Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL ESCOLA TÉCNICA SENAI SANTO AMARO CURSO TÉCNICO EM MECÂNICA INDUSTRIAL TCC concluído com aprovação e NOTA 8,5 David Lima da Silva Luiz Eduardo Santos de Amorim IMPORTÂNCIA DA LUBRIFICAÇÃO DE ROLAMENTOS INDUSTRIAIS Recife 2020 David Lima da Silva Luiz Eduardo Santos de Amorim IMPORTÂNCIA DA LUBRIFICAÇÃO DE ROLAMENTOS INDUSTRIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Escola Técnica SENAI Santo Amaro, como requisito parcial para obtenção do título de Técnico em Mecânica Industrial. Orientador: Prof. Alexandre Cabral Recife 2020 David Lima da Silva Luiz Eduardo Santos de Amorim IMPORTÂNCIA DA LUBRIFICAÇÃO DE ROLAMENTOS INDUSTRIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Escola Técnica SENAI Santo Amaro, como requisito parcial para obtenção do título de Técnico em Mecânica Industrial. Orientador: Prof. Alexandre Cabral Aprovado em: ____/______/_______ Orientador: __________________________ Nome completo do orientador Docente em... Escola Técnica SENAI ... Examinador 1: __________________________ Nome completo do examinador 1 Docente em... Escola Técnica SENAI ... AGRADECIMENTOS Agradecemos a Deus, a nossa família, aos nossos professores que se empenharam para nos orientar. RESUMO A lubrificação proporciona grandes melhorias na performance de máquinas e elementos de máquinas industriais, como os rolamentos, principalmente na redução dos custos de manutenção. Este trabalho de conclusão de curso tem como objetivo conhecer a importância do processo de lubrificação para os rolamentos industriais. Para realização do presente trabalho utilizou-se como metodologia uma revisão de literatura. Como resultado, foi possível verificar que a lubrificação é essencial para o bom funcionamento e performance dos rolamentos, por meio dela evita-se o atrito entre os componentes, evitando assim o desgaste e outras ocorrências. Rolamentos são elementos de máquinas que possibilitam o movimento relativo controlado entre duas ou mais partes de uma máquina. A lubrificação desses componentes proporciona diversos benefícios ao funcionamento do maquinário, como o aumento da sua vida útil e da confiabilidade dos equipamentos, a diminuição dos custos na manutenção, o aumento da segurança operacional, e da produtividade. Palavras-chave: Rolamentos Industriais; Lubrificação; Custos. ABSTRACT Lubrication offers major improvements in the performance of machines and elements of industrial machines, such as bearings, mainly in reducing maintenance costs. This course conclusion work aims to understand the importance of the lubrication process for industrial bearings. To carry out the present work, a literature review was used as methodology. As a result, it was possible to verify that lubrication is essential for the proper functioning and performance of the bearings, thereby preventing friction between the components, thus preventing wear and other occurrences. Bearings are machine elements that enable controlled relative movement between two or more parts of a machine. The lubrication of these components offers several benefits to the operation of the machinery, such as increasing its useful life and equipment reliability, decreasing maintenance costs, increasing operational safety and productivity. Keywords: Industrial bearings; Lubrication; Costs. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..........................................................................................................8 1.1 BREVE HISTÓRICO ..............................................................................................8 2 ROLAMENTOS INDUSTRIAIS E SEUS COMPONENTES ....................................10 2.1 TIPOS DE ROLAMENTOS ..................................................................................12 3 LUBRIFICAÇÃO INDUSTRIAL ..............................................................................17 3.1 LUBRIFICANTES INDUSTRIAIS .........................................................................18 3.1.1 Óleos lubrificantes .............................................................................................18 3.1.2 Graxas lubrificantes ..........................................................................................19 3.1.3 Aditivos .............................................................................................................19 4 IMPORTÂNCIA DA LUBRIFICAÇÃO ....................................................................22 5 OBJETIVOS DA LUBRIFICAÇÃO NOS ROLAMENTOS.......................................22 6 MÉTODOS DE LUBRIFICAÇÃO DE ROLAMENTOS INDUSTRIAIS ...................24 6.1 LUBRIFICAÇÃO A GRAXA ..................................................................................24 6.2 LUBRIFICAÇÃO A ÓLEO ....................................................................................25 6.3 REPOSIÇÃO E TROCA DOS LUBRIFICANTES .................................................27 6.3.1 Intervalos de reposição de graxa .......................................................................28 6.3.2 Intervalos de troca de óleo .................................................................................29 7 OCORRÊNCIAS DOS ROLAMENTOS ..................................................................29 8 CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................31 REFERÊNCIAS .........................................................................................................32 8 1 INTRODUÇÃO A globalização dos mercados e o desenvolvimento tecnológico, trouxeram consigo várias consequências ao setor industrial, uma delas é a constante busca por processos que mantenham o bom desempenho das máquinas industriais. A lubrificação é um desses processos. Nas industrias os rolamentos são elementos fundamentais para o bom funcionamento de diversas máquinas, responsáveis por suportar e guiar os seus elementos rotativos, favorecendo o equilíbrio entre as estruturas e transferindo energia e precisão. Este trabalho de conclusão de curso abordou a seguinte problemática, qual a importância da lubrificação em rolamentos industriais? A lubrificação pode ser definida como um processo que consiste na aplicação de uma camada de lubrificante entre duas superfícies solidas que executam algum tipo de movimento e que estejam em contato entre si, separando-as, diminuindo o atrito e o desgaste. O objetivo principal deste Trabalho é conhecer a importância do processo de lubrificação para os rolamentos industriais e suas influências. Pretende-se apresentar os principais conceitos e definições para a técnica de lubrificação, os tipos de lubrificantes utilizados na lubrificação de rolamentos; os tipos de rolamentos e os seus componentes; bem como identificar a importância da técnica de lubrificação para esses componentes. A metodologia utilizada para realização deste trabalho de conclusão de curso, consistiu em uma revisão bibliográfica, realizou-se consulta a livros, e artigos científicos selecionados através de busca na base de dados Google Acadêmico. As palavras-chave utilizadas na busca foram: Rolamentos e Lubrificação. 1.1 BREVE HISTÓRICO Rolamentos são elementos de máquinas fundamentais para o bom funcionamento de máquinas de diversos setores da indústria. O surgimento dos princípios mecânicos de rolamentos data de séculos atrás, quando no Egito antigo construtores de monumentos,templos e grandes obras utilizavam grandes troncos de árvores, verdadeiros rolos de madeiras para 9 movimentação de grandes pedras e materiais, esse método tinha o objetivo aliviar a difícil tarefa que era o transporte, aumentando a velocidade e diminuindo a fricção. Do tronco de madeira surgiram diversos tipos de rodas, baseadas no mesmo princípio, diminuir o atrito e o esforço das tarefas realizadas pelo homem. Em 1930 no lago Nemi na Itália, foram encontrados os restos de uma plataforma giratória de um navio do imperador Calígula. Mostrado que os rolamentos utilizados pelo homem eram rústicos desde a antiguidade, e esta plataforma pode ser considerada um dos primeiros tipos de rolamento axial já construídos. No século XV, Leonardo da Vinci descobriu o princípio de rotação e então desenhou o primeiro projeto de rolamento mais parecido com o que temos hoje (ilustração 1), ele também descobriu que o atrito seria reduzido se as esferas não se tocassem e então projetou separadores para que as esferas se movessem livremente. Ilustração 1 – Projeto do rolamento de Leonardo Da Vinci. Fonte – santovitorolamentos.com Leonardo da Vince não construiu o seu projeto, porém anos após sua morte ele saiu do papel, como mostra a ilustração 2. Ilustração 2 – Projeto criado em computador, baseado no desenho de Da Vince. Fonte – santovitorolamentos.com 10 O mecanismo de Leonardo da Vince foi reinventado no século XVIII, sendo patenteado na Inglaterra, constituído por um eixo de carruagem e um anel de esferas rolando nas ranhuras de seção transversal semicircular realizada no mesmo eixo, como podemos observar na ilustração 3. Ilustração 3 – Rolamento Axial século XVIII. Fonte – tecmundo.com Já no século XIX surgiram um grande número de aplicações e melhorias nos rolamentos, graças ao progresso nos campos da metalurgia e tecnologia. O ponto histórico dos rolamentos foi a Revolução Industrial, o grande volume de negócios possibilitou, o surgimento de diferentes tipos de rolamentos, e os rolamentos possibilitaram o desenvolvimento da indústria. 2 ROLAMENTOS INDUSTRIAIS E SEUS COMPONENTES Rolamentos industriais são elementos de máquinas que permitem o movimento relativo controlado entre duas ou mais partes de uma máquina, os rolamentos reduzem as percas de energia e o desgaste produzido pelo atrito entre os elementos de máquina. Os rolamentos são mecanismos necessários na maioria das máquinas industriais, são esses elementos encarregados pelo movimento entre partes das máquinas, podendo ser esse movimento linear ou rotacional. 11 Conforme Armini e Saulo (1996, p.54), os rolamentos são elementos de máquinas de suma importância nos sistemas mecânicos, estes elementos são responsáveis pela redução do atrito nos sistemas tanto em baixa ou alta rotação. Belmiro e Carreteiro (2006), destacam que os Rolamentos servem para minimizar a fricção entre as peças móveis das máquinas industriais para que elas consigam suportar uma determinada carga. Esses elementos de máquina possuem ainda grande importância na indústria, sendo responsáveis pela movimentação de esteiras, sistemas lineares, estruturas de elevação e qualquer outro equipamento que requeira a movimentação de estruturas sólidas. A maioria dos rolamentos é composta por um anel interno e um externo, elementos rolantes e uma gaiola. Como mostrado na Ilustração 4: Ilustração 4 – Componentes dos rolamentos industriais. Fonte – Belmiro e Carreteiro (2006, p. 22). O rolamento é constituído de dois anéis concêntricos e entre esses anéis são colocados elementos rolantes. Os elementos rolantes, presentes nos rolamentos podem ser rolos ou esferas, essas esferas ou rolos são mantidos equidistantes por meio do separador ou gaiola a fim de distribuir os esforços e manter concêntricos os anéis. O anel externo é fixado em uma peça ou mancal e o anel interno é fixado diretamente a um eixo. Os elementos rolantes transferem a carga de um anel para o outro. Esses anéis suportam a pressão na área de contato e devem ser de aço temperado (padrão 12 100Cr6 com aproximadamente 1% carbono e 1,5% cromo). Já as gaiolas têm como função separar os elementos rolantes para reduzir o calor de atrito gerado, guiar e manter a distribuição uniforme dos elementos rolantes e reter os elementos quando um anel é removido durante uma montagem ou desmontagem (SKF, 2001). É possível encontrar diversos tipos de rolamentos, podendo não possuir gaiolas e até com mais de dois anéis, a representação mais detalhada de partes dos rolamentos industriais podemos ver na Ilustração 5: Ilustração 5 – Designação das Partes dos Rolamentos. Fonte – NSK catalogo geral (2015, p. A7). Os rolamentos ainda podem ser classificados quanto ao tipo de carga que suportam, dessa forma os rolamentos podem ser: -Rolamentos Radiais, que podem suportar cargas radiais e leves cargas axiais. -Rolamentos Axiais, que não podem ser submetidos a cargas radiais. -Rolamentos Mistos, que podem suportar tanto carga axial quanto radial. 2.1 TIPOS DE ROLAMENTOS Atualmente na indústria existem inúmeros modelos e variações de tipos de rolamentos, dentre os quais podemos listar alguns dos mais utilizados nas industrias, são eles: 13 O rolamento fixo de uma carreira de esferas é o tipo de rolamento mais representativo, o mais comum dentre os rolamentos, possui um grande número de utilizações, suporta cargas radiais e leves cargas axiais, possui um pequeno troque de atrito sendo indicado para aplicações que necessitem de pouco ruido e vibração e alta velocidade e rotação, esse tipo de rolamento apresenta uma limitada capacidade de ajuste angular, sendo necessário um alinhamento perfeito entre eixos. Ilustração 6 – Rolamento fixo de uma carreira de esferas. Fonte – nsk.com.br O rolamento de contato angular de uma carreira de esferas é um rolamento permite o apoio de cargas axiais, porém deve ser montado contraposto a outro rolamento porque só suporta carga axial em um sentido, sendo o outro rolamento responsável por receber a carga no sentido contrário. Suas esferas e anéis internos e externos formam ângulos de contato de 15°, 25°, 30° ou 40°, a capacidade de carga axial varia com o ângulo de contato, quanto maior o ângulo maior a capacidade de carga axial. Ilustração 7 – Rolamento de contato angular de uma carreira de esferas. Fonte – nsk.com.br 14 Rolamento autocompensador de esferas é um rolamento que apresenta duas pistas, com duas carreiras de esferas, e a pista do anel externo é esférica, o que possibilita ajustagem angular, podendo esse rolamento compensar eventuais desalinhamentos do eixo e deficiências na instalação. Ilustração 8 – Rolamento autocompensador de esferas. Fonte – NSK catálogo geral (2015, p. B76). Rolamentos de rolos cilíndricos são rolamentos que apresentam grande capacidade de carga, sobretudo apoiando a carga radial, formados por dois anéis simples interno e externo, os rolos cilíndricos ficam em contato linear com a pista, possui baixo atrito entre os corpos rolantes e o rebordo do anel, sendo indicados para altas rotações. seus componentes são separáveis, possuindo fácil montagem e desmontagem. Ilustração 9 – Rolamento de rolo cilíndrico. Fonte – nsk.com.br 15 Rolamento de rolos cônicos são um tipo de rolamento que apresenta grande capacidade de carga, admitem o apoio de carga radial e um único sentido de carga axial, possuem anéis separáveis e as linhas de projeção das pistas juntam-se em um ponto comum no eixo do rolamento, por serem separáveis os anéis interno e externo podem ser instalados independentemente. De acordo com o ângulo de contato são categorizadosem ângulo normal, ângulo intermediário e ângulo grande. Rolamentos de rolos cônicos são abundantemente utilizados para suportar cargas radiais e axiais de forma conjunta. Ilustração 10 – Rolamento de rolos cônicos. Fonte – nsk.com.br Rolamentos de agulhas, são rolamentos que possuem uma secção transversal fina, se comparados aos rolamentos de rolos comuns também possuem capacidade de carga radial comparativamente maior, são indicados para aplicações em que o espaço radial é limitado. Devido a seu perfil muito mais baixo do que o de um rolamento convencional, os rolamentos de agulhas são muito utilizados em caixas de cambio, e motores elétricos de automóveis, poupando espaço e peso, sua altura reduzida não causa nenhum impacto em seu desempenho, conseguem atingir grandes velocidades. 16 Ilustração 11 – Rolamento de agulhas. Fonte – nsk.com.br Rolamentos autocompensadores de rolos, são rolamentos formados por um anel interno que possui uma ou duas pistas, e um anel externo com pista esférica e rolos com a superfície de rolagem esférica. São rolamentos que suportam cargas altíssimas, os rolos possuem um grande diâmetro e comprimento, toleram o apoio da carga radial e carga axial, também permitem o autoalinhamento, como os rolamentos autocompensadores de esferas. Os rolamentos autocompensadores de rolos são submetidos a um tratamento térmico especial e são estabilizados ao calor para uso em temperaturas de até 200 ºC por pelo menos 2500 horas ou por períodos mais curtos em temperaturas mais elevadas (SKF, 2001). Ilustração 12 – Rolamento autocompensador de rolos. Fonte – nsk.com.br 17 Existem dois tipos de rolamento axial de esfera o de escora simples e escora dupla, formados por anéis em configuração de arruelas com um canal de gaiolas com esferas embutidas, nos rolamentos de escora dupla há um anel central e esse anel é o instalado no eixo, ambos suportam elevadas cargas axiais porem não podem sofrer cargas radiais. Ilustração 13 – Rolamento axial de esfera. Fonte – nsk.com.br Rolamento axial autocompensador de rolos é um rolamento que possui uma pista esférica no assento do anel externo, e rolos despostos de forma inclinada, a pista esférica faz com que esse rolamento possua propriedade de alinhamento angular, podendo esse rolamento compensar eventuais desalinhamentos do eixo, o rolamento axial autocompensador de rolos possui altíssima capacidade de carga axial. Ilustração 14 – Rolamento axial autocompensador de rolos. Fonte – rolamentossp.com.br 18 3 LUBRIFICAÇÃO INDUSTRIAL Pode-se definir lubrificação como um processo ou técnica que consiste na introdução de uma substância especifica entre duas ou mais superfícies solidas que executam algum tipo de movimento e que estejam em contato entre si. Lubrificação é simplesmente a aplicação de um filme lubrificante para melhorar a suavidade do movimento de uma superfície em relação a outra, e o material que é utilizado neste modo é chamado de lubrificante (LANSDOWN, 2004, p. 13). Essa substância especifica é definida na literatura como lubrificante, geralmente os lubrificantes utilizados são óleos e graxas, os lubrificantes formam uma camada protetora entres as superfícies sólidas, diminuindo o atrito entre elas e amenizando o desgaste das superfícies. Além de reduzir o atrito entre as partes sólidas, a lubrificação proporciona vantagens ao sistema como um todo, como a menor dissipação de energia na forma de calor, redução da temperatura, diminuição dos casos de corrosão, vibrações, ruído e desgaste (KARDEC, 2009). Essencialmente a principal função da lubrificação é reduzir o atrito de tal maneira que não haja contato entre as superfícies sólidas, de modo que ocorra apenas o atrito entre o lubrificante e a superfície sólida. 3.1 LUBRIFICANTES INDUSTRIAIS O lubrificante pode ser definido como uma substância que, quando aplicada entre duas superfícies móveis é capaz de formar uma película protetora, que tem a função de reduzir o atrito e o desgaste entre as superfícies em contato. Compreende-se por lubrificante o material utilizado entre duas superfícies sólidas com o intuito de evitar o atrito entre elas, por meio de uma película lubrificante (LANSDOWN, 2004). A função mais importante dos lubrificantes industriais (óleos e graxas) é a redução de fricção e desgaste e em alguns casos, o movimento relativo de duas superfícies rotativas só é possível se um lubrificante estiver presente (MANG; DRESEL, 2007). 19 3.1.1 Óleos lubrificantes Óleos lubrificantes podem ser de origem animal ou vegetal, derivados de petróleo ou produzidos em laboratório, também podem ser constituídos pela mistura de dois ou mais tipos. Os lubrificantes líquidos são utilizados para proporcionar uma película lubrificante entre duas superfícies com o intuito de evitar a ocorrência de atrito entre elas, de forma a reduzir o desgaste e aumentar a vida útil dos materiais (BELMIRO, 2006). De acordo com Belmiro e Carreteiro (2006), os lubrificantes líquidos são submetidos a uma série de ensaios físicos, esses ensaios servem como parâmetros de avaliação da qualidade desses óleos. Os parâmetros e requisitos de qualidade levados em consideração nesses ensaios físicos são mencionados na Tabela 1: Tabela 1 – Requisitos de Qualidade de Óleos Lubrificantes Fonte – Belmiro (2006, p.31). 3.1.2 Graxas lubrificantes A graxa é definida como uma combinação semissólida de produtos de petróleo e um sabão ou mistura de sabões, adequada para certos tipos de lubrificação e são empregadas nos pontos em que os óleos não seriam eficazes, em virtude de sua 20 tendência natural em escorrer, são usadas também, quando é conveniente formar um selo protetor, evitando a entrada de contaminantes. (PIRRO; WESSOL, 2001). As graxas devem ser usadas em aplicações onde ocorrem vazamentos de um óleo, elas também podem fornecer a ação de um selante natural (MOBLEY, 2007). Graxas lubrificantes podem ser classificadas segundo o tipo de agente espessante que faz parte da sua composição, na Tabela 2 podemos ver alguns dos principais tipos de graxas, bem como suas vantagens, desvantagens, composição e onde são utilizadas: Tabela 2 – Principais tipos de graxas lubrificantes. Fonte – lorencini.com.br 3.1.3 Aditivos Os aditivos são substancias que, anexadas ao lubrificante, alteram suas propriedades especificas (STACHOWIAK; BATCHELOR, 2005, p. 81). Segundo a Total Brasil (2018), os aditivos para lubrificantes são substâncias químicas adicionadas a óleos básicos que intensificam suas características, 21 minimizando propriedades indesejáveis e evitando possíveis danos ao motor. Mesmo quando usados em pequenas quantidades, esses aditivos transformam as propriedades dos lubrificantes. Os aditivos podem ser classificados de acordo com sua função, como pode-se ver na Tabela 3: Tabela 3 – Tipos de aditivos e suas funções. Fonte – totalbrasil.com Um bom desempenho de um lubrificante está diretamente ligado à sua composição química e ao processo de refinamento que óleo cru foi submetido, além da adição de aditivos. Esta junção de aditivos dá uma melhor característica aos lubrificantes, permitindo controlar a sua eficácia e qualidade, além de possibilitar o direcionamento do seu uso (CARRETEIRO; BELMIRO, 2006, p.35). 22 4 IMPORTÂNCIA DA LUBRIFICAÇÃO A lubrificação proporciona grandes melhorias na performance de máquinas e elementos de máquinas industriais, como os rolamentos, principalmente na redução dos custos de manutenção. A lubrificação tem um peso significativo na disponibilidade da máquina e nas suas atividades, chegando a 50%dos motivos de quebra dentro do setor da manutenção com isso entendemos que a lubrificação é parte fundamental de todo o conjunto de um equipamento (BANNISTER,1996). Nesse contexto, a utilização de técnicas de lubrificação adequadas acarreta inúmeros benefícios para a empresa, e somado ao uso do produto certo pode ter um resultado bastante positivo (PIRRO; WESSOL, 2001). Conforme Belmiro e carreteiro (2006), a lubrificação representa uma parte fundamental de todo o conjunto do maquinário, devendo ser realizada com frequência e por profissionais habilitados e credenciados para a atividade, de forma que a qualidade seja assegurada. Assim, equipamentos como rolamentos apresentarão melhor desempenho, maior eficiência e menores custos devido à problemas com lubrificação. Somente a prática da lubrificação correta, efetuada de forma contínua e permanente, garante uma vida útil plena para os componentes de máquinas, e embora não percebida por muitos, a lubrificação correta concorre, também, para a redução no consumo de energia e na preservação dos recursos naturais (MANG; DRESEL, 2007). 5 OBJETIVOS DA LUBRIFICAÇÃO NOS ROLAMENTOS Para Hori (2006), a lubrificação nos rolamentos industriais proporciona diversos benefícios ao equipamento, como o aumento da sua vida útil e da confiabilidade dos equipamentos, a maximização da disponibilidade e da eficiência operacional, a diminuição dos custos na manutenção, o controle das atividades de lubrificação, o aumento da segurança operacional, dentre diversos outros. Além de lubrificar superfícies metálicas impedindo o atrito entre elas, os lubrificantes também têm como função o controle da temperatura e da corrosão; atuar como isolante elétrico; transmitir a potência hidráulica; amortecer os choques; e formar a vedação (graxa) (LIANG; TOTTEN, 2004). 23 Segundo Mobley (2007) e Bannister (1996), os óleos lubrificantes possuem muitas outras funções do que só reduzir atrito e desgaste: • Auxilia na refrigeração; • Auxilia na vedação; • Evita a entrada de impurezas; • Faz a limpeza das peças; • Protege contra corrosão; • Além de tudo aumenta a vida útil do equipamento. Conforme NSK..., (2016), os principais objetivos da lubrificação são a redução do atrito e do desgaste interno que pode causar falha prematura nos rolamentos, e a correta lubrificação fornece os seguintes benefícios: • Redução do atrito e desgaste: O contato metálico entre os anéis, corpos rolantes e gaiola, os quais são os componentes básicos, são protegidos por uma película de óleo que reduz o atrito e o desgaste nas áreas de contato (NSK..., 2016, p. 6). • Prolongamento da vida de fadiga: A vida de fadiga dos rolamentos depende da viscosidade e espessura do filme entre as superfícies de contato. Uma grande espessura do filme prolonga a vida à fadiga, mas é reduzida se a viscosidade do óleo for muito baixa de forma que a espessura do filme seja insuficiente (NSK..., 2016, p. 6). • Dissipação de calor do atrito e resfriamento: O método de lubrificação, como o de circulação de óleo evita a deterioração do óleo lubrificante e previne o aquecimento do rolamento, resfriando e dissipando através do óleo, o calor originado no atrito ou o calor de origem externa (NSK..., 2016, p. 6). • Vedação e proteção a oxidação: A lubrificação adequada pode também prevenir a entrada de materiais estranhos e proteger contra a oxidação e corrosão (NSK..., 2016, p.6). 24 6 MÉTODOS DE LUBRIFICAÇÃO DE ROLAMENTOS INDUSTRIAIS Segundo NSK... (2016), é possível dividir os métodos de lubrificação de rolamentos em duas categorias: Lubrificação a graxa e lubrificação a óleo. E o método de lubrificação a ser adotado fica a critério das condições de aplicação e do propósito da aplicação, de modo a garantir o melhor desempenho do rolamento em questão. A Tabela 4 mostra uma comparação entre graxa e óleo. Tabela 4 – Comparação entre graxa e óleo. Fonte – NSK Diagnóstico Rápido de Ocorrências em Rolamentos (2016, p.6). Os rolamentos axiais autocompensadores de rolos são normalmente lubrificados com óleo. Todos os demais tipos de rolamentos podem ser lubrificados com óleo ou com graxa. (BELMIRO; CARRETEIRO, 2006). 6.1 LUBRIFICAÇÃO A GRAXA Conforme NSK... (2016), para lubrificação a graxa é necessário selecionar uma graxa compatível com o desempenho das condições de aplicação do rolamento. Pois existem diferenças no desempenho das graxas de diferentes fabricantes. A Tabela 5 mostra exemplos de aplicações e consistência da graxa. 25 Tabela 5 – Exemplos de aplicações e consistência da graxa. Fonte – NSK Diagnóstico Rápido de Ocorrências em Rolamentos (2016, p.7). Belmiro e Carreteiro (2006), fazem observações acerca do uso de graxas, segundo eles as graxas de cálcio só podem ser utilizadas para rolamentos que funcionam sob temperaturas moderadas, no máximo 60ºC, e baixas rotações. As graxas de sódio são adequadas para aplicações livres de umidade. Uma vantagem que a graxa apresenta em relação ao óleo é que ela contribui para boa vedação da caixa, e com qualquer que seja a graxa, as caixas devem ser preenchidas no máximo até a metade de sua capacidade. 6.2 LUBRIFICAÇÃO A ÓLEO São vários os métodos de lubrificação a óleo, podemos citar como exemplos: Banho de óleo, gotejamento, salpico, circulação, jato de óleo, névoa e óleo e ar. A lubrificação a óleo é mais compatível com altas velocidades e temperaturas elevadas do que a lubrificação a graxa. A lubrificação a óleo é especialmente efetiva em casos em que é necessário a dissipação de calor para o exterior. (NSK..., 2016, p.7). É importante estar atento na escola do óleo lubrificante, este deve atender as necessidades da aplicação, e ter viscosidade compatível com a temperatura de operação do rolamento. Geralmente um óleo com baixa viscosidade é utilizado para aplicações em alta velocidade enquanto um óleo com alta viscosidade é usado para aplicações com alta carga (NSK..., 2016, p.7). Segundo NSK... (2016), em condições normais de aplicação, as viscosidades compatíveis com as temperaturas de aplicações são tabeladas, como podemos observar na Tabela 6. Obs.: 1 mm² /s = 1 centi-Stokes. 26 Tabela 6 – Viscosidade requerida por tipo de rolamento. Fonte – NSK Diagnóstico Rápido de Ocorrências em Rolamentos (2016, p.7). A Ilustração 15 mostra a relação entre a temperatura e a viscosidade para lubrificação a óleo. Ilustração 15 – Relação entre viscosidade e temperatura. Fonte – NSK Diagnóstico Rápido de Ocorrências em Rolamentos (2016, p.7). Podemos observar ainda na Tabela 7 exemplos de como selecionar o óleo lubrificante para diferentes condições de aplicação. 27 Tabela 7 – Seleção do óleo lubrificante para diferentes condições de aplicação. Fonte – NSK Diagnóstico Rápido de Ocorrências em Rolamentos (2016, p.7). O nível de óleo dentro da caixa de rolamentos deve ser mantido baixo, não excedendo o centro do corpo rolante situado mais baixo. (BELMIRO; CARRETEIRO, 2006). 6.3 REPOSIÇÃO E TROCA DOS LUBRIFICANTES Contaminação e temperaturas elevadas são as principais razões, que levam a necessidade de reposição de lubrificantes. Por isso é importante saber sobre os pontos de fulgor e gota, dos óleos e graxas lubrificantes que estão sendo utilizados. Segundo a Biolub (2015), O ponto de fulgor representa a temperatura que o óleo deve atingir para que uma chama, passada sobre a sua superfície, incendeie os vapores formados; a labareda formada extingue-se imediatamente, uma vez que a temperatura do óleo ainda é insuficiente para produzir vapores em quantidades suficientes para sustentar a combustão. Outro detalheverificado é que, ao retirar-se a fonte de calor, acaba a inflamação (queima) da mistura. Ponto de gota ou ponto de gotejamento é uma propriedade qualitativa que apresenta a temperatura na qual uma graxa lubrificante, ou qualquer substância de alta viscosidade, passa do estado sólido ou semi-sólido (altamente viscoso) ao liquido, sob condições determinadas de pressão e movimento, por exemplo. (WIKIPÉDIA) https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura https://pt.wikipedia.org/wiki/Graxa https://pt.wikipedia.org/wiki/Lubrificante https://pt.wikipedia.org/wiki/Viscosidade https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o 28 6.3.1 Intervalos de reposição de graxa De acordo com NSK... (2016), a graxa sofre desgaste e deterioração com o tempo, e isso ocasiona a degradação da sua ação lubrificante, sendo dessa forma necessário à sua reposição. É importante que a reposição da graxa ocorra nos intervalos de tempo corretos. Os intervalos de reposição da graxa dependem de fatores como tipo do rolamento, dimensões e velocidade de rotação (NSK..., 2016, p.8). Na Ilustração 16 podemos observar alguns intervalos aproximados para reposição de graxa em função do tempo de operação e velocidade de rotação. Ilustração 16 – intervalo aproximados para reposição de graxa em função do tempo de operação e velocidade de rotação. Fonte – NSK Diagnóstico Rápido de Ocorrências em Rolamentos (2016, p.8). Como regra geral, o intervalo de reposição da graxa deve ser reduzido à metade para cada 15°C acima de 70°C (NSK..., 2016, p.8). Segundo Belmiro e Carreteiro (2006), a graxa de conjuntos de rolamentos e mancais de rolamentos podem ser completamente ou parcialmente substituídas, e só há necessidade de efetuar essa operação semestral ou anualmente. Um dispositivo muito útil é a válvula de graxa, que permite a saída automática do excesso de graxa. O excesso de graxa na caixa é altamente prejudicial. Regra geral, a caixa deve ser preenchida apenas até um terço ou a metade de seu espaço livre com uma graxa de boa qualidade, possivelmente à base de lítio. (BELMIRO; CARRETEIRO, 2006, p.181). Ainda segundo Belmiro e Carreteiro (2006), em casos normais a quantidade de graxa para relubrificação pode ser calculada pela fórmula abaixo: 29 Q = 0,005 x D x B Em que: Q = Quantidade de graxa, em gramas; D = Diâmetro externo do rolamento, em milímetros; B = Largura do rolamento, em milímetros. 6.3.2 Intervalos de troca de óleo Segundo Belmiro e Carreteiro (2006), os intervalos para trocas de óleo de rolamentos, vão depender de fatores como a temperatura de funcionamento do rolamento, e se o óleo está exposto a possibilidade de contaminação pelo ambiente, não havendo a possibilidade de poluição, e a temperatura de funcionamento do rolamento sendo abaixo de 50ºC, o óleo pode ser trocado uma vez por ano, para temperaturas próximo dos 100ºC, o intervalo de troca cai para 60 ou 90 dias. Os intervalos de troca de óleo dependem das condições de operação e da quantidade de óleo. De modo geral, para temperaturas de operação abaixo de 50°C e em ambientes limpos, o intervalo de troca é de um ano. Se a temperatura do óleo for acima de 100°C, o óleo deve ser trocado no mínimo a cada 3 meses (NSK..., 2016, p.8). 7 OCORRÊNCIAS DOS ROLAMENTOS Grande parte das ocorrências em rolamentos podem ser ocasionadas por uma lubrificação deficiente ou inadequada. Alterações de cor, descasmento, superaquecimento, são algumas das ocorrências, que podem ser vistas nas Ilustrações abaixo: 30 Ilustração 17 – Sintomas de alterações de cor em rolamentos. Fonte – NSK Diagnóstico Rápido de Ocorrências em Rolamentos (2016, p.33). Ilustração 18 – Sintomas de descascamento em rolamentos. Fonte – NSK Diagnóstico Rápido de Ocorrências em Rolamentos (2016, p.13). 31 Ilustração 19 – Sintomas de superaquecimento em rolamentos. Fonte – NSK Diagnóstico Rápido de Ocorrências em Rolamentos (2016, p.29). 8 CONSIDERAÇÕES FINAIS O presente trabalho abordou um pouco da história dos rolamentos, os tipos de rolamentos e a importância da lubrificação dos rolamentos. Como resultado foi possível observar que a lubrificação dos rolamentos proporciona diversos benefícios ao equipamento, assim como o aumento da sua vida útil, aumento da eficiência operacional, e a diminuição dos custos na manutenção. Por fim, sendo a lubrificação importantíssima e uma necessidade constante para as indústrias, é necessário que ela seja realizada de maneira técnica, por profissionais capacitados, visando a garantir a máxima eficiência operacional dos rolamentos. 32 REFERÊNCIAS ALMEIDA, PAULO SAMUEL DE. Lubrificação industrial: tipos e métodos de lubrificação, 1ª Edição – São Paulo: Érica, 2017. BANNISTER, Kenneth. Lubrication for Industry, 1 st Edition, New York, Published by Hardcover Industrial Press Incorporation, USA, 1996. BELMIRO, Pedro N.A. CARRETEIRO, Ronald P. Lubrificantes & Lubrificação Industrial, 1a Edição, Editora Interciência, 532 páginas,2006. BIOLUB, Ensaios em lubrificantes: tudo o que você precisa saber sobre Ponto de Fulgor e Ponto de Combustão. 2015. Disponível em: <https://biolub.com.br/blog/ensaios-em-lubrificantes-tudo-o-que-voce-precisa-saber- sobre-ponto-de-fulgor-e-ponto-de-combustao/>. Acesso em Dezembro, 2020. EDS, Rolamento Axial Autocompensador de Rolos. Disponível em: <https://www.rolamentossp.com.br/rolamentos-axiais/rolamento-axial- fag/rolamento-axial-autocompensador-de-rolos-valor-sao-lourenco-da-serra>. Acesso em Dezembro, 2020. FORMULA, O Rolamento Sua História Da Antiguidade Aos Tempos Atuais. Disponível em: <http://www.formularolamentos.com.br/curiosidades/historiadorolamento.pdf >. Acesso em Novembro, 2020. HORI, Y. “Hydrodynamic Lubrication”, Springer Science & Business Media, 2006. KARDEC, Alan; NASCIF, Júlio. Manutenção: Função Estratégica. 2ª Edição, Rio de Janeiro, Editora Qualitymark Ltda, 2009. LANSDOWN, A.R. Lubrication and Lubricant Selection: A Practical Guide, 3r edition, published by Professional Engineering Limited, London, United Kingdom, 2004. LIANG, H., TOTTEN, G.E., “Mechanical Tribology: Materials, Characterization, and Applications”, Marcel Dekker, 2004 Lubrax, Informações téncnicas da graxa Lubrax Autolith. 2012. LORENCINI, Conheça Os Principais Tipos De Graxas Lubrificantes, Suas Vantagens e Desvantagens. Disponível em: <https://www.lorencini.com.br/blog/conheca-os-principais-tipos-de-graxas- lubrificantes-suas-vantagens-e-desvantagens/>. Acesso em Dezembro, 2020. MANG, Theo; DRESEL, W. Lubricants and Lubrication, 2nd Edition, Published by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, Weinheim, Germany, 2007. 33 MOBLEY, Keith. Maintenance Fundamentals, 2 nd Edition, Published by Elsevier Butterworth-Heinemann, 2007. NSK, Rolamentos Autocompensadores de Rolos. Disponível em: <http://www.nsk.com.br/rolamentos-autocompensadores-de-rolos-esfericos-serie- hps-2349.htm>. Acesso em Dezembro, 2020. NSK, Rolamentos de Esferas. Disponível em: <http://nsk.com.br/rolamentos-de- esferas-331.htm>. Acesso em Dezembro, 2020. NSK, Rolamentos de Rolos Cilíndricos. Disponível em: <http://www.nsk.com.br/rolamentos-de-rolos-cilindricos-355.htm>. Acesso em Dezembro, 2020. NSK, Rolamentos de Rolos de Agulha. Disponível em: <http://nsk.com.br/rolamento-de-rolos-de-agulha-componentes-eletricos- automotivos-2318.htm>. Acesso em Dezembro, 2020. NSK, Catálogo Geral Rolamentos. 2015. Disponível em: <http://www.nsk.com.br/upload/file/Cat%C3%A1logo%20Geral%20NSK(1).pdf >. Acesso em Novembro, 2020. NSK, Diagnóstico Rápido de Ocorrência em Rolamentos. 2016. Disponível em: <http://nsk.com.br/upload/file/B08.pdf>.Acesso em Outubro, 2020. PAULI, Evandro Armini; ULIANA, Fernando Saulo. Lubrificação mecânica. Vitória. Senai, 1997. 98 p. PIRRO, D.M; WESSOL, A.A. Lubrication Fundamental, 2nd Edition, New York, U.S.A, Published by Marcel Dekker Incorporation, 2001. SANTOVITO, Quem Inventou o Rolamento. Disponível em: <https://santovitorolamentos.com.br/queminventou/>. Acesso em Novembro, 2020. SENAI - SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIA / CST - COMPANHIA SIDERÚRGICA DE TUBARÃO. Noções Básicas de Elementos de Máquinas – Mecânica. Vitória, CST,1996. Disponível em: <http://www.abraman.org.br/arquivos/72/72.pdf>. Acesso em Outubro, 2020. SENAI. Departamento Regional de Pernambuco. Manual para elaboração de trabalho de conclusão de cursos técnicos. Recife, 2017. SKF. Catálogo Geral: Catálogo 4000 PB. Leograf Gráfica e Editora Ltda, 2001. 976 p. STACHOWIAK, Gwidon W.; BATCHELOR, Andrew W. Engineering Tribology, 3rd Edition, Published by Elsevier Butterworth-Heinemann, United Kingdom, 2005. 34 TECMUNDO, Rolamento Leonardo da Vinci. Disponível em: <https://www.tecmundo.com.br/>. Acesso em Novembro, 2020. TOTAL, O Que São Aditivos? Quais Os Tipos? Qual Sua Funcionalidade No Motor?. 2018. Disponível em: <https://www.totalbrasil.com/o-que-sao-aditivos-quais- os-tipos-qual-sua-funcionalidade-no-motor>. Acesso em Dezembro, 2020. WIKIPÉDIA, Ponto de Gota. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Ponto_de_gota>. Acesso em Dezembro, 2020.
Compartilhar