Classificação e seleção de lubrificantes: Um Guia Abrangente

Imagine um mundo sem lubrificantes. As máquinas param, os motores avariam e o progresso pára. Neste artigo, mergulhamos no complexo mundo da classificação e seleção de lubrificantes, lançando luz sobre o papel crucial que estes heróis desconhecidos desempenham para manter as nossas maravilhas mecânicas a funcionar sem problemas. Junte-se a nós enquanto exploramos os meandros deste campo fascinante, guiados pelos conhecimentos de especialistas experientes em engenharia mecânica.

Classificação e seleção de lubrificantes: um guia completo

Índice

I. Classificação dos lubrificantes

Os lubrificantes podem ser categorizados em quatro tipos distintos com base nos seus estados físicos: lubrificantes líquidos, lubrificantes semi-sólidos, lubrificantes sólidos e lubrificantes gasosos. Cada categoria possui caraterísticas e aplicações únicas em vários processos industriais e mecânicos

1. Lubrificantes líquidos

Os lubrificantes líquidos representam a categoria mais diversificada e amplamente utilizada de materiais de lubrificação em aplicações industriais. Este grupo inclui óleos lubrificantes minerais, óleos lubrificantes sintéticos, óleos de base biológica (animal e vegetal) e fluidos à base de água.

A caraterística distintiva dos lubrificantes líquidos é a sua vasta gama de viscosidade, permitindo uma seleção precisa para componentes mecânicos que funcionam sob cargas, velocidades e temperaturas variadas. Esta versatilidade permite uma lubrificação optimizada num vasto espetro de processos industriais e maquinaria.

(1) Óleo lubrificante mineral: Atualmente dominando o mercado, os óleos minerais representam aproximadamente 90% do volume total de lubrificantes. Estes óleos são formulados através da mistura de óleos de base refinados à base de petróleo com aditivos que melhoram o desempenho. Os aditivos incluem normalmente agentes anti-desgaste, antioxidantes, inibidores de corrosão e modificadores de viscosidade, adaptando as propriedades do óleo a aplicações específicas.

(2) Óleo lubrificante sintético: Concebidos através de síntese química, os óleos sintéticos oferecem caraterísticas de desempenho superiores aos óleos minerais. Apresentam uma maior estabilidade térmica, resistência à oxidação e índice de viscosidade, o que os torna ideais para condições de funcionamento extremas. Os tipos mais comuns incluem polialfaolefinas (PAOs), ésteres sintéticos e polialquilenoglicóis (PAGs).

(3) Óleos de base biológica: Derivados de gorduras animais ou de fontes vegetais, estes lubrificantes amigos do ambiente estão a ganhar força devido à sua biodegradabilidade e capacidade de renovação. Os óleos de colza, soja e palma são lubrificantes de base vegetal comuns, enquanto o óleo de cachalote (atualmente em grande parte eliminado) era historicamente utilizado em instrumentos de precisão.

(4) Fluidos à base de água: Estes lubrificantes incorporam água como um componente chave, oferecendo excelentes propriedades de arrefecimento e resistência ao fogo. São classificados em dois tipos principais:

  • Tipos de soluções: Compostos solúveis em água dissolvidos em água (por exemplo, soluções de glicol)
  • Tipos de emulsões: Emulsões de óleo em água (O/W) ou de água em óleo (W/O), estabilizadas por emulsionantes

2. Lubrificantes semi-sólidos (massa lubrificante)

Os lubrificantes semi-sólidos, normalmente designados por massa lubrificante, apresentam uma consistência única entre os estados sólido e líquido à temperatura e pressão normais. Estes lubrificantes são caracterizados pela sua estrutura coloidal, consistindo normalmente num agente espessante disperso num óleo de base lubrificante líquido.

A massa lubrificante possui várias propriedades chave que a tornam inestimável em várias aplicações industriais:

  1. Adesividade: A sua capacidade de aderir a superfícies metálicas proporciona uma excelente proteção contra o desgaste e a corrosão.
  2. Resistência à água: Muitos tipos de massa lubrificante oferecem uma resistência superior à água, o que os torna ideais para aplicações expostas à humidade ou a ambientes de lavagem.
  3. Capacidade de vedação: A massa lubrificante pode atuar como uma barreira contra os contaminantes, vedando eficazmente as chumaceiras e outros componentes mecânicos.
  4. Lubrificação prolongada: Devido à sua natureza semi-sólida, a massa lubrificante tende a manter-se no local durante mais tempo do que os lubrificantes líquidos, reduzindo a frequência de reaplicação.
  5. Estabilidade de temperatura: Dependendo da formulação, a massa lubrificante pode manter as suas propriedades de lubrificação numa vasta gama de temperaturas.

A consistência da massa lubrificante é normalmente classificada utilizando o sistema de graus do National Lubricating Grease Institute (NLGI), variando de 000 (muito macia) a 6 (muito dura). Esta classificação ajuda os engenheiros a selecionar a massa lubrificante adequada para aplicações específicas com base em factores como a temperatura de funcionamento, a carga e a velocidade.

As fórmulas de massas lubrificantes modernas incorporam frequentemente aditivos avançados para melhorar as caraterísticas de desempenho, tais como aditivos de pressão extrema (EP) para aplicações de carga elevada ou anti-oxidantes para uma vida útil prolongada. A escolha do espessante (por exemplo, lítio, cálcio, poliureia) e do óleo de base (mineral ou sintético) influencia significativamente as propriedades da massa lubrificante e a sua adequação a diferentes utilizações industriais.

3. Lubrificantes sólidos

Os lubrificantes sólidos funcionam através de três mecanismos principais, cada um deles aproveitando as propriedades únicas do material para reduzir a fricção e o desgaste em sistemas mecânicos. Estes lubrificantes são particularmente valiosos em condições extremas em que os lubrificantes líquidos convencionais podem falhar.

A primeira categoria forma uma película tenaz e de baixa resistência ao cisalhamento nas superfícies de fricção, imitando a lubrificação de limite. Esta película adere fortemente ao substrato, ao mesmo tempo que permite um corte fácil entre as superfícies de deslizamento, reduzindo efetivamente o atrito e o desgaste. Os exemplos incluem o dissulfureto de molibdénio (MoS2) e o dissulfureto de tungsténio (WS2).

O segundo tipo inclui lubrificantes sólidos de metal macio, como chumbo, índio e prata. Estes materiais exploram a sua inerente baixa resistência ao cisalhamento e alta plasticidade para proporcionar uma lubrificação eficaz. Sob carga, deformam-se facilmente, criando uma camada fina e protetora entre as peças móveis que acomoda o movimento relativo com uma resistência mínima.

O terceiro mecanismo envolve sólidos lamelares com uma estrutura cristalina em camadas caraterística, exemplificada pela grafite e pelo nitreto de boro hexagonal. Estes materiais possuem ligações fracas entre camadas, permitindo um corte fácil paralelo aos planos basais. Esta caraterística estrutural permite a formação de uma película de transferência nas superfícies de contacto, facilitando o movimento relativo suave.

Nas aplicações industriais, os lubrificantes sólidos mais utilizados são:

  1. Bissulfureto de molibdénio (MoS2): Reconhecido pela sua excelente capacidade de carga e baixo coeficiente de atrito, particularmente no vácuo ou em atmosferas inertes.
  2. Grafite: Altamente eficaz em condições ambientais devido à sua capacidade de intercalar a humidade, aumentando as suas propriedades lubrificantes.
  3. Politetrafluoroetileno (PTFE): Valorizado pela sua inércia química, ampla gama de temperaturas e coeficiente de fricção excecionalmente baixo.

Estes lubrificantes sólidos são amplamente utilizados nos sectores aeroespacial, automóvel e da indústria pesada, onde muitas vezes superam os lubrificantes líquidos em temperaturas, pressões ou condições ambientais extremas.

4. Lubrificantes gasosos

Os gases, enquanto fluidos compressíveis, aderem aos princípios da dinâmica dos fluidos e da teoria da lubrificação, permitindo-lhes funcionar como lubrificantes eficazes em condições específicas, à semelhança dos seus homólogos líquidos.

As vantagens dos lubrificantes a gás são múltiplas:

  1. Coeficientes de fricção excecionalmente baixos, frequentemente uma ordem de grandeza inferior aos dos lubrificantes líquidos
  2. Geração mínima de calor por fricção a velocidades de rotação elevadas, crucial para máquinas de precisão
  3. Aumento insignificante da temperatura durante o funcionamento, mantendo a estabilidade térmica
  4. Funcionamento flexível numa vasta gama de condições ambientais
  5. Ampla gama de temperaturas de funcionamento, desde temperaturas criogénicas a temperaturas extremamente elevadas
  6. Risco zero de contaminação, ideal para salas limpas e aplicações de processamento de alimentos
  7. Propriedades de auto-limpeza, uma vez que os gases podem transportar as partículas

No entanto, os lubrificantes gasosos também apresentam certas limitações:

  1. Baixa densidade e viscosidade, resultando numa capacidade de carga reduzida em comparação com os lubrificantes líquidos
  2. Gama de aplicações limitada: tipicamente adequado para dispositivos pneumáticos que funcionam entre 30-70 kPa e chumaceiras hidrostáticas que não excedam 100 kPa
  3. Requisitos de maior precisão na conceção e fabrico de rolamentos para manter películas de gás finas
  4. Potencial de instabilidade a altas velocidades ou sob cargas flutuantes

Estas caraterísticas tornam a lubrificação a gás particularmente adequada para aplicações de alta velocidade e baixa carga, tais como rolamentos de ar em equipamento de metrologia de precisão, turbomáquinas e certos componentes aeroespaciais. A escolha entre a lubrificação a gás e a lubrificação líquida depende, em última análise, dos requisitos específicos da aplicação, incluindo velocidade, carga, temperatura e considerações ambientais.

II. Composição dos lubrificantes

Composição dos lubrificantes

1. Óleo de base

O óleo de base é o componente fundamental dos lubrificantes, constituindo normalmente 80% a 95% do volume total, e serve de veículo para os aditivos que melhoram o desempenho. Os óleos de base dividem-se em dois tipos principais: óleos minerais e óleos sintéticos.

(1) Óleo mineral

Os óleos minerais, derivados do petróleo bruto através de processos de refinação, são classificados na maioria dos países, incluindo o nosso, em três categorias principais com base na sua estrutura molecular e propriedades:

  • Óleos de base parafínicos: Caracterizados por um elevado índice de viscosidade, boa estabilidade à oxidação e baixo ponto de fluidez.
  • Óleos de base intermédios: Possuem propriedades entre os óleos parafínicos e nafténicos.
  • Óleos de base nafténicos: Conhecidos pela sua excelente fluidez a baixas temperaturas e boa solvência para aditivos.

(2) Óleo sintético

Os óleos de base sintéticos são concebidos através de reacções químicas controladas, resultando em moléculas com propriedades específicas e desejadas. Oferecem várias vantagens em relação aos óleos minerais:

  • Maior pureza química e uniformidade molecular
  • Estabilidade térmica e oxidativa superior
  • Relações viscosidade-temperatura melhoradas
  • Vida útil prolongada e melhor desempenho em condições extremas

Estas caraterísticas fazem dos óleos sintéticos a escolha preferida para aplicações de alto desempenho e representam a trajetória futura da tecnologia de lubrificantes.

Os óleos sintéticos são atualmente indispensáveis nas aplicações aeroespaciais e estão a ganhar rapidamente terreno na maquinaria industrial. Os tipos mais comuns de óleos de base sintéticos incluem:

  1. Hidrocarbonetos sintéticos (por exemplo, polialfaolefinas - PAOs)
  2. Ésteres sintéticos
  3. Poliisobutilenos (PIB)
  4. Polialquilenoglicóis (PAGs)
  5. Óleos de silicone

2. Aditivos

Os aditivos são componentes menores, mas cruciais, incorporados nos lubrificantes para melhorar significativamente as caraterísticas específicas ou introduzir novas propriedades. As suas funções são as seguintes:

(1) Detergentes.

Utilizados principalmente em óleos de motores de combustão interna para remover depósitos de laca e carbono das paredes do cilindro e dos anéis do pistão. Também dispersam eficazmente as partículas de goma e fuligem pelo óleo, evitando a aglomeração e a formação de partículas maiores e potencialmente nocivas.

(2) Antioxidantes.

Estes compostos inibem o processo de oxidação do óleo lubrificante, prolongando assim a sua vida útil e mantendo as suas caraterísticas de desempenho ao longo do tempo. Actuam neutralizando os radicais livres e decompondo os compostos de peróxido.

(3) Agentes anti-desgaste.

Estes aditivos melhoram a resistência do óleo ao desgaste e à abrasão, formando uma película protetora nas superfícies metálicas. Reduzem o desgaste do equipamento, evitam a gripagem ou a sinterização e são particularmente cruciais em aplicações de alta pressão e alta temperatura.

(4) Agentes de oleosidade.

Também conhecidos como modificadores de fricção, estes aditivos reduzem o coeficiente de fricção e melhoram o desempenho da lubrificação, formando uma película tenaz e adsorvida nas superfícies metálicas. Esta película proporciona uma lubrificação limite em condições de funcionamento severas.

(5) Desactivadores de metais.

Formam uma película passiva nas superfícies metálicas para minimizar o impacto corrosivo do óleo no metal e inibir a oxidação catalítica do óleo por iões metálicos. Isto é particularmente importante em sistemas que contêm cobre ou as suas ligas.

(6) Melhoradores do índice de viscosidade.

Estes aditivos poliméricos aumentam o índice de viscosidade do óleo, melhorando o seu desempenho visco-térmico. Expandem-se a temperaturas mais elevadas, contrariando a tendência natural do óleo para se diluir, mantendo assim uma lubrificação adequada numa vasta gama de temperaturas.

(7) Inibidores de ferrugem.

Estes aditivos actuam sobre a superfície do metal para evitar a ferrugem ou a corrosão quando em contacto com a água. Formam uma barreira protetora que repele a água e impede a sua interação com a superfície metálica.

(8) Depressores do ponto de fluidez.

Reduzem o ponto de fluidez do óleo, modificando a cristalização das partículas de cera a baixas temperaturas, melhorando assim a fluidez e a capacidade de bombagem do óleo a baixas temperaturas. Isto é crucial para o desempenho no arranque a frio e para o funcionamento em ambientes de baixa temperatura.

(9) Antiespumantes.

Estes aditivos alteram a tendência do óleo para formar espuma, reduzindo a tensão superficial e fazendo com que as bolhas superficiais rebentem rapidamente. Isto evita a entrada de ar, que pode levar à redução da eficácia do lubrificante e ao aumento da oxidação.

(10) Emulsionantes e anti-emulsionantes.

Os emulsionantes são utilizados na emulsificação de óleos para formar uma emulsão uniforme e estável com a água, essencial para determinadas aplicações de lubrificantes, como os fluidos metalúrgicos. Inversamente, os anti-emulsionantes, ou desemulsionantes, são utilizados em lubrificantes gerais para facilitar a rápida separação da água do óleo, mantendo a integridade do lubrificante e evitando a corrosão.

3. Espessantes

Os espessantes são um componente crítico da massa lubrificante, distinguindo-a fundamentalmente do óleo lubrificante. A massa lubrificante é um sistema coloidal complexo composto por espessantes dispersos no óleo de base, juntamente com aditivos que melhoram o desempenho. Esta composição única resulta numa substância sólida ou semi-sólida com propriedades viscoelásticas, capaz de suportar cargas elevadas e manter a sua estrutura sob tensão de cisalhamento.

Os espessantes desempenham um papel multifacetado na formulação de massas lubrificantes, influenciando significativamente várias propriedades chave:

  1. Consistência: Os espessantes determinam as caraterísticas de firmeza e fluidez da massa lubrificante, normalmente medidas pelos graus NLGI (National Lubricating Grease Institute).
  2. Ponto de gota: A temperatura à qual a massa lubrificante transita de um estado semi-sólido para um estado líquido, crucial para aplicações a alta temperatura.
  3. Resistência à água: Os espessantes contribuem para a capacidade da massa lubrificante para repelir a água e manter a sua estrutura em ambientes húmidos.
  4. Capacidade de carga: Certos espessantes, particularmente os à base de sabão, podem melhorar a capacidade da massa lubrificante para suportar cargas e pressões elevadas.
  5. Estabilidade ao cisalhamento: Os espessantes influenciam a capacidade da massa lubrificante para manter a sua consistência sob tensão mecânica.
  6. Libertação e sangria de óleo: A rede de espessantes controla a taxa a que o óleo de base é libertado, afectando a eficiência da lubrificação.

A seleção de espessantes adequados é fundamental para adaptar as propriedades da massa lubrificante a aplicações específicas, desde rolamentos de alta velocidade a maquinaria industrial pesada que funciona em ambientes difíceis.

III. Seleção do óleo lubrificante

1. Factores na escolha do óleo lubrificante

A seleção do óleo lubrificante é regida por três factores principais: as condições reais de funcionamento do equipamento, as especificações ou recomendações do fabricante e as diretrizes do fornecedor de óleo. Embora as recomendações dos fabricantes constituam normalmente a base para a seleção do lubrificante, é crucial considerar as condições específicas de carga, velocidade e temperatura do equipamento em aplicações reais.

Ao selecionar um óleo lubrificante, os seguintes indicadores de desempenho são fundamentais:

  1. Viscosidade:

A viscosidade é o principal critério para classificar e graduar os óleos lubrificantes, desempenhando um papel decisivo na identificação da qualidade e na determinação do desempenho. A viscosidade óptima para a lubrificação do equipamento é determinada com base nas especificações do projeto ou em dados calculados, muitas vezes com referência a gráficos de viscosidade padrão da indústria e a condições de funcionamento.

  1. Ponto de escoamento:

O ponto de fluidez é uma medida indireta da fluidez a baixa temperatura de um óleo lubrificante, essencial para o armazenamento, transporte e utilização em ambientes frios. As melhores práticas da indústria ditam que a temperatura de funcionamento deve ser 5-10°C superior ao ponto de fluidez para garantir um fluxo e lubrificação adequados.

  1. Ponto de inflamação:

Como indicador chave de segurança, o ponto de inflamação é crucial para o armazenamento, transporte e utilização seguros do óleo lubrificante. Uma regra geral é definir o ponto de inflamação pelo menos 50% superior à temperatura máxima de funcionamento prevista. Por exemplo, num motor de combustão interna em que a temperatura do óleo no casco inferior não excede 120°C, o ponto de inflamação mínimo para o óleo do motor deve ser fixado em 180°C.

  1. Estabilidade de oxidação:

Esta propriedade indica a resistência do óleo à degradação a altas temperaturas e na presença de oxigénio, afectando a sua vida útil e o seu desempenho ao longo do tempo.

  1. Pacote de aditivos:

Os óleos lubrificantes modernos contêm frequentemente aditivos para melhorar propriedades específicas, tais como caraterísticas anti-desgaste, resistência à corrosão e detergência. A seleção de um pacote de aditivos adequado é crucial para otimizar o desempenho em aplicações específicas.

  1. Compatibilidade:

Assegurar que o lubrificante escolhido é compatível com os materiais do equipamento, incluindo vedantes, juntas e superfícies metálicas, para evitar a degradação ou reacções químicas.

Dada a complexidade dos indicadores de desempenho dos óleos lubrificantes e as variações significativas entre os diferentes tipos, a seleção final deve ser feita através de uma análise racional das condições de funcionamento do equipamento, dos requisitos do fabricante e das especificações do produto petrolífero. É aconselhável consultar os fabricantes de equipamentos e de lubrificantes ao tomar a decisão final, especialmente para aplicações críticas ou quando as condições de funcionamento se desviam significativamente dos parâmetros padrão.

2. Substituição do óleo lubrificante

A seleção adequada de lubrificantes é fundamental para um desempenho e longevidade ideais do equipamento. Cada lubrificante possui caraterísticas únicas adaptadas a aplicações específicas, o que torna a substituição direta um desafio. Quando a substituição se torna inevitável, siga estas diretrizes abrangentes para minimizar os riscos potenciais:

(1) Selecione um substituto da mesma família de lubrificantes ou com atributos de desempenho muito semelhantes. Isto assegura a compatibilidade com vedantes, rolamentos e outros componentes do sistema. Preste especial atenção ao tipo de óleo de base, pacote de aditivos e classificações de desempenho (por exemplo, normas API, ISO, DIN).

(2) Manter a consistência da viscosidade num intervalo estreito. A viscosidade cinemática do óleo de substituição não deve desviar-se mais de ±15% do original à temperatura de funcionamento. Deve ser dada preferência a opções de viscosidade ligeiramente superior para assegurar uma espessura de película e uma capacidade de carga adequadas, especialmente em condições de lubrificação limite.

(3) Optar por substitutos de maior qualidade sempre que possível. Os óleos de base superiores (por exemplo, óleos do Grupo III ou sintéticos) e as tecnologias avançadas de aditivos podem oferecer uma maior estabilidade à oxidação, uma melhor proteção contra o desgaste e intervalos de manutenção mais longos. No entanto, é necessário assegurar a compatibilidade com os materiais do sistema e com os lubrificantes existentes se não for possível efetuar uma mudança completa do óleo.

(4) Considerar o ambiente de funcionamento do equipamento de forma holística. Factores como a gama de temperatura ambiente, potenciais contaminantes, níveis de humidade e variações de carga devem influenciar a seleção do substituto. Para aplicações com temperaturas extremas, os lubrificantes sintéticos com um índice de viscosidade elevado (VI) podem ser preferíveis para manter a viscosidade adequada numa gama de temperaturas mais ampla.

(5) Consultar os fabricantes de equipamentos e os fornecedores de lubrificantes para obter recomendações específicas. Estes podem fornecer informações valiosas sobre potenciais problemas de compatibilidade, compensações de desempenho e quaisquer modificações necessárias aos calendários ou procedimentos de manutenção na sequência da substituição de um lubrificante.

(6) Implementar um procedimento de lavagem completo ao alternar entre lubrificantes incompatíveis para evitar reacções adversas ou a formação de depósitos. Monitorizar de perto o desempenho do equipamento após a substituição, incluindo a análise do óleo em intervalos mais curtos, para garantir que o novo lubrificante cumpre os requisitos do sistema.

3. Mistura de óleos lubrificantes

A mistura de diferentes tipos, marcas, fabricantes e condições (novos ou usados) de óleos lubrificantes deve ser evitada sempre que possível devido a potenciais incompatibilidades e degradação do desempenho. As seguintes combinações são estritamente proibidas:

(1) Os óleos especiais ou de aplicação específica não devem ser misturados com outros tipos de óleo.

(2) Os óleos formulados para resistência à emulsão não devem ser combinados com variantes não resistentes à emulsão.

(3) Os óleos de turbina resistentes ao amoníaco devem permanecer separados dos óleos de turbina normais.

(4) Os óleos hidráulicos antidesgaste que contêm zinco são incompatíveis com os fluidos hidráulicos à prova de prata.

(5) Os óleos convencionais para engrenagens não devem ser misturados com os lubrificantes para parafusos sem-fim devido aos diferentes pacotes de aditivos e requisitos de viscosidade.

No entanto, certas combinações de óleos podem ser aceitáveis em circunstâncias específicas:

(1) Produtos do mesmo fabricante com classificações de qualidade e especificações comparáveis.

(2) Produtos de marcas diferentes de um único fabricante, desde que partilhem matérias-primas e produtos químicos de aditivos semelhantes.

(3) Óleos de base de diferentes tipos, se misturados numa formulação sem aditivos (embora isto seja raro nos lubrificantes modernos).

(4) Tipos de óleo que tenham demonstrado compatibilidade através de testes rigorosos de mistura e estudos de estabilidade.

(5) Os óleos para motores de combustão interna, apesar de conterem vários aditivos, podem ser misturados em situações de emergência

IV. Seleção da massa lubrificante

Ao selecionar uma massa lubrificante, a principal consideração deve ser a sua função, nomeadamente, o seu papel na lubrificação, redução da fricção, proteção e vedação.

Para as massas lubrificantes redutoras de fricção, os principais factores incluem a resistência a temperaturas altas e baixas, a carga e a velocidade de rotação.

No caso das massas lubrificantes de proteção, a atenção centra-se nos meios e materiais em contacto, em especial nas propriedades de proteção e estabilidade para metais e não metais. Para as massas lubrificantes de vedação, as considerações devem incluir os materiais e meios em contacto e a compatibilidade da massa lubrificante com o material (especialmente a borracha) para selecionar a massa lubrificante adequada.

A escolha da massa lubrificante deve ter em conta a temperatura de funcionamento, a velocidade de rotação, o tamanho da carga, o ambiente de trabalho e o método de fornecimento de massa lubrificante da máquina. As considerações gerais incluem os seguintes factores:

(1) Temperatura.

O impacto da temperatura na massa lubrificante é significativo.

Acredita-se geralmente que quando a temperatura de funcionamento do ponto de lubrificação excede o limite superior da temperatura da massa lubrificante, a perda por evaporação, a degradação oxidativa e a contração coloidal do óleo base da massa lubrificante aceleram.

Para cada aumento de temperatura de 10 ℃ a 15 ℃, a velocidade de oxidação da graxa aumenta de 1,5 a 2 vezes e a vida útil da graxa diminui pela metade. A temperatura de operação do ponto de lubrificação também muda com a temperatura ambiente.

Além disso, factores como a carga, a velocidade, o funcionamento contínuo e o enchimento excessivo de massa lubrificante também podem afetar a temperatura de funcionamento do ponto de lubrificação.

Para ambientes com temperaturas ambiente elevadas e máquinas que operam a altas temperaturas, deve ser utilizada massa lubrificante resistente a altas temperaturas. A temperatura da graxa geral deve ser de 20 ℃ a 30 ℃ abaixo do seu ponto de gota (temperatura).

(2) Velocidade de rotação.

Quanto maior for a velocidade de funcionamento dos componentes lubrificados, maior será a tensão de cisalhamento sofrida pela massa lubrificante e mais significativos serão os danos causados à estrutura fibrosa formada pelo espessante, reduzindo assim o tempo de vida da massa lubrificante.

Se a velocidade de funcionamento do equipamento duplicar, o tempo de vida da massa lubrificante reduz-se a um décimo da sua duração original.

Os componentes que funcionam a altas velocidades geram mais calor e a um ritmo mais rápido, podendo diluir a massa lubrificante e provocar fugas. Por conseguinte, deve ser utilizada uma massa lubrificante mais espessa em tais situações.

(3) Carga.

A escolha da massa lubrificante correcta de acordo com a carga é um aspeto fundamental para garantir uma lubrificação eficaz.

Para pontos de lubrificação de carga elevada, deve ser selecionada uma massa lubrificante com um óleo base de elevada viscosidade, um elevado teor de espessante e propriedades superiores de extrema pressão e anti-desgaste. A penetração no cone da massa lubrificante está diretamente relacionada com a carga que pode suportar durante a utilização.

Para condições de carga elevada, deve ser selecionada uma massa lubrificante com uma menor penetração no cone (maior viscosidade).

Se a aplicação envolver cargas pesadas e de impacto, deve ser utilizada massa lubrificante com aditivos de extrema pressão, como os que contêm bissulfureto de molibdénio.

(4) Condições ambientais.

As condições ambientais referem-se ao ambiente de trabalho e aos meios circundantes do ponto de lubrificação, tais como a humidade do ar, o pó e a presença de substâncias corrosivas.

Em ambientes húmidos ou situações que envolvam o contacto com a água, deve ser selecionada uma massa lubrificante resistente à água, como as massas lubrificantes à base de cálcio, à base de lítio, de cálcio complexo ou de cálcio sulfonado complexo. Em condições severas, deve ser utilizada massa lubrificante anti-ferrugem em vez de massa lubrificante à base de sódio com fraca resistência à água.

Em ambientes com fortes meios químicos, devem ser utilizadas massas lubrificantes sintéticas resistentes a meios químicos, como as massas lubrificantes de fluorocarbono.

(5) Outros factores.

Para além dos pontos acima mencionados, a relação custo-eficácia da massa lubrificante também deve ser considerada aquando da sua seleção.

Isto envolve uma análise abrangente sobre se a utilização da massa lubrificante prolonga o ciclo de lubrificação, o número de adições de massa lubrificante, o consumo de massa lubrificante, a taxa de falhas dos rolamentos e os custos de manutenção, entre outros factores.

(6) A relação entre a viscosidade da massa lubrificante e a aplicação.

Tabela: Gama de aplicabilidade em função da viscosidade da massa lubrificante.

Grau NLGIÂmbito de aplicação
Grau 000, Grau 00Utilizado principalmente para a lubrificação de engrenagens abertas e caixas de velocidades.
0 NotaUtilizado principalmente para a lubrificação de engrenagens abertas, caixas de velocidades ou sistemas de lubrificação centralizada.
1 GrauUtilizado principalmente para a lubrificação de rolamentos de agulhas ou rolamentos de rolos que funcionam a velocidades mais elevadas.
2 GrauMais utilizado para a lubrificação de chumaceiras antidesgaste que funcionam com carga média e velocidade média.
3 GrauUtilizado principalmente para a lubrificação de rolamentos antidesgaste que funcionam com carga média e velocidade média, bem como rolamentos de rodas de automóveis.
4 ClassificaçãoUtilizado principalmente para a lubrificação de chumaceiras e colares de veios em bombas de água e outras aplicações de carga elevada e baixa velocidade.
5° ano, 6° anoUtilizado principalmente para a lubrificação em condições especiais, como a lubrificação do pescoço do moinho de bolas.

Indicadores de referência para a falha da massa lubrificante

ProjetoIndicadores de referência para a falha da massa lubrificante
Ponto de gotejamentoA massa lubrificante deve ser rejeitada quando o ponto de gota se situa nos seguintes intervalos: 
1. O ponto de gota (temperatura) da massa lubrificante à base de lítio desce abaixo dos 140°C.
2. O ponto de gota (temperatura) da massa lubrificante composta à base de lítio desce abaixo dos 200°C.
3. O ponto de gota (temperatura) da massa lubrificante à base de cálcio desce abaixo dos 50°C.
4. O ponto de gota (temperatura) da massa lubrificante composta à base de cálcio desce abaixo dos 180°C.
5. O ponto de gota (temperatura) da massa lubrificante à base de sódio desce abaixo dos 120°C.
ViscosidadeSe a penetração do cone da massa lubrificante sofrer uma alteração superior a +20%, a massa deve ser eliminada.
Teor de óleoSe a percentagem do teor de óleo da massa lubrificante usada em relação ao teor de óleo da massa nova for inferior a 70%, a massa deve ser eliminada.
Conteúdo de cinzasSe a taxa de variação do teor de cinzas da amostra testada exceder 50%, a massa lubrificante deve ser rejeitada.
CorrosãoSe a massa lubrificante não passar no teste de corrosão da tira de cobre, deve ser eliminada.
OxidaçãoQuando a massa lubrificante gera um forte odor a ranço, ou o valor de acidez da massa à base de lítio excede 0,3mg/g (KOH), deve ser substituída por massa nova.
Impurezas mecânicasSe, durante a utilização, forem misturadas partículas superiores a 125μm na massa lubrificante, esta deve ser substituída por massa nova.
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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.

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