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Fundamento de Lubrificação e Lubrificantes – Aula 8PROF. DENILSON J. VIANA

GraxasÉ 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.

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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.


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.


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.



◦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.


◦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.


◦ 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.


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.


Penetrômetro


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).


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.


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.


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”.


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.


Por exemplo, em KP2K, o último K indica +120°C.

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.


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.


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).


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.


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


Seleção de viscosidade do óleo lubrificante

Fonte:http://www.skf.com/br/products/bearings-units-housings/ball-bearings/principles/lubrication/index.html

http://www.skf.com/br/products/bearings-units-housings/ball-bearings/principles/lubrication/index.html


A lubrificação de mancais de rolamento por graxaapesenta 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.


Rotações limites para utilização de graxas


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


Lubrificação de mancais de escorregamento por óleo

As letras R e O significam com aditivos contra oxidação e contra ferrugem.


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)


Escolha dos Lubrificantes e suas Propriedades

Tipos de Engrenagens


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


Aditivos em lubrificantes para engrenagens


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.”

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