Lubrificação de Rolamentos
Todos os rolamentos utilizam algum tipo de lubrificante. Os lubrificantes oferecem um meio de reduzir o atrito, o que, por sua vez, diminui o calor e o desgaste. Além disso, protegem as superfícies dos rolamentos contra corrosão e contaminação por partículas externas.
Os lubrificantes comuns para rolamentos lisos podem incluir ar comprimido, nitrogênio comprimido, metais fundidos, água, querosene, refrigerantes líquidos, óleos ou graxas. Para rolamentos antifricção, os lubrificantes típicos podem ser óleo mineral, graxa e óleos vegetais.
Antes de discutir os tipos de lubrificantes para rolamentos disponíveis, é essencial compreender as propriedades desejadas dos lubrificantes. É importante lembrar que a lubrificação inadequada (em excesso ou insuficiente) é uma causa comum de falha nos rolamentos.
Viscosidade
Viscosidade determina a resistência ao fluxo de um lubrificante; é a característica mais crucial de um lubrificante. O mel tem alta viscosidade, enquanto a água tem baixa viscosidade. Geralmente, lubrificantes de maior viscosidade são utilizados para cargas mais altas e velocidades mais baixas. Lubrificantes de menor viscosidade são usados para cargas mais baixas e velocidades mais altas.
Dica: Se você não consegue lembrar se líquidos mais espessos têm alta ou baixa viscosidade, substitua a palavra 'viscosidade' por 'resistência ao fluxo', por exemplo, 'o mel tem alta viscosidade' torna-se 'o mel tem alta resistência ao fluxo'.
Aplicações de Lubrificantes
Índice de Viscosidade (IV)
O índice de viscosidade (IV) descreve a relação entre a viscosidade de um lubrificante e a temperatura.
- Um alto índice de viscosidade indica que o lubrificante não é significativamente afetado por variações de temperatura.
- Um baixo índice de viscosidade indica que o lubrificante é bastante afetado pela temperatura.
Ponto de Fulgor, Ponto de Fogo e Ponto de Fluidez
Outros fatores importantes para lubrificantes são o ponto de fulgor, ponto de fogo e ponto de fluidez.
- Ponto de fulgor – a temperatura mais baixa na qual os vapores criados por um material irão inflamar.
- Ponto de fogo – a temperatura mais baixa na qual os vapores criados por um material continuarão a queimar mesmo após a remoção da fonte de ignição.
- Ponto de fluidez – a temperatura na qual um líquido deixa de fluir (sob gravidade).
O ponto de fulgor e o ponto de fogo são particularmente importantes ao selecionar lubrificantes para aplicações de alta temperatura. Um lubrificante inadequado para aplicações de alta temperatura pode aumentar o risco de incêndio.
O ponto de fluidez é crucial ao escolher lubrificantes para aplicações de baixa temperatura. Um lubrificante inadequado para aplicações de baixa temperatura pode levar ao congelamento do lubrificante, o que pode travar bombas e danificar componentes que não recebem mais lubrificação.
Tipos de Lubrificantes (animal, vegetal, óleo e sintético)
Historicamente, a gordura animal era o lubrificante tradicional para rolamentos. Gordura de animais domésticos como gado, porcos e cabras era utilizada em várias aplicações, incluindo a lubrificação de eixos de carruagens de guerra. Posteriormente, lubrificantes à base de plantas/vegetais, como palma, mamona, girassol, colza e soja, foram introduzidos. Atualmente, quase todos os lubrificantes modernos são à base de óleo mineral ou sintéticos.
Existem muitos lubrificantes diferentes disponíveis devido à variedade de equipamentos e sistemas que precisam de lubrificação. Pressão, temperatura, velocidade e carga são apenas alguns dos fatores que influenciam a escolha dos lubrificantes. A velocidade pode não ser um fator óbvio, mas as forças centrífugas (centrípetas em termos de física) geradas por uma máquina em operação podem deslocar o lubrificante, levando a atrito e desgaste.
Lubrificantes à base de óleo mineral são os mais populares devido à sua economia e versatilidade. Lubrificantes sintéticos geralmente custam mais do que os à base de óleo mineral e, portanto, são menos comuns. Lubrificantes à base de gordura animal não são viáveis para muitas aplicações devido à sua disponibilidade limitada (o mundo moderno precisaria abater muitos animais continuamente para atender à demanda atual de lubrificação); um problema adicional com as gorduras animais é que algumas religiões não permitem o uso de certas gorduras animais, como a de porco.
Óleos vegetais têm ganhado popularidade devido aos avanços tecnológicos. Eles podem oferecer várias vantagens sobre os lubrificantes à base de óleo mineral, incluindo:
- Um nível muito alto de lubricidade (ou seja, são 'escorregadios').
- Um alto índice de viscosidade.
- Pontos de fulgor mais altos.
- Pontos de fogo mais altos.
Os óleos vegetais também são biodegradáveis, um fator que está se tornando mais relevante devido ao aumento das regulamentações ambientais. Um consumidor comum de lubrificantes à base de vegetais são as indústrias alimentícias, que são obrigadas a usar lubrificantes à base de óleo vegetal para evitar a contaminação do produto com óleo mineral.
Uma das principais desvantagens dos óleos vegetais é sua rápida oxidação em altas temperaturas em comparação com os óleos minerais, o que reduz suas propriedades lubrificantes.
Estados dos Lubrificantes (gás, líquido, semi-sólido e sólido)
Os lubrificantes podem ser gás, líquido, semi-sólido ou sólido.
- Lubrificantes comuns de gás incluem ar, nitrogênio e hélio.
- Lubrificantes comuns de líquido incluem óleos minerais e vegetais.
- Lubrificantes comuns de semi-sólido incluem todos os tipos de graxas (agentes espessantes podem ser à base de sabão ou não-sabão).
- Lubrificantes comuns de sólido incluem grafite e certos polímeros como PTFE.
Lubrificantes Gasosos
Lubrificantes gasosos são usados para aplicações de carga muito baixa com separação/folga muito pequena entre as superfícies de contato. Embora careçam das capacidades de resfriamento e lubrificação de outros lubrificantes, podem operar em uma ampla faixa de temperatura e não vaporizam, cavitam ou decompõem. Devido às tolerâncias muito finas envolvidas, são necessários designers e fabricantes especializados para este tipo de lubrificante.
Lubrificantes Líquidos
Lubrificantes líquidos podem suportar altas cargas e possuem propriedades desejáveis de resfriamento e lubrificação. Podem ser alimentados ao ponto de uso por tanques de gravidade, bombas, copos de óleo ou submergindo o componente no próprio lubrificante líquido (rolamentos de impulso de eixo vertical frequentemente usam essa abordagem).
Óleo de Lubrificação
Como o calor pode ser removido da área lubrificada e resfriado externamente, lubrificantes líquidos são adequados para aplicações de alta temperatura. Geralmente, a viscosidade dos lubrificantes líquidos escolhidos diminuirá à medida que a velocidade aumenta e aumentará à medida que a carga aumenta.
Semi-Sólido
Lubrificantes semi-sólidos são lubrificantes líquidos misturados com aditivos e agentes espessantes (geralmente à base de sabão, como estearato de sódio, estearato de cálcio ou estearato de lítio). Graxas típicas podem consistir de 75-95% de óleo, 0-5% de aditivos e 5-20% de sabão. As graxas têm a vantagem de permanecer no local uma vez aplicadas, não precisam ser reabastecidas com frequência e atuam como uma barreira para selar contaminantes. As principais desvantagens das graxas são suas fracas propriedades de dissipação de calor e sua incapacidade de remover contaminantes que podem ficar retidos na graxa.
Lubrificantes Sólidos
Lubrificantes sólidos são mais eficazes em cargas e pressões mais altas do que outros tipos de lubrificante, e também oferecem boa estabilidade em temperaturas elevadas (dependendo do material). No entanto, em comparação com outros lubrificantes, eles têm um coeficiente de atrito mais alto e fracas propriedades de dissipação de calor. Lubrificantes sólidos são raramente adequados para aplicações de alta velocidade.
Recursos Adicionais
https://www.amroll.com/bearing-lubrication.html
https://koyo.jtekt.co.jp/en/support/bearing-knowledge/12-1000.html