lubrificantes.ppt

LUBRIFICANTES

Acadêmicos: Adauto Marques

Alexandre Kersten

Vanderlei Vargas

Willian Mariani

Prof: Anderson Dalmolin Horizontina, julho 2011.

TRIBOLOGIA

Lida com atrito, desgaste e lubrificação;

Ciência ou tecnologia das superfícies que se interagem em movimento relativo;

Abrange a química, a física, a mecânica, termodinâmica, ciência dos materiais e projeto de máquinas;

Estima-se que 1/3 dos recursos energéticos mundiais que se consome se destina a perdas por atrito;

6% do PIB (custos);

ATRITO• Sempre que uma superfície se mover em relação a

outra superfície, haverá uma força contrária a este movimento;

• Atrito ou resistência ao movimento;

TIPOS DE ATRITOAtrito Sólido, Seco ou de Coulomb: Quando há contato de duas superfícies sólidas entre si.•Atrito de Deslizamento;•Atrito de rolamento;

Atrito Fluído ou Viscoso: Ocorre no movimento de um corpo em um fluído ou entre duas superfícies em movimento relativo, separadas por uma fina película contínua de fluído.

DESGASTE

• É uma conseqüência inevitável do contato entre superfícies em movimento;

• Pode ser controlado ou minimizado, mas não eliminado;• Processos para evitar o desgaste:

Utilização de materiais de maior dureza.Melhoramento do acabento superficial.Utilização de materiais diferentes.Eliminação de partículas em suspensão no fluído

lubrificante (filtragem).

TIPOS DE DESGASTE

• Por fadiga;• Por cavitação;• Por abrasão;• Por erosão;• Por corrosão;• Por impacto;• Por adesão;

O QUE É LUBRIFICAÇÃO?

LUBRIFICAÇÃO• É um dos mais importantes processos de conservação de

energia utilizados no mundo;• É a aplicação de uma substância (lubrificante) entre duas

superfícies em movimento relativo para evitar o contato direto;

• Evita-se as perdas de energia pela diminuição do atrito, do desgaste e da geração de calor;

LUBRIFICAÇÃO

• São substância que colocadas entre duas superfícies móveis ou uma fixa e outra móvel, formam uma película protetora. Tem por função principal reduzir o atrito, o desgaste, bem como auxiliar no controle de temperatura e na vedação dos componentes de máquinas e motores. Proporciona a limpeza das peças, protegendo contra a corrosão decorrente dos processos de oxidação, evitando a entrada de impurezas, podendo também ser agente de transmissão de força e movimento

POR QUE LUBRIFICAMOS?Principais razões para lubrificação:

• Reduzir atrito e o desgaste;• Esfriar as partes mecânicas;• Proteger contra a ferrugem e corrosão;• Vedar as partes em movimento;• Permitir um movimento livre;• Eliminar ruídos;• Prolongar a vida dos equipamentos;

ORIGEM DOS LUBRIFICANTESOs lubrificantes naturais podem ter origem:• Vegetal: palma, mamona, colza...• Mineral: Petróleo, Grafite...• Animal: Baleia, Abelha...

Os lubrificantes artificiais podem ser:• Ésteres, Poliglicois, Polialfaolefina (PAO)• Silicones, Teflon

LUBRIFICANTES PODEM SER...

Líquido: água, óleos vegetais, animal e mineral;

Sólido: Grafite, Bissulfeto de Molibdênio, Fósforo, Enxofre, etc;

Semi-sólidos: Vaselina, graxa vegetal, animal ou mineral;

Gasoso: Todos os gases ( a pressão);

LUBRIFICANTES

• Qual a principal diferença entre um óleo e uma graxa?

• Os óleos são fluídos lubrificantes, a fluidez de um óleo é definida pela sua Viscosidade;

• As graxas são lubrificantes consistentes, a consistência de uma graxa é definida pela sua penetração;

LUBRIFICANTES• Aditivos: Compostos químicos que, adicionados aos óleos

básicos, reforçam algumas de suas qualidades ou lhe cedem novas ou eliminam propriedades indesejáveis.

• Funções dos aditivos:

LUBRIFICANTES• Aditivos• Aditivos de Proteção das Superfícies

- Anti-desgaste e agentes EP (Extrema Pressão)

- Inibidor de ferrugem e corrosão

- Detergentes

- Dispersantes

- Modificadores de fricção• Aditivos de Performance

- Abaixadores de ponto de fluidez

- Protetor de elastômeros

- Modificador de viscosidade• Aditivos de Proteção do Lubrificante

- Anti-espuma e Anti-oxidante

- Passivador de metais

PROPRIEDADES FÍSICAS DOS LUBRIFICANTES

1. Viscosidade: É o resultado do atrito interno do lubrificante, traduzindo a resistência ao deslocamento das moléculas de uma camada em relação a outra. Modifica-se com a pressão e a temperatura, sendo a espessura da película lubrificante proporcional a estes fatores.

• Pode ser: Dinâmica e Cinemática

SIMPLIFICAÇÃO

MEDIÇÃO DA VISCOSIDADE

• Viscosímetro Capilar: Mede a vazão de um fluído fixo de fluído através de um pequeno orifício a uma temperatura controlada;

• Viscosímetro Cinemático Simples: Basicamente constituído por um tubo capilar de vidro e relaciona-se ao tempo t de escoamento do líquido entre duas referências por uma constante k;

• Viscosímetro Rotativo: Utilizam-se o torque de um eixo rotativo para medir a resistência de um fluído ao escoamento;

MEDIÇÃO DA VISCOSIDADE• Viscosímetro Saybolt: A viscosidade é indicada pelo tempo,

em segundo, necessário para que 60cm³ de óleo escorra completamente por um orifício de 1,765mm de diâmetro, sob ação da gravidade, a uma determinada temperatura;

MEDIÇÃO DA VISCOSIDADE• Viscosímetro de Redwood: Diferencia-se do Saybolt, por ser

50cm³ o volume de óleo que passa pelo tubo de descarga;

MEDIÇÃO DA VISCOSIDADE• Viscosímetro Engler: O volume é de 200cm³ e o tempo que

leva para escorrer, em segundos, é convertido em graus Engler.

PROPRIEDADE FÍSICAS

2. Temperaturas Características • Altas temperaturas: Os óleos decompõe-se e degradam por

decomposição térmica e oxidação;• Baixas Temperaturas: Os óleos solidificam ou até congelam;

Ponto de Fluidez: É a temperatura mais baixa em que o óleo pode estar no estado líquido.

Cloud Point: É a temperatura na qual a parafina e a cera começam a precipitar.

Temperatura de Ignição: Temperatura em que os vapores de óleo em presença do ar sofre ignição (explode).

Temperatura de Combustão: É a temperatura para qual os vapores além de sofrerem ignição se mantém em combustão.


3. Estabilidade dos lubrificantes a oxidação• Considera-se que um lubrificante é mais ou menos estável a

lubrificação, devido a sua resistência a quebra das cadeias moleculares e ao seu rearranjo a elevadas temperaturas na presença do oxigênio da atmosfera;

• Uma forma de manter um óleo mais estável a oxidação é eliminar os componentes hidrocarbonetos aromáticos e as moléculas que contém Enxofre, Oxigênio e Nitrogênio;

• Adição de aditivos também controlam a oxidação, pois, quebram as cadeias do mecanismo de oxidação;


4. Estabilidade Térmica

• Resistência que apresenta a quebra de cadeias moleculares a elevadas temperaturas e na ausência de oxigênio;

• Em um óleo mineral a temperatura de estabilidade térmica pode ser aumentada por refinação mas não por aditivação;

PROPRIEDADE FÍSICAS5. Demulsibilidade• Demulsibilidade é a capacidade que possuem os óleos de se

separarem da água.

6. Compatibilidade• Uma propriedade importante de um lubrificante a utilizar é

que este seja compatível com os materiais em presença neste sistema, especialmente com os elastômeros (vedantes e juntas) e filtros existentes no circuito;

PROPRIEDADE FÍSICAS7. Aderência• Para que possa ser arrastado e comprimido no espaço

intermediário entre as peças, o lubrificante deve aderir as superfícies deslizantes. Um lubrificante de pouca aderência não consegue entrar no espaço inter-peças devido a resistência que as peças oferecem a sua entrada;

8. Resistência ao envelhecimento• Um bom lubrificante não varia sua composição química

mesmo depois de uso prolongado. Um bom lubrificante não fica resinosos nem espesso. Em contato com a água não deve formar emulsão;

CLASSIFICAÇÃO DOS LUBRIFICANTES

• SAE (Society of Automotive Engineers)

• ISO (International Standards Organization)

SAE (Society of Automotive Engineers)

• Agrupa os óleos lubrificantes segundo suas viscosidades em determinadas temperaturas;

• Não considera fatores de qualidade ou desempenho;

• Quanto maior o número do SAE maior a viscosidade do óleo, não importando se o número é seguido ou não pro letra;

Ex: Óleo SAE 40 é mais viscoso que um óleo SAE 20.

SAE (Society of Automotive Engineers)

• Viscosidade medidas a temperaturas próximas ou inferiores a 0ºC – Óleos de inverno (Série W)

0w, 5w, 10w, 15w, 20w e 25w

Visam a lubrificação adequada durante a partida.

• Viscosidade medida a 100ºC – Óleos de verão

20, 30, 40 e 60• Evita que altas temperaturas de funcionamento

causem um aumento no consumo e desgaste do motor.

ISO (International Standards Organization)

• Trata-se de uma tabela de Viscosidades Cinemáticas a 40ºC, na qual se indicam mínimos e máximos a que os óleos classificados num determinado nível devem obedecer;

Funções Primáriase Secundárias dos

Lubrificantes

FUNÇÕES PRIMÁRIAS

• Controle do Atrito;

• Controle do Desgaste;

• Controle da Temperatura;

• Controle da Ferrugem e Corrosão;

FUNÇÕES PRIMÁRIAS• Controle do Atrito

Com uma adequada seleção da viscosidade.

Com aditivos que reduzem o atrito ao mínimo.

• Controle do Desgaste

Ao reduzir o atrito, controlamos o desgaste.

Com aditivos que controlam o contato físico.

FUNÇÕES PRIMÁRIAS• Controle de Temperatura

Se o lubrificante for utilizado em sistemas de circulação, onde com a mesma carga se lubrificam várias peças.

• Controle da Ferrugem e da Corrosão

Com uma capa protetora de lubrificante.

Com aditivos que aderem aos metais.

FUNÇÕES SECUNDÁRIAS

• Transmitir Potência;

• Vedação;

• Remover contaminantes;

• Amortecedor e Isolante;

FUNÇÕES SECUNDÁRIAS• Transmitir Potência

Como fluído em sistemas hidráulicos.

Em acoplamentos hidráulicos.

• Vedação

Em lubrificantes através de uma adequada seleção da viscosidade.

Nas graxas devido a sua espessura.

FUNÇÕES SECUNDÁRIAS• Remover Contaminantes

Nos lubrificantes usados em circulação ou movimento constante.

• Amortecedor e Isolante

Em sistemas hidráulicos, para o controle do “golpe do aríete”.

Em amortecedores industriais e automotivos.

TIPOS DE PELÍCULAS LUBRIFICANTES• Películas Fluídas

Película Hidrodinâmica: Através do movimento das superfícies lubrificadas;

Película Hidrostática: Podem ou não estar em movimento; Película de Compressão: Movimento de compressão entre

duas superfícies lubrificadas;

• Películas Delgadas: Quando não for possível abastecimento contínuo e abundante;

• Películas Sólidas: Quando não é possível o uso de óleos ou graxas;

FATORES QUE AFETAM O CRITÉRIO DE SELEÇÃO

• Velocidade:Quando a velocidade é elevada, esta tende a expulsar o lubrificante pela ação da força centrifuga, então necessitamos utilizar um óleo pouco viscoso para não frear o movimento, e este poder regressar rapidamente aos elementos lubrificados.


• Temperatura: Os lubrificantes ao serem aquecidos, mesmo sendo os sintéticos, tendem a afinar-se e ao serem resfriados tendem a engrossar-se, portanto devemos levar isso em conta na hora de sua seleção, para compensar essas variações.


• Carga: A carga se refere a forças externas que agem sobre um eixo, além do seu próprio peso e também da potência que está sendo transmitida. Quando a carga é muito alta, para suportá-la necessitamos de uma película lubrificante que seja suficientemente viscosa, sendo auxiliada com aditivos.

REGRAS BÁSICAS PARA A SELEÇÃOMaior Velocidade...........Menor Viscosidade

Menor Velocidade...........Maior Viscosidade

Maior Temperatura.......... Maior Viscosidade

Menor Temperatura......... Menor Viscosidade

Maior Carga......... Maior Viscosidade

Menor Carga......... Menor Viscosidade

LUBRIFICAÇÃO DE EQUIPAMENTOS

LUBRIFICAÇÃO DE MANCAIS• Óleo ou Graxa (Utilizar)

• Geometria do mancal: Dimensões, diâmetro, folga mancal/eixo;

• Rotação do eixo;• Rotação do mancal;• Temperatura de operação do mancal;• Condições ambientais: Temperatura, umidade, poeira e

contaminantes;• Métodos de aplicação;

LUBRIFICAÇÃO DE MANCAIS• Lubrificação de Rolamentos

Os rolamento axiais auto compensadores de rolos são lubrificados normalmente com óleo. Todos os demais tipos de rolamentos podem ser lubrificados com óleo ou graxa.

•Regra geral:

Temperaturas altas: Graxas consistente ou óleo viscoso;

Rotação alta: Óleo fino;

Rotação Baixa: Óleo Viscoso;

LUBRIFICAÇÃO DE MANCAIS• Lubrificação com óleo

Nível de óleo adequado na caixa de rolamentos;

Lubrificação por neblina ou sistema circulatório;

A quantidade de óleo deve ser tal, que seu nível, em repouso, coincida com a metade do diâmetro do elemento rolante que estiver situado na parte mais baixa do rolamento.

LUBRIFICAÇÃO DE MANCAIS• Lubrificação com Graxa

Em mancais de fácil acesso;

Caixa bipartida e inteiriças;

Cheias até um terço ou metade do espaço;

Falhas de lubrificação com graxa

Folgas exageradas no conjunto,permitindo, assim que a graxa seja expelida pelas partes moveis;

Preda de graxa, através de um retentor inadequado;

Deterioração química da graxa, devido as elevadas temperaturas de operação do mancal;

Graxa inadequada;

LUBRIFICAÇÃO DE MANCAIS

• Falhas de lubrificação com graxa

LUBRIFICAÇÃO DE ENGRENAGENS

• Métodos de lubrificação: Os métodos mais comuns de lubrificação de engrenagens são os seguintes: manual, por banho de óleo ou por sistema circulatório.

• Manual: Geralmente feita por pincelagem;

LUBRIFICAÇÃO DE ENGRENAGENS• Banho de óleo:

Sem Salpico: Lubrificação de engrenagens abertas de grandes dimensões e baixa rotação;

Com Salpico:Apenas os dentes da engrenagem inferior mergulham no óleo;

LUBRIFICAÇÃO DE ENGRENAGENS• Sistema circulatório: Bastante empregado quando temos

altas velocidades de circunferências e engrenagens fechadas ou em caixa. O óleo é fornecido por uma bomba, sob pressão na forma de um jato aplicado próximo ao ponto de engrenamento e depois recirculando;

LUBRIFICAÇÃO DE CORRENTES

• O lubrificante mais aconselhável é um óleo mineral puro com viscosidade escolhida de acordo com a temperatura ambiente.


• Exigências a cumprir pelos lubrificantes para correntes


• Tipos de lubrificação


• Falhas de lubrificação

LUBRIFICAÇÃO DE CABOS DE AÇO• Métodos de aplicação do lubrificante

LUBRIFICAÇÃO DE COMPRESSORES• Recomendações Gerais

Conclusão

Muito Obrigado

lubrificantes.ppt

Documents