Fundamentos de Lubrificação e Lubrificantes Aula 7 PROF. DENILSON J. VIANA

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1 Fundamentos de Lubrificação e Lubrificantes Aula 7 PROF. DENILSON J. VIANA

2 Aditivos para óleos lubrificantes Os aditivos são compostos químicos que adicionados aos óleos básicos reforçam alguma de suas características, lhes sedem novas ou eliminam propriedades indesejadas. Podemos separar os aditivos em dois grupos: Modificadores de características físicas (fluidez, espuma, índice de viscosidade, etc) Modificadores de efeitos químicos (inibidores de oxidação, detergentes, agentes de EP, etc) PROF. DENILSON VIANA 2

3 Anticorrosivos Estes aditivos protegem as superfícies metálicas lubrificadas do ataque químico pela água ou outros contaminantes. PROF. DENILSON VIANA 3

4 Antidesgaste Estes aditivos formam um filme protetor nas superfícies metálicas, evitando o rompimento da película lubrificante, quando o óleo é submetido a cargas elevadas. A formação deste filme ocorre a temperaturas pontuais de até 300 C. PROF. DENILSON VIANA 4

5 Antiespumantes Têm a propriedade de fazer com que esta espuma formada na circulação normal do óleo se desfaça o mais rápido possível. PROF. DENILSON VIANA 5

6 Antioxidantes Têm a propriedade de aumentar a resistência à oxidação do óleo. Retardam a reação com o oxigênio presente no ar, evitando a formação de ácidos e borras e, consequentemente, prolongando a vida útil do óleo. Evitando a oxidação, minimizam o aumento da viscosidade e o espessamento do óleo. PROF. DENILSON VIANA 6

7 Um óleo, simplesmente exposto ao ar, tende a oxidar-se devido à presença de oxigênio. Esta oxidação se processa lenta ou rapidamente, conforme a natureza do óleo. Óleos em serviços estão mais sujeitos à oxidação, devido a vários fatores: contaminação, calor, hidrocarbonetos oxidados. Esquematizando o mecanismo da oxidação, temos: Oxigênio + hidrocarbonetos Calor compostos ácidos PROF. DENILSON VIANA 7

8 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. São utilizados em lubrificação limítrofe pois minimizam o contato direto entre as partes, evitando o rompimento da película lubrificante, quando o óleo é submetido a cargas elevadas. PROF. DENILSON VIANA 8

9 Teve grande desenvolvimento motivado pelo emprego de engrenagens hipoidais que apresentam severas exigências de lubrificação devido a elevadas cargas e velocidades de deslizamento. Estes aditivos são comumente utilizados em lubrificantes de engrenagens automotivas e industriais e também em graxas. Engrenagens Hipoidais PROF. DENILSON VIANA 9

10 Melhoradores do Índice de Viscosidade Têm a função de reduzir a tendência dos óleos lubrificantes variarem a sua viscosidade com a variação da temperatura. Rebaixadores do Ponto de Fluidez Melhoram a fluidez dos óleos quando submetidos a baixas temperaturas, evitando a formação de cristais que restringem o fluxo dos mesmos. PROF. DENILSON VIANA 10

11 Modificadores de Atrito Os aditivos modificadores de atrito reduzem a energia necessária para deslizar partes móveis entre si, formando uma película que se rompe com o movimento, mas que se recompõe automaticamente. Podem ser substâncias orgânicas (teflon), inorgânicas (grafite, bissulfeto de molibdênio) ou organometálicas (a base de molibdênio ou boro). PROF. DENILSON VIANA 11

12 Aditivos para engrenagens Os principais aditivos utilizados em engrenagens são: 1. Para reduzir os efeitos do atrito Antidesgaste e EP Agentes antiespumantes 2. Remoção de calor Antioxidantes Antiespumantes 3. Contenção de contaminantes Antiferrugem Antioxidantes PROF. DENILSON VIANA 12

13 Aditivos para óleo de motor Entre os diversos tipos, destacam-se os detergentes e dispersantes. Detergentes: Têm a propriedade de manter limpas as partes do motor. Também têm basicidade para neutralizar os ácidos formados durante a combustão. Dispersantes: Têm a propriedade de impedir a formação de depósitos de produtos de combustão (fuligem) e oxidação (borra) nas superfícies metálicas de um motor, mantendo estes produtos indesejáveis em suspensão de modo que sejam facilmente retidos nos filtros ou removidos quando da troca do óleo. PROF. DENILSON VIANA 13

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15 Óleos lubrificantes e seus aditivos Produto Aplicação Características Óleo Básico Aditivos Óleo para lubrificação Óleos para engrenagens Óleos hidráulicos Rolamentos, engrenagens, fusos, lubrificação por perda total Redutores e multiplicados Sistemas hidráulicos A Inibidores de oxidação B Melhoradores de IV C Abaixadores de ponto de fluidez D Agentes de adesividade E Antiespumantes F Agentes EP inativos Estabilidade à oxidação Proteção contra desgaste e corrosão, antiespumante Proteção contra ferrugem e corrosão, boa estabilidade à oxidação, refrigerante, alto IV Óleos naftênico ou parafínicos Óleos naftênico ou parafínicos Óleos naftênico ou parafínicos A, C, E G Agentes de lubricidade H Agentes EP ativos I Modificadores de tensão superficial J Inibidores de corrosão K Bactericidas L Compostos especiais A, B, C, D, E, F, G, H, J A, B, C, E, F, G, J PROF. DENILSON VIANA 15

16 Óleos lubrificantes e seus aditivos Produto Aplicação Características Óleo Básico Aditivos Óleos de corte integrais Óleos de corte solúveis Óleo de tempera e revenimento Operação de corte onde o resfriamento é menos importante que a lubricidade Operação de corte em alta velocidade de resfriamento Transferência de calor A Inibidores de oxidação B Melhoradores de IV C Abaixadores de ponto de fluidez D Agentes de adesividade E Antiespumantes F Agentes EP inativos Vida longa para a ferramenta Bom acabamento, alta estabilidade de emulsão, ação bactericida Estabilidade à oxidação, pouca borra, alto ponto de fulgor Óleos naftênico de baixa viscosidade Óleos naftênico de baixa viscosidade Óleos naftênico ou parafínicos G Agentes de lubricidade H Agentes EP ativos I Modificadores de tensão superficial J Inibidores de corrosão K Bactericidas L Compostos especiais A, C, E, F, G, H, J, L E, F, G, H, I, J, K, L A, I, J, L PROF. DENILSON VIANA 16

17 Óleos lubrificantes e seus aditivos Produto Aplicação Características Óleo Básico Aditivos Pelo de transformado res Protetivos contra ferrugem Meio dielétrico e de transferência de calor Proteção de superfícies metálicas Elevada estabilidade à oxidação, baixa viscosidade Não deve ser corrosivo, boa proteção contra corrosão, boa formação de película, aderência, boa resistência mecânica Óleos naftênico A, C, L Óleos naftênico C, D, F, G, I, J, L A Inibidores de oxidação B Melhoradores de IV C Abaixadores de ponto de fluidez D Agentes de adesividade E Antiespumantes F Agentes EP inativos G Agentes de lubricidade H Agentes EP ativos I Modificadores de tensão superficial J Inibidores de corrosão K Bactericidas L Compostos especiais PROF. DENILSON VIANA 17

18 Sistemas Hidráulicos Industriais Consistem no uso de fluidos confinados para transmitir e multiplicar forças e modificar movimentos. PROF. DENILSON VIANA 18

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20 Óleo Hidráulico As características de um óleo para sistemas hidráulicos são: Viscosidade adequada: é a característica mais critica, devendo ser de aprox. 150 SSU à 38 C na maioria das aplicações industriais. Alto índice de viscosidade: deve ter um alto índice de viscosidade devido a faixa de temperatura de trabalho, devendo ser 90 ou maior. Excelente resistência a oxidação: a oxidação baixa a capacidade de lubrificação e aumenta da viscosidade do fluido. PROF. DENILSON VIANA 20

21 Boa propriedade antiferrugem: a umidade é a maior causadora da corrosão a menos que o óleo forneça proteção adequada. Boa demulsibilidade: a contaminação por agua pode ocorrer por vazamentos nos resfriadores ou por condensação atmosférica, devendo ser separada rapidamente. Boa resistência a formação de espuma: a espuma ocorre quando bolhas de ar são envolvidas por um filme de óleo, podendo ser deslocada pela bomba através do sistema. PROF. DENILSON VIANA 21

22 Os principais fluidos hidráulicos empregados são: A) Óleos minerais: são os mais utilizados. B) Fluidos sintéticos: são compostos químicos, tais como ésteres, silicones e aromáticos de elevado peso molecular. C) Fluídos não inflamáveis: são as emulsões de óleo em água e de glicol em água e os fluídos não aquosos. PROF. DENILSON VIANA 22

23 Fluídos de Corte Nas operações de trabalho com metais, a uniformidade do corte e o aumento da vida útil da ferramenta estão intimamente relacionados aos fluidos de corte. Funções dos primarias dos fluidos de corte: A) refrigerar a ferramenta e peça B) lubrificar as partes em contato C) Reduzir os esforços de corte D) reduzir o desgaste da ferramenta PROF. DENILSON VIANA 23

24 Funções dos primarias dos fluidos de corte: A) remover os cavacos pela ação da lavagem B) melhorar o acabamento da superfície usinada C) proteger o peça, a ferramenta e a máquina contra corrosão D) lubrificar guias e corrediças PROF. DENILSON VIANA 24

25 Recomendações práticas Deve-se avaliar a real necessidade da utilização dos fluidos de corte em cada operação. Há casos onde é possível a usinagem sem lubrificante de corte, outros em que embora não necessários proporcionam redução de consumo de ferramenta. Deve-se sempre avaliar a relação custo beneficio. Deve-se procurar padronizar sempre que possível os fluidos de corte das diversas operações com o objetivo de reduzir custos de estoque. É importante manter o fluido com o mínimo de contaminantes possíveis, por meio de limpeza dos tanques e sistemas de filtragem adequados. PROF. DENILSON VIANA 25

26 Óleo para tratamento térmico Os tratamentos térmicos são processos a que se submetem os metais no estado sólido, objetivando melhorar certas características físicas. Consiste basicamente no aquecimento e resfriamento controlados das peças. PROF. DENILSON VIANA 26

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28 Óleos para tratamento térmico A velocidade de resfriamento é o fator mais importante na escolha do óleo, mas o seguintes fatores também devem ser considerados: Ponto de fulgor elevado Baixa viscosidade assegurando resfriamento rápido e baixo consumo Características antioxidantes para maior vida útil do óleo A viscosidade deve varia pouco pois o óleo fica sujeito a evaporação, formação de borra, características que alteraram o grau de resfriamento. Baixo resíduo de carbono para evitar a formação de borra e coque PROF. DENILSON VIANA 28

29 A óleo de tempera, convencional, mineral puro B óleo de velocidade média de tempera C óleo de rápida tempera D óleo menos viscoso, de velocidade mais rápida de tempera e menor retenção na peça PROF. DENILSON VIANA 29

30 Óleo de tempera Geralmente é um óleo de baixa viscosidade e elevado ponto de fulgor. A viscosidade é baixa para reduzir o arraste no processo e resistência na agitação. A viscosidade típica se situa entre 70 e 150 SSU a 38 C e o ponto de fulgor acima de 175 C. PROF. DENILSON VIANA 30

31 Após um tempo de uso o óleo de tempera poderá ter um comportamento irregular devido a reações térmicas (craqueamento ou oxidação) decorrentes do uso normal ou de contaminantes do ambiente. Nestas condições, a velocidade da tempera poderá ser maior ou menor e as peças podem começar a ter durezas irregulares ou trincas, ou podem sair sujas do banho. PROF. DENILSON VIANA 31

32 Oxidação O metal aquecido mergulhado no óleo faz com que alguns dos componentes do óleo se decomponham termicamente (craqueamento) em hidrocarbonetos mais leves e mais voláteis. Um óleo de tempera parafínico após um uso prolongado passa normalmente a temperar mais rápido, tornando-se mais viscoso e possui mais borra e ponto de fluidez mais alto. PROF. DENILSON VIANA 32

33 Contaminação Muitas substancias misturadas ao óleo podem aumentar ou diminuir a velocidade da tempera e resultar em falta de uniformidade na dureza. Geralmente os contaminantes tendem a aumentar a velocidade de resfriamento de óleos convencionais e a diminuírem a dos óleos de alta velocidade. Água, mesmo em quantidades mínimas, pode alterar significantemente a velocidade da tempera e causar trincas em aços propensos a isso, causar manchas e falta de uniformidade. PROF. DENILSON VIANA 33

34 Escamas metálicas (carepa - óxido de ferro das peças) devem ser mantidos dentro de limites razoáveis por meio de filtração. PROF. DENILSON VIANA 34