Fundamento de Lubrificação e Lubrificantes Aula 8 PROF. DENILSON J. VIANA
Graxas É um material sólido a semissólido, constituindo de um agente espessante (sabão metálico) disperso num lubrificante líquido (óleo). O lubrificante líquido, que em geral compõe 70 a 95% em peso da graxa acabada, proporciona a lubrificação propriamente dita, enquanto o espessante oferece uma consistência semelhante ao gel para manter o lubrificante líquido no lugar. PROF. DENILSON VIANA 2
Aplicação das graxas Onde o óleo não pode ser contido ou vaza com facilidade; Onde existem dificuldades e condições inseguras para realizar a relubrificação; Onde o lubrificante deve ter também a função de vedar; Onde se quer reduzir a frequência de lubrificação; Onde existem equipamentos com lubrificação intermitente; Onde é importante a redução de ruídos; Onde existem condições extremas de altas temperaturas, altas pressões, cargas de choque e baixas velocidades com cargas elevadas. PROF. DENILSON VIANA 3
Tipos de Graxas As graxas são diferenciadas quanto à natureza do espessante. Existe uma grande variedade de espessantes, dentre os quais, destacam-se sabões metálicos, argilas tratadas, polímeros de ureia e outros, sendo que cerca de 90% dos casos os espessantes empregados são sabões metálicos. PROF. DENILSON VIANA 4
Classificação quanto à natureza do sabão metálico Graxas à base de sabão de Cálcio bastante aderentes, são indicadas para uso em peças que trabalham em contato com água. Não são indicadas para utilização em temperaturas superiores a 80 C. Graxas à base de sabão de Sódio recomendadas para mancais planos e rolamentos que trabalham a altas velocidades e temperaturas elevadas (até 120 C) e, ocasionalmente, em engrenagens. É desaconselhável o seu uso em presença de umidade, pois o sabão é solúvel em água. PROF. DENILSON VIANA 5
Classificação quanto à natureza do sabão metálico Graxas à base de sabão de Alumínio são indicadas para uso onde o principal requisito seja a característica de aderência da graxa, proporcionando boa proteção contra a ferrugem e resistência à lavagem por água. Não resiste a temperaturas elevadas. Graxas à base de sabão de Lítio são bastante aderentes e relativamente insolúveis em água, substituindo, em aplicações convencionais, muito bem as graxas de Cálcio e Sódio, sendo, portanto, de aplicações múltiplas. Possuem grande estabilidade mecânica e alto ponto de gota, sendo de fácil aplicação por meio de pistolas e sistemas centralizados de lubrificação. PROF. DENILSON VIANA 6
Classificação quanto à natureza do sabão metálico PROF. DENILSON VIANA 7
Graxas à base de sabão Complexo sabão complexo é aquele, em que a fibra do sabão é formada pela co-cristalização de um sabão normal (Cálcio, Sódio, Alumínio ou Lítio) e um agente complexo, como: ácido acético, lático, etc. Esse tipo de graxa apresenta como característica principal um elevado ponto de gota. PROF. DENILSON VIANA 8
Graxas espessadas sem sabão são as que utilizam espessantes químicos inorgânicos ou orgânicos dispersos no óleo. Esses tipos de espessantes não são feitos com álcali metálico como os usados nas graxas espessadas com sabão. Exemplos: poliureia e argila orgânica. São utilizadas visando o aproveitamento de suas características especiais como descrito adiante. PROF. DENILSON VIANA 9
Propriedades das Graxas Consistência É a resistência oferecida por uma graxa à sua penetração. É determinada pelo método que consiste em medir a penetração (em décimos de milímetros) exercida por um cone sobre uma amostra de graxa, sob ação de carga padronizada durante 5 segundos e à temperatura de 25 C. O aparelho utilizado nesta medição é chamado penetrômetro. PROF. DENILSON VIANA 10
Penetrômetro PROF. DENILSON VIANA 11
Com base nos resultados obtidos no penetrômetro, o National Lubricating Grease Institute (NLGI) criou um sistema de classificação para as graxas definidos de consistência trabalhada em 60 ciclos que variam de 000 (muito macia) a 6 (muito dura). PROF. DENILSON VIANA 12
Ponto de gota Indica a temperatura em que a graxa passa do estado sólido ou semi-sólido para o líquido. Na prática, esta medida serve como orientação para a mais alta temperatura a que certa graxa pode ser submetida durante o trabalho. Deve-se considerar como limite operacional uma temperatura 20% inferior ao seu ponto de gota. PROF. DENILSON VIANA 13
Bombeabilidade É a capacidade de fluir de uma graxa pela ação de bombeamento. Os fatores que afetam o bombeamento são: a consistência da graxa a viscosidade do óleo o tipo de espessante. A bombeabilidade afeta o método de aplicação da graxa (adequação ao sistema centralizado, por exemplo) e a movimentação interna da graxa dentro do elemento mecânico, influindo diretamente na capacidade de lubrificação da mesma. PROF. DENILSON VIANA 14
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Especificações DIN 51 502 para graxas O primeiro ou o segundo caractere indica o tipo de graxa, conforme abaixo: Se a graxa tiver aditivos especiais adicionais, estes serão indicados por um caractere extra. As graxas receberão uma das letras abaixo: Por exemplo, uma graxa KP2K-10 é uma graxa do tipo K com aditivos do tipo P. PROF. DENILSON VIANA 16
Para graxas de base sintética, serão adicionados os caracteres abaixo: Por exemplo, uma graxa K SI 3 R é do tipo K, com óleo sintético do tipo SI. O número NLGI indica a consistência. Por exemplo, KP2K é uma graxa do tipo NLGI 2. PROF. DENILSON VIANA 17
A letra após o número de consistência da graxa indica uma combinação de temperatura máxima de trabalho contínuo e o comportamento na presença de água. Onde mais de uma letra de código é mostrada para a temperatura, a primeira letra denota uma exigência realçada da resistência à lavagem por água. Por exemplo, em KP2K, o último K indica +120 C. PROF. DENILSON VIANA 18
Mancais e sua lubrificação Os mancais são suportes ou guias de partes moveis. São uns dos elementos mais comuns em todas as máquinas, e sua importância é fundamental para o bom funcionamento mecânico. PROF. DENILSON VIANA 19
Classificação dos mancais Mancais de Deslizamento ou Escorregamento São aqueles em que uma superfície desliza sobre a outra. Mancais de Rolamento São aqueles em que a principal forma de movimento é rolante. Composto por dois anéis concêntricos entre os quais existem os elementos rolantes (esferas ou rolos). PROF. DENILSON VIANA 20
Lubrificação de Mancais de Rolamento Podem ser lubrificados por óleo ou graxa Os progressos conseguidos nos processos de fabricação e a qualidade das graxas, permite que essa atualmente sejam preferidas, principalmente quando os rolamentos são de difícil acesso. Deve-se reservar a lubrificação por óleo para casos especiais onde a lubrificação com graxa não for adequada. PROF. DENILSON VIANA 21
A lubrificação de mancais de rolamento por óleo pode ser: Por imersão (banho de óleo) Deve-se ter atenção especial no nível e contaminação do óleo Por circulação Necessário avaliar se óleo também deve retirar o calor Por névoa Utilizado em velocidades muito altas Lubrificação finamente distribuída O fluxo de ar auxilia na refrigeração e impede contaminação PROF. DENILSON VIANA 22
Seleção de viscosidade do óleo lubrificante Fonte: http://www.skf.com/br/products/bearings-units-housings/ball-bearings/principles/lubrication/index.html PROF. DENILSON VIANA 23
A lubrificação de mancais de rolamento por graxa apesenta as seguintes vantagens: fácil manuseio e aplicação; não necessita controle de nível; menor risco de vazamento, logo, vedação simplificadas; efeito vedante; facilidade de estocagem e transporte. Apresenta, também, desvantagens: para relubrificar é necessário abrir o suporte do rolamento para retirar a graxa usada, a menos que sejam usados mancais com válvula de graxa; o limite de rotação é inferior aos óleos. PROF. DENILSON VIANA 24
Rotações limites para utilização de graxas PROF. DENILSON VIANA 25
Mancais de Escorregamento Também podem ser lubrificados por óleos ou por graxas, e os fatores que influem na seleção do lubrificante são: Diâmetro do mancal Velocidade do eixo A carga no mancal A temperatura de funcionamento PROF. DENILSON VIANA 26
Lubrificação de mancais de escorregamento por óleo As letras R e O significam com aditivos contra oxidação e contra ferrugem. PROF. DENILSON VIANA 27
Lubrificação de Engrenagens Sistemas de lubrificação Engrenagens abertas: por banho com salpico forçada, com jato por nevoa Engrenagens fechadas: por banho sem salpico intermitente (brocha ou espátula) por gota (pouco usada) PROF. DENILSON VIANA 28
Escolha dos Lubrificantes e suas Propriedades Tipos de Engrenagens PROF. DENILSON VIANA 29
As principais propriedades exigidas para esses lubrificantes são: viscosidade adequada em função da temperatura propriedades de extrema pressão EP estabilidade à oxidação não corrosivo boa capacidade de separação de água propriedade antiespumante PROF. DENILSON VIANA 30
Aditivos em lubrificantes para engrenagens PROF. DENILSON VIANA 31
Troca de óleos lubrificantes para engrenagens AGMA recomenda o seguinte: O óleo em uma máquina nova deve ser trocado após duas semanas, lavando-se o reservatório com óleo leve para lavagem. Após, recomenda-se trocá-lo cada 2500 horas de funcionamento ou a cada seis meses (o que ocorre antes) nas máquinas que funcionam em condições favoráveis. Em condições severas, como rápidas elevações e abaixamentos da temperatura na caixa de engrenagens com consequente condensações nas paredes interiores e formação de lodos, ou operação em atmosferas úmidas ou com poeira, ou, ainda, em presença de vapores químicos, pode ser necessária a troca em intervalos de um a três meses. PROF. DENILSON VIANA 32