Aula_4___Lubrifica__o___Manuten__o___Nassau

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Faculdade Maurício de Nassau - Natal
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica
Disciplina: Lubrificação e Manutenção
Professora: Jaciana Silva de Santana
Natal - 2017
LUBRIFICAÇÃO E MANUTENÇÃO
AULA 04
Faculdade Maurício de Nassau - Natal
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica
Disciplina: Lubrificação e Manutenção
LUBRIFICAÇÃO
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
A lubrificação é uma operação que consiste em introduzir uma
substância entre duas superfícies sólidas que estejam em contato
entre si e que executam movimentos relativos. Essa substância
normalmente é um óleo ou uma graxa que impede o contato direto entre
as superfícies sólidas.
De acordo com Hutchings (1992), os lubrificantes são utilizados
para reduzir a força friccional e promover uma maior durabilidade das
superfícies devido a redução do desgaste.
Jaciana@2017.2
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Força Friccional atrito (resistência ao movimento entre
corpos)
O atrito ocorre do contato das asperezas, usualmente atribuídos a
uma ou duas causas:
1- abrasão, onde uma superfície dura (ou partícula dura)
promove o sulcamento do contracorpo;
2 - adesão, onde o contato entre as asperezas gera união adesiva.
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O atrito é comumente representado pelo coeficiente de atrito, e
este corresponde à razão entre a força de atrito e a carga (Eq.1). O
coeficiente de atrito depende da natureza dos corpos em contato e do
estado de acabamento e lubrificação da superfície.
Onde:
μ = coeficiente de atrito (adimensional),
F = força de atrito,
N = carga normal aplicada na superfície.
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Atrito Interno
Resulta da fricção entre as moléculas do lubrificante. A medida
do atrito interno em um fluido é descrito como a viscosidade.
Atrito Externo
São, sobretudo, os pontos de contato microscópico entre duas
superfícies deslizantes. Esta causa adesão, deformação do material e
ranhuras.
Atrito Estático
O coeficiente de atrito estático é definido como coeficiente de
atrito correspondente á força máxima a ser superada para iniciar o
movimento entre dois corpos macroscópicos conforme ASTM.
TIPOS DE ATRITO
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Atrito Cinético
Diferente do atrito estático, o atrito cinético ocorre sob
condições de movimento relativo. A ASTM define o coeficiente de
atrito como sendo o coeficiente em condições de movimento relativo
entre dois corpos macroscópicos. O coeficiente de atrito cinético é
também chamado de coeficiente de atrito dinâmico.
taxa de mudança de 
velocidade com a distância
viscosidade absoluta ou viscosidade 
dinâmica
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Stick Slip
É uma forma especial de atrito que resulta muitas vezes de
movimentos lentos de deslizamento quando os pares são conectados a
um sistema que pode vibrar. A ASTM G40 define o stick-slip como
sendo uma oscilação associada a uma diminuição do coeficiente de
atrito com o aumento da velocidade relativa (ASM HANDBOOK, v.
18, 1992). Já segundo Stoeterau (2004), o processo de stick-slip é
ocasionado por uma inconstância da força de atrito, motivada pelas
variáveis: distância, tempo e velocidade.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
Atrito de Deslizamento
Este tipo de atrito é observado quando a superfície de um
corpo desliza ou escorrega em contato com a superfície de outro
corpo. Para haver o deslizamento não é necessário que as superfícies
de contato sejam planas.
Atrito por Rolamento
Observa-se o atrito de rolamento quando a superfície de um
corpo rola sobre a superfície de outro, sem escorregar (HILSDORF
et al, 2004). Este tipo de atrito é gerado pelo contato de rolamento,
podendo também ser influenciado pela geometria das superfícies de
contato e a deformação dos elementos de contato.
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O ATRITO E SUAS CONSEQUÊNCIAS
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O ATRITO E SUAS CONSEQUÊNCIAS
Os lubrificantes têm a função de introduzir entre as superfícies de
deslizamento uma camada de material com menor resistência ao
cisalhamento.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
Quando duas superfícies estão em contato uma com a outra, a
carga é suportada por vários picos, ou seja, pelas asperezas da
superfície.
Durante o deslizamento, a força tangencial total requerida
para eliminar estas junções das asperezas é geralmente elevada,
causando atritos indesejáveis, desgaste e danos na superfície.
REGIMES DE LUBRIFICAÇÃO
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
Portanto, os possíveis tipos de lubrificação são definidos de
acordo com a espessura do filme lubrificante.
A lubrificação pode ser classificada em três tipos: lubrificação
limítrofe, lubrificação mista e lubrificação hidrodinâmica
(BHUSHAN, 2001).
REGIMES DE LUBRIFICAÇÃO
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Variações no 
Regime de 
Lubrificação
• Carga, 
• Velocidade, 
• Viscosidade, 
• Geometria do contato 
• Rugosidade superficial 
Diagrama de Stribeck
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
I - Lubrificação Limítrofe
A lubrificação limítrofe ocorre sob condições de alta carga e baixas
velocidades em rolamentos, engrenagens, anéis de pistão, bombas,
transmissões, etc.
REGIMES DE LUBRIFICAÇÃO
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II - Lubrificação Mista
O regime de lubrificação mista é caracterizado por espessuras de
filme lubrificantes cujas dimensões são suficientes para a
completa separação das superfícies em contato. Desta forma, este
regime de lubrificação é governado pela combinação dos efeitos
inerentes aos regimes hidrodinâmicos e limítrofe.
REGIMES DE LUBRIFICAÇÃO
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REGIMES DE LUBRIFICAÇÃO
III - Lubrificação Elastohidrodinâmica
Ocorre quando as asperezas sofrem deformação elástica no
contato e a carga normal é suportada por uma fina película de
fluido (BHUSHAN, 2001).
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REGIMES DE LUBRIFICAÇÃO
IV - Lubrificação Hidrodinâmica
Este tipo de lubrificação é gerado pela separação das superfícies por
um filme relativamente espesso de fluido lubrificante, e a carga
normal é suportada pelas pressões hidrodinâmicas (HUTCHINGS,
1992).
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REGIMES DE LUBRIFICAÇÃO
IV - Lubrificação Hidrodinâmica
O regime de lubrificação hidrodinâmico é considerado como a forma
ideal de lubrificação, pois é caracterizado por baixos níveis e atritoe
elevada resistência ao desgaste, ocorrendo geralmente em sistemas
envolvendo superfícies conformes (PROFITO, 2010).
(a) Contato conforme;
(b) Limiar entre os contatos conforme e não conforme;
(c) Contato não conforme.
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O ATRITO E SUAS CONSEQUÊNCIAS
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
Bancada para a retificação cilíndrica
das superfícies esféricas dos discos
de ensaio:
1. Disco de aço AISI 52100 em
processo;
2. Rebolo abrasivo durante
usinagem da pista de perfil
esférico no disco;
3. Dispositivo de suporte para a
dressagem do rebolo abrasivo,
segundo o perfil esférico
desejado;
4. Fluido de corte;
5. Fagulhas oriundas da retificação
da usinagem em processo.
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Inversor de freqüência
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
O ATRITO E SUAS CONSEQUÊNCIAS
BENEFÍCIOS DO ATRITO:
 Usinagem
 Freio
 Caminhar
MALEFÍCIOS DO ATRITO (SÓLIDO E VISCOSO)
 Desgaste
 Aquecimento
 Vibração
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
OBJETIVOS DA LUBRIFICAÇÃO
Além da redução do atrito, outros objetivos são alcançados com
a lubrificação:
 Menor dissipação de energia na forma de calor;
 Redução da temperatura, pois o lubrificante também refrigera;
 Redução da corrosão;
 Redução de vibrações e ruídos;
 Redução do desgaste.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CLASSIFICAÇÃO DOS LUBRIFICANTES
Os lubrificantes podem ser:
 Gasosos:
Ar
 Líquidos:
Óleos
 Semi-Sólidos:
Graxas
 Sólidos:
Grafita
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CLASSIFICAÇÃO DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
Quanto à origem, os óleos podem ser classificados em quatro
categorias:
 MINERAL: São substâncias obtidas a partir do petróleo e, de
acordo com sua estrutura molecular, são classificadas em óleos
parafínicos ou óleos naftênicos.
 VEGETAL: São extraídos de sementes: soja, girassol, milho,
algodão, arroz, mamona, oiticica, babaçu etc.
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CLASSIFICAÇÃO DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
Quanto à origem, os óleos podem ser classificados em quatro categorias:
 ANIMAL: São extraídos de animais como a baleia, o cachalote, o bacalhau, a
capivara etc.
 SINTÉTICO: São produzidos em indústrias químicas que utilizam substâncias
orgânicas e inorgânicas para fabricá-los. Estas substâncias podem ser silicones,
ésteres, resinas, glicerinas etc.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
Ação natural ou induzida de bactérias, que 
possuem capacidade de transformar os 
contaminantes orgânicos em substâncias
não nocivas, que são integradas ao ciclo 
biogeoquímico natural.
Óleos Lubrificantes
Sistemas mecânicos
Ambiental
Lubrificação
Biodegradação
(MARGESIN e SCHINNER, 2001)
LUBRIFICANTES AMIGÁVEIS
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
ÓLEOS BIODEGRADÁVEIS
Girassol Coco Jojoba Milho Dendê
Algodão Canola Soja Rícino
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
APLICAÇÃO DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
Os ÓLEOS ANIMAIS E VEGETAIS raramente são usados
isoladamente como lubrificantes, por causa da sua baixa resistência à
oxidação, quando comparados a outros tipos de lubrificantes.
Em vista disso, eles geralmente são adicionados aos óleos minerais
com a função de atuar como agentes de oleosidade.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
APLICAÇÃO DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
Os ÓLEOS SINTÉTICOS são de aplicação muito rara, em razão de
seu elevado custo, e são utilizados nos casos em que outros tipos de
substâncias não têm atuação eficiente.
Os ÓLEOS MINERAIS são os mais utilizados nos mecanismos
industriais, sendo obtidos em larga escala a partir do petróleo.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
Os óleos lubrificantes, antes de serem colocados à venda
pelo fabricante, são submetidos a vários ENSAIOS
FÍSICOS PADRONIZADOS que, além de controlarem a
qualidade do produto, servem como parâmetros para os
usuários.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
VISCOSIDADE
A viscosidade está relacionada com o atrito entre as moléculas do
fluido, podendo ser definida como a resistência ao escoamento que os
fluidos apresentam.
Viscosidade é a medida da resistência oferecida por qualquer fluido
(líquido ou gás) ao movimento ou ao escoamento.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES
VISCOSIDADE
O método de medição mais empregado atualmente é o de
viscosidade cinemática. Neste método, é medido o tempo que um
volume de líquido gasta para fluir (sob ação da gravidade) entre dois
pontos de um tubo de vidro capilar calibrado.
A unidade de viscosidade cinemática é expressa em centistokes (cSt)
ou em mm2/s, conforme o sistema métrico internacional.
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CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
VISCOSIDADE
Viscosímetro Saybolt
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
A viscosidade cinemática – viscosímetro marca ISL,
modelo TVB 445 Tamson Inside que obedece a norma
ASTM D445. Tubo Cannon Fenske, série 150 com
constante igual a 0,03892 mm2/s2.
Equipamento para Viscosidade Cinemática
Marca ISL, modelo TVB 445 Tamson 
Inside
Banho de Glicerina
T = 100°C
ASTM D 445
Tubo Cannon Fenske, 
série 150 com constante 
de 0,03892 mm2/s2
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
Tubo Cannon Fenske, série
150 com constante de 0,03892
mm2/s2
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
VISCOSIDADE
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
EXTREMA PRESSÃO
É a capacidade que um lubrificante possui em suportar
pressões elevadas, evitando que as superfícies em movimento entrem
em contato.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES
COR
É mais utilizada como um controle na produção do óleo lubrificante. As
variações na cor de um óleo lubrificante podem indicar uma possível
contaminação ou indícios de oxidação.
A cor dos óleos não tem relação direta com as
características lubrificantes e nem com a
viscosidade.
Ensaios Físico-químicos
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES
COR (Importância)
IDENTIFICAÇÃO DE VAZAMENTOS
São adicionados corantes nos óleos para facilitar a identificação dos
mesmos.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
Ensaios Físico-químicos
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS 
LUBRIFICANTES
Índice de Acidez
É uma medida da quantidade de substâncias ácidas presentes no
óleo e indica a eficiência do processo de neutralização dos resíduos
ácidos resultantes do tratamento do óleo.
pHmetro Digimed DM23
ASTM D 664
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES
Ensaios Físico-químicos
Cinzas Sulfatadas
É a quantidade de cinzas presentes no óleo pode ser resultante
da presença de compostos metálicos no óleo ou solúveis em água, bem
como de outros materiais tais como poeira e ferrugem.
Resíduo de Carbono Ramsbottom
Indica a tendência do óleo à formação de depósitos de carbono,
quando submetido a altas temperaturas.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
CARACTERÍSTICAS DOS ÓLEOS LUBRIFICANTES
Normas Aplicáveis
COR
ASTM D 1500 - Test Method for ASTM Color of Petroleum Products (ASTM Color Scale).
VISCOSIDADE CINEMÁTICA
NBR 10441 - Produtos de Petróleo – Líquidos transparentes e opacos – Determinação da viscosidade
cinemática e cálculo da viscosidade dinâmica.
ASTM D 445 - Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids (and the
Calculation of Dynamic Viscosity).
INDICE DE VISCOSIDADE
NBR 14358 - Produtos de Petróleo – Cálculo do índice de viscosidade a partir da viscosidade
cinemática.
ASTM D 2270 - Practice for Calculating Viscosity Index from Kinematic Viscosity at 40 and 100 ºC.
PONTO DE FULGOR
NBR 11341 - Produtos de Petróleo - Determinação dos pontos de fulgor e de combustão em vaso
aberto Cleveland.
ASTM D 92 - Test Method for Flash and Fire Points by Cleveland Open Cup.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
Normas Aplicáveis
PONTO DE FLUIDEZ
NBR 11349 - Produtos de Petróleo – Determinação do ponto de fluidez.
ASTM D 97 - Test Method for Pour Point of Petroleum Products.
INDICE DE ACIDEZ TOTAL
NBR 14248 - Produtos de Petróleo – Determinação do índice de neutralização – Método do
indicador.
ASTM D 974 - Test Method for Acid and Base Number by Color-Indicator Titration.
CINZAS
NBR 9842 - Produtos de Petróleo – Determinação do teor de cinzas.
ASTM D 482 - Test Method for Ash from Petroleum Products.
RESÍDUO DE CARBONO RAMSBOTTOM
NBR 14318 - Produtos de Petróleo - Determinação do resíduo de carbono Ramsbottom.
ASTM D 524 - Test Method for Ramsbottom Carbon Residue of Petroleum Products.
CORROSIVIDADE AO COBRE
NBR 14359 - Produtos de Petróleo – Determinação da corrosividade – Método da lâmina de cobre.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
ADITIVOS
Devido ao constante aperfeiçoamento das máquinas, tornou-se
necessário melhorar ou acrescentar qualidades aos óleos minerais
puros, com substâncias genericamente chamadas de aditivos.
Como cada companhia usa aditivos diferentes, não é
aconselhável misturarem-se óleos de marcas ou tipos diferentes
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
ADITIVOS
Entre os diversos tipos de aditivos, temos os seguintes:
 Extrema pressão
 Detergente-dispersante
 Antioxidante
 Anticorrosivo
 Antiferrugem
Antidesgaste
 Abaixador do ponto de fluidez
 Aumentador do índice de viscosidade
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
ADITIVOS
EXTREMA PRESSÃO
Estes aditivos reagem com o metal das superfícies sob pressão
superficial muito elevada, formando um composto químico que reduz o atrito
entre as peças, evitando o rompimento da película lubrificante, quando o óleo
é submetido a cargas elevadas.
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Disciplina: Lubrificação e Manutenção
ADITIVOS
DETERGENTE-DISPERSANTE
Este aditivo tem a função de limpar as partes internas e manter em
suspensão, finamente dispersos fuligens formadas e os produtos de oxidação
do óleo.
MELHORADORES DO ÍNDICE DE VISCOSIDADE
Têm a função de reduzir a tendência dos óleos lubrificantes variarem
a sua viscosidade com a variação da temperatura.
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