Lubrificação - Curso Básico
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LUBRIFICAOCURSO BSICO
QUAL O LEO MAIS VISCOSO ? 460 ou 140 100 ou 320 100 ou 90 68 ou 40 140 ou 150 90 ou 50 30 ou 32 10 ou 22 50 ou 150 150 ou 40
PETRLEO Mistura de hidrocarbonetos de origem natural Contm frequentemente gs, alcatro e parafina Origina-se das palavras PETRA e OLEUM 1 poo produtor de petrleo : perfurado pelo Coronel DRAKE em 1859, com aproximadamente 10 metros de profundidade Conhecido pelos egpcios, chineses, japoneses, incas, astecas e aparece em citaes na Bblia
PETRLEO
TIPOS DE PETRLEO Base Parafnica: Resduo Ceroso Base Mista : Resduo Ceroso e Asfltico Base Naftnica : Resduo Asfltico
LUBRIFICANTES ________________LEOS BSICOS + ADITIVOS
LUBRIFICANTES
LUBRIFICANTESANIMAL VEGETAL MINERAL
SINTTICO
LUBRIFICANTESPASTOSOS SLIDOS LQUIDOS
LEOS BSICOSPodem ser utilizados em aplicaes especficas, caso a viscosidade seja adequadaleos Minerais Puros
LEOS BSICOS Spindle Leve Spindle Neutro Leve Neutro Mdio Neutro Pesado Bright Stock Cilindro Leve Cilindro Pesado
ADITIVOS
So substncias qumicas que melhoram ou conferem ao lubrificante uma determinada propriedade, que seja necessria em sua aplicao.
ADITIVOS Antioxidantes Detergentes-dispersantes Antiespumantes Anticorrosivos Demulsificantes Outros
V. CARACTERSTICAS DOS LUBRIFICANTES FSICAS QUMICAS PRTICAS
CARACTERSTICAS FSICAS Densidade Ponto de Mnima Fluidez Ponto de Fulgor Viscosidade ndice de Viscosidade Cr Resduo de Carbono Conradson
CARACTERSTICAS QUMICAS Nmero de Neutralizao (NN) Cinzas Sulfatadas Nmero de Saponificao Oxidao Nitrao
CARACTERSTICAS PRTICAS Detergncia-dispersncia Oleaginosidade Resistncia a Extrema Presso Proteo Contra a Ferrugem e Corroso Resistncia a Formao de Espuma Adesividade
DENSIDADE densidade = massa / volume ( t C ) Aplicaes prticas
PONTO DE MNIMA FLUIDEZ PONTO DE CONGELAMENTO Definio Aplicaes
PONTO DE FULGOR PONTO DE COMBUSTO Definio Aplicaes
VISCOSIDADE a medida de resistncia oferecida por um fluido ao seu movimento ou escoamento. Caracterstica principal de um lubrificante Varia com a temperatura Medida atravs de Viscosmetros Unidade: Stoke ( cm2. / seg ) Unidade Usual: Centistoke ( mm2. / seg )
VISCOSIDADE
VISCOSIDADE Regras Bsicas para SeleoMAIOR TEMPERATURA MENOR TEMPERATUTA MAIOR VELOCIDADE MENOR VELOCIDADE MAIOR CARGA MENOR CARGA MAIOR VISCOSIDADE MENOR VISCOSIDADE MENOR VISCOSIDADE MAIOR VISCOSIDADE MAIOR VISCOSIDADE MENOR VISCOSIDADE
VISCOSMETROS Ostwald ( cSt ) Saybolt ( SSU ou SUS ) Engler ( Graus Engler ) Redwood ( Segundos Redwood )
NDICE DE VISCOSIDADE ( I.V. ou V.I. ) Indica o grau de variao da viscosidade em relao variao de temperatura Importante quando h grande variao da temperatura de trabalho ndice adimensional Pode ser aumentado atravs de aditivos especficos
Lubrifica o de Motores Automotivosndice de ViscosidadeIndica o grau de Variao da Viscosidade, com relao a Temperatura.1,000,000 100,000
SAE 40
Viscosidade Cinemtica, c St
10,000 1,000
100
10
SAE 15W-40 SAE 15W
5 3 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Temperatura C
OXIDAO Origem Importncia Antioxidantes - compostos de enxofre, compostos de fsforo, compostos de enxofre-fsforo e derivados de aminas e fenol.
CR Causas de Variaes Importncia Escala ASTM
NMERO DE NEUTRALIZAO a quantidade de base, expressa em miligramas de hidrxido de potssio, ou a quantidade de cido, expressa em equivalentes miligramas de hidrxido de potssio, necessria para neutralizar os constituintes de carter cido ou bsico contidos em um grama de uma amostra de leo.
NMERO DE ACIDEZ TOTAL ( TAN ) a quantidade de base, expressa em miligramas de KOH, necessria para neutralizar todos os componentes cidos presentes em um grama de amostra.
NMERO DE ALCALINIDADE TOTAL ( TBN ) a quantidade de cido, expressa em equivalentes miligrama de KOH, necessria para neutralizar todos os componentes bsicos presentes em um grama de amostra.
NMERO DE ALCALINIDADE TOTAL ( TBN ) Inibe a oxidao do leo Neutraliza os cidos orgnicos Controla a formao de depsitos altas temperaturas Evita desgaste corrosivo
DETERGNCIA - DISPERSNCIA
Definio Importncia
RESISTNCIA A EXTREMA PRESSO ( EP ) Definio Importncia Aditivos a base de enxofre, fsforo, cloro e chumbo(*) , puros ou combinados. (*) A ExxonMobil no utiliza chumbo em suas formulaes
PROTEO CONTRA A FERRUGEM E CORROSO Definio Importncia
RESISTNCIA FORMAO DE ESPUMA Definio Importncia Aditivos base de silicone
ADESIVIDADE Definio Importncia
DEMULSIBILIDADE EMULSIBILIDADE Definio Importncia
GRAXAS
Espessante + Fluido + Aditivos = GRAXA
Porque se utilizar as graxas pontos que no possuem vedao prpria pontos sujeitos contaminao constante pontos onde se necessite de uma vedao mais eficiente pontos de difcil acesso pontos onde se necessite de um lubrificante com grande poder de adesividade
Porque se utilizar as graxas Evita-se nveis de leo a serem mantidos Propiciam maior perodo de relubrificao Desde que aplicadas em quantidades corretas, so mais facilmente mantidas na caixa do mancal
Excesso de Graxa
Excesso de Graxa
Problemas com a Lubrificao
Problemas com a Lubrificao
COMPONENTES LQUIDOS leos Minerais ( 90% ) leos Sintticos ( 10% ) o responsvel real pela lubrificao Pode ter diversas viscosidades ISO VG: 32, 100, 150, 220, 460, 1000, 1500, etc. A viscosidade do leo bsico da graxa deve sempre estar relacionado ao fator de velocidade (DmN) do rolamento.
A Quantidade Inicial de Graxa no Rolamento at 30 RPM : 100% cheio (rolamento e alojamento)
acima de 30 RPM: 1) Trabalhando na metade inferior do limite de rotao do rolamento: . rolamento cheio 100% . alojamento 2/3 cheio 2) Trabalhando na metade superior do limite de rotao do rolamento: . rolamento cheio 100% . alojamento 1/3 cheio
A Quantidade de Graxa para Relubrificao PeridicaGeralmente utiliza-se a frmula:
Q=Onde :
0,005 x D x B
Q = quantidade de graxa ( gramas ) D = dimetro externo do rolamento ( mm ) B = largura do rolamento ( mm )
Estudo da Lubrificao de RolamentosESTUDO DE LUBRIFICAO DE ROLAMENTOSTAG EQUIPAMENTO NOME EQUIPAMENTO Tipo do Rolamento em Uso Posio de Montagem( Horizontal, Vertical, Inclinado ) A TEMPERATURA A QUE EST SUBMETIDO O ROLAMENTO EM SERVIO, NA MAIOR PARTE DO TEMPO. PODE SER MEDIDA (M=) OU ESTIMADA (E=). EXEMPLO: M= 100.C ou E= 120.C SEMANAL, MENSAL, TRIMESTRAL, ETC.
Anel Girante( Interno ou Externo )
d (mm)
D (mm)
B (mm)
Rotao (rpm)
Temp. ( C)
Lubrificante em Uso
Tipo de Contaminantes
Relubrificao Atual Quantidade Perodo (gramas)
LA: LOA:
LA: LOA:
LA: LOA:
LA: LOA:
LA: LOA:
LA: LOA:
LA: LOA:
LA: LOA:
ESPESSANTES Sabes Metlicos (90%) Argilas Modificadas, tipo Bentonite (5%) Aerogels de Slica, Corantes, Pigmentos, Negros de Fumo, Fibras de Amianto, Fibras Sintticas, Resinas Naturais, Resinas Sintticas, Sais Orgnicos e Inorgnicos (5%)
Principais Sabes Metlicos Ltio Clcio Sabes Metlicos Complexos Sabes Mistos Alumnio Brio Sdio
ADITIVOS E MODIFICADORES Antioxidantes Inibidores de Ferrugem Extrema-Presso Melhoradores do I.V. Corantes Bissulfeto de Molibdnio
FABRICAO DAS GRAXAS Saponificao Desidratao Desdobramento Homogenizao Desaerao Filtragem
CARACTERSTICAS DAS GRAXAS Consistncia Ponto de Gota Viscosidade Aparente Resistncia Oxidao Estabilidade Mecnica Resistncia Separao do leo Resistncia Lavagem por gua
CONSISTNCIAT ecnologia das Graxas Grau de Consistncia - NLGI
Definio Classificao N.L.G.I. Penetrmetro
800 750 50 100 700 150 650 600 200 550 250 500 300 450 350 400
Grau Penetrao NLGI55 50 45 40 35 30 25 60 5 10 15 20
1/ 10 mm 445-475 400-430 355-385 310-340 265-295 220-250 175-205 130-160 85-115
25 C
5 Segundos
150 gramas (Peso)
000 00 0 1 2 3 4 5 6
Grau de Consistncia - NLGI
PONTO DE GOTA( Dropping Point, ASTM D 2265 ) Definio: a temperatura em que a graxa passa do estado semi-slido ao lquido, nas condies previstas para o ensaio. No tem qualquer relao com o comportamento efetivo da graxa em servio.
PONTO DE GOTAC
> 250 C250
Polyurea/Bentonite Li/Al/Ca Sabo Complexo Na Sabo Complexo Sabo Comum Li
250 C200
220 C 180 C
150
Sabo Comum Na 150 C
100
Sabo Comum Al/Ca 90 C50
VISCOSIDADE APARENTE DAS GRAXAS a razo entre o valor do esforo de cisalhamento e o valor da variao do mesmo esforo, quando se imprime movimento graxa. til na previso da forma como se comportar a graxa ao ser distribuda e aplicada atravs de sistemas mecnicos.
RESISTNCIA OXIDAO O LEO BSICO OXIDA O ESPESSANTE OXIDA ATENO PARA O PRAZO DE VALIDADE DA GRAXA
RESISTNCIA SEPARAO DO LEO
RESISTNCIA LAVAGEM POR GUAWATER WASHOUT, ASTM D 1264
ESTABILIDADE MECNICA FOUR-BALL WEAR TEST ASTM D 2266 FOUR-BALL EP, WELD LOAD ASTM D 2596 TIMKEM, OK LOAD ASTM D 2509
FUNDAMENTOS DA LUBRIFICAO
ATRITO ATRITO EXTERNO ( ATRITO SLIDO ) ATRITO INTERNO ( ATRITO FLUIDO )
Princpios da Lubrificao LUBRIFICAO INTERMITENTE OU RESTRITA( PELCULA LIMTROFE ) . Lubrificante com grande adesividade . Grande resistncia ruptura da pelcula . Alto poder lubrificante ( oleosidade ) . Viscosidade ou consistncia adequada . Resistncia formao de depsitos
Princpios da Lubrificao LUBRIFICAO CONTNUA OU PLENA( PELCULA FLUIDA HIDRODINMICA ou HIDROSTTICA ) . Lubrificante com alta estabilidade qumica . Fcil demulsibilidade . Resistncia ruptura de pelcula . Viscosidade adequada . Propriedade de proteo contra a ferrugem
COMPONENTES DE MQUINAS MANCAIS: deslizamento, rolamento, guias, ressaltos, etc. ENGRENAGENS: cilndricas de dentes retos e helicoidais, cnicas de dentes retos ou espirais, hipoidais, sem-fim, etc. CILINDROS: sistemas hidrulicos em geral e motores de combusto interna.
MOTORES DE COMBUSTO INTERNA 4 Tempos ( gasolina, lcool, diesel, GNV ) 2 Tempos ( gasolina, lcool, diesel )
MOTOR CICLO OTTO ( GASOLINA, LCOOL, GNV )
M O TO R DIESEL 4 TEM PO S
1 Te m p o Ad m iss o
2 Te m p o C o m p re ss o
3 Te m p o Po t n c ia
4 Te m p o Esc a p e
PRINCIPAIS FUNES DO LUBRIFICANTE DE UM MOTOR Lubrificar Vedar Resfriar Limpar Proteger contra corroso
IMPORTNCIA DOS PERODOS DE TROCA DE LEO Contaminao do lubrificante em servio ( fuligem carvo depsitos ) Possvel diluio do lubrificante pelo combustvel
CLASSIFICAO DOS LUBRIFICANTES
CLASSIFICAO DE LEOS AUTOMOTIVOS API American Petroleum Institute -------------------------------------------------------------
S de Spark
Motores gasolina, lcool, flex, GNV
C de Compression
Motores diesel
Lubrificao de Motores AutomotivosClassificao API, Motores Gasolina, lcool, GNV Vigncia Designao 1964 a 1967 SC 1968 a 1971 SD SE 1972 a 1979 SF 1980 a 1988 SG 1989 a 1992 SH 1992 a 1996 SJ 1997 a 2001 * S - SPARK SL 2001 a 2005 partir de ago/2005 SM
Classificao API - Gasolina, lcool, Flex e GNV
Lubrificao de Motores AutomotivosClassificao API, Motores a Diesel Designao CE CF CF-2 CF-4 CG-4 CH-4 CI-4 CI-4-Plus Vigncia 1983 1994 1994 ( 2T ) 1990 ( 4T ) 1994 * C - COMPRESSION 1999 2002 2007
Lubrificao de Engrenagens AutomotivasClassificao API, Transmisses Automotivas Designao GL-1 GL-2 GL-3 GL-4 GL-5 GL-6* GL - GEAR LUBRICANT
Descrio APIFeV Baixas F, T e V Mais crticas que a GL-1 FeV Moderadas
Engr. Hipides - ASTM 512 e CRC RGO-105 Engr. Hipides - ASTM 512 e CRC RGO-110 Obsoleta - Referncia Histrica
Lubrificao de Motores AutomotivosGraus de Viscosidade SAEGrau de Viscosidade SAE Viscosidade a Baixas Temperaturas CCS, cP Mximo 3250 @ -30 3500 @ -25 3500 @ -20 3500 @ -15 4500 @ -10 6000 @ - 5 -------------------------Viscosidade a Altas Temperaturas Cinemtica (cSt) @ 100C Mnimo. Mximo 3.8 3.8 4.1 5.6 5.6 9.3 5.6 9.3 12.5 16.3 21.9 ------------