentos são aqueles cuja principal forma de movimento é o rolamento. A lubrificação satisfatória dos mancais de deslizamento depende da manutenção, entre as superfícies, da película espessa. Para isso, são fundamentais os seguintes fatores: •• Rotação do eixo; •• Viscosidade; •• Temperatura de serviço; •• Carga de trabalho; •• Distribuição do lubrificante. As principais funções do lubrificante nos mancais são: •• Evitar o atrito de deslizamento entre os separadores e roletes e as pistas em qualquer ponto em que não exista um verdadeiro movimento rotativo; •• Resistir ao possível contato entre os elementos volantes e as pistas; •• Proteger as superfícies de trabalho altamente polidas do mancal contra a ferrugem e corrosão; •• Dissipar o calor gerado no mancal; •• Ajudar na vedação do conjunto, a fim de evitar a penetração de qualquer impureza; •• Prevenir as falhas prematuras nos rolamentos. Figura 7.1 - Mancal de deslizamento. 7.3.2 Distribuição dos lubrificantes nos mancais A distribuição dos lubrificantes nos mancais é feita através de ranhuras e chanfros nos mancais de deslizamento. As ranhuras devem ser longitudinais, cortadas em toda a extensão do mancal, sem, entretanto, atingir suas extremidades. Ranhura Figura 7.2 - Ranhura de distribuição num mancal. Lubrificação de equipamentos de usinas 60 7.3.3 Lubrificação de mancais de rolamentos 7.3.4 Intervalos de relubrificação dos mancais Os mancais de rolamentos podem ser lubrificados com óleo ou graxa, os quais devem ter como principais funções: •• Evitar o atrito de deslizamento entre o separador e os elementos rolantes; •• Evitar o atrito de deslizamento em pontos onde eventualmente não aconteça o movimento rotativo; •• Resistir ao contato, caso aconteça, entre o separador e as pistas; •• Proteger o mancal contra a ferrugem; •• Dissipar o calor gerado no mancal; •• Vedar o mancal para evitar a entrada de sujeira. O nível de óleo dentro da caixa de rolamentos deve ser mantido abaixo do centro do corpo rolante que, em relação aos outros corpos rolantes, está na posição mais baixa. Esse procedimento evita o turbilhonamento do fluido. O período de troca de óleo depende da temperatura de funcionamento do equipamento e da possibilidade de contaminação que existe no ambiente. Por isso, o melhor procedimento é seguir as recomendações do manual do equipamento. Em regra geral, se a temperatura de trabalho é no máximo 50o C, o óleo pode ser trocado uma vez por ano. Para temperaturas de trabalho em torno de 100oC, o intervalo para troca de óleo cai para 60 ou 90 dias. Figura 7.3 - Nível de óleo num mancal de rolamento. Lubrificação de equipamentos de usinas 61 7.3.5 Lubrificação dos mancais com graxa 7.4 LUBRIFICAÇÃO DE ENGRENAGENS As funções do óleo e da graxa são idênticas. Geralmente, empregam-se graxas como lubrificantes quando os elementos de vedação não permitem uma lubrificação satisfatória com óleo. Ou, ainda, quando as temperaturas não são excessivas. Os métodos de aplicação de graxa dependem do desenho dos mancais e das condições de trabalho. Assim, a aplicação manual é usada em equipamentos onde as condições de trabalho são pouco severas e não há necessidade de relubrificação constante. Sob condições severas de trabalho ou consumo frequente, empregam-se sistemas de lubrificação com graxa automáticos, geralmente esses sistemas são centralizados. Observações gerais sobre o uso das graxas em rolamentos: •• As graxas de cálcio só podem ser usadas em equipamentos com temperaturas de trabalho até 60º C e com até 3.000 rpm; •• As graxas de sódio só podem ser usadas em condições de trabalho isentas de umidade; •• Com qualquer graxa, os mancais de rolamento devem ter apenas 1/4 ou 1/3 do seu espaço livre preenchido; •• O excesso de graxa é altamente prejudicial pois produz superaquecimento e pode provocar a separação do óleo; •• Apenas no caso de baixíssima velocidade e em ambiente onde a vedação contra abrasivos for crítica é que se deve preencher todo o espaço livre do mancal. As engrenagens são elementos de máquinas de contato direto e movimento misto: rolamento e deslizamento. Quando se inicia o contato, o deslizamento é máximo e o rolamento é zero. À medida que o engrenamento continua, o deslizamento diminui e o rolamento aumenta. Figura 7.4 -Movimento entre engrenagens: deslizamento máximo e rolamento zero. Figura 7.5 - Movimento entre engrenagens: aumento do rolamento e diminuição do deslizamento. Lubrificação de equipamentos de usinas 62 A função das engrenagens é transmitir o movimento de rotação de um eixo para outro, modificando a velocidade e permitindo a transmissão de potências elevadas. Por isso, a escolha do lubrificante correto é de grande importância. A lubrificação de engrenagens é dividida em: Lubrificação de engrenagens fechadas e Lubrificação de engrenagens abertas, as quais serão apresentadas a seguir. Com o ponto de contato próximo à linha primitiva, o deslizamento é mínimo e o rolamento é próximo ao máximo. Na linha primitiva o deslizamento cai a zero e o rolamento atinge o máximo. Continuando o movimento, o deslizamento volta a aumentar e o rolamento volta a cair. Figura 7.6 - Movimento entre engrenagens: deslizamento mínimo e rolamento próximo do máximo. Figura 7.6 – Movimento entre engrenagens: aumento do deslizamento e diminuição do rolamento.
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