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Lubrificantes semi-sólidos (Graxas) Discentes: Alexsandra Tomé dos Santos Everton Guedes de Lima Por que usar lubrificantes? ➔ Reduzir o atrito e o desgaste Formando uma película que impeça o contato direto entre duas superfícies que se movem relativamente entre si. Ou seja, o lubrificante reduz o atrito a níveis mínimos, quando comparado ao contato direto, exigindo uma força menor e evitando o desgaste do corpo. ➔ Reduzir a temperatura dos componentes mecânicos. ➔ Permitir um movimento livre. ➔ Eliminar ruídos. ➔ Proteger contra a ferrugem e a corrosão. ➔ Vedar as partes em movimento. Graxas A graxa lubrificante é um produto intermediário entre um sólido e um semi-sólido obtido por dispersão de um agente espessante num líquido lubrificante. Composição ● As graxas são compostos lubrificantes constituídos por óleos minerais com viscosidades diversas, mais aditivos e mais agentes engrossadores (sabões metálicos). ● Os sabões engrossadores são obtidos pela reação química entre um ácido graxo e um produto alcalino, que pode ser sabão de cálcio, sabão de sódio ou sabão de lítio e bentonita. Graxas Espessante Fluido lubrificante Aditivos Graxas de sabão de Cálcio ➔ Possuem textura macia e amanteigada. ➔ São resistentes à água. ➔ Não são indicadas para aplicações onde as temperaturas sejam acima de 60ºC (rolamentos, por exemplo). As maiores aplicações das graxas de cálcio são a lubrificação de mancais planos, os chassis de veículos e bombas d’água. Graxas de sabão de sódio ➔ Possuem uma textura que varia de fina até fibrosa. ➔ Resistem a altas temperaturas ➔ Solúveis em água. Suas maiores aplicações são os mancais de rolamentos e as juntas universais, desde que não haja presença de água, pois elas se desfazem. Graxas de sabão de lítio ➔ Possuem textura fina e lisa ➔ São insolúveis na água ➔ Resistem a elevadas temperaturas. Podem substituir as graxas de cálcio e de sódio em suas aplicações. Graxas de complexo de cálcio ➔ Possuem elevado ponto de gota ➔ Boa resistência a altas temperaturas ➔ Boa estabilidade mecânica. ➔ Apresentam a propriedade de engrossar quando contaminadas com água. ➔ Não contêm água em sua formulação, podendo ser usadas com temperaturas elevadas. Podem ser aplicadas em mancais de deslizamento e de rolamentos. Graxas mistas ➔ Possuem as propriedades intermediárias dos sabões com que são formadas. ➔ As graxas de sódio e lítio não são compatíveis, não devendo ser misturadas. Características ➔ Consistência ➔ Ponto de gota ➔ Estabilidade mecânica ➔ Estrutura ➔ Filamentação ➔ Resistência à água ➔ Bombeabilidade Consistência ➔ É o grau ao qual um material plástico resiste à deformação quando submetido à aplicação de uma força. ➔ Em caso de graxas lubrificantes, esta é uma medida da dureza ou maciez relativa. A consistência é medida através da norma ASTM D 217, e Penetração de Cone em Graxa Lubrificante, e é frequentemente reportada em termos da classificação NLGI. ➔ Penetração do Cone: A consistência da graxa é medida a 25°C após a amostra ter sido submetida a 60 golpes duplos na unidade ASTM de trabalho de graxa. Após a amostra ter sido preparada, o cone do penetrômetro é liberado e se permite que afunde na graxa por seu próprio peso por 5 segundos, Quando mais o cone penetra na graxa, maior é o resultado de penetração e mais macia é a graxa. Classificação NGLI (Instituto Nacional de Graxas Lubrificantes) Estabilidade mecânica ➔ É a medida de como a consistência da graxa irá alterar-se em serviço quando for submetida a tensões mecânicas (cisalhamento). ➔ O amolecimento de uma graxa em um rolamento pode eventualmente fazer com que a graxa vaze para fora do mancal, exigindo mais serviços de manutenção e reabastecimento frequente de graxa A estabilidade mecânica é frequentemente medida através da unidade de teste prolongado descrita na norma ASTM D217 (ex.: 100.000 golpes duplos), ou o teste de Estabilidade de Rolo ASTM D1831). ➔ A norma ASTM D217 submete a graxa até 100.000 golpes duplos, caso o material seja muito comprimido (abaixe muito) nestes ciclos de amassamento tem-se um indicador que essa graxa não apresenta boa estabilidade mecânica. ➔ A norma ASTM D1831 submete a graxa ao cisalhamento, através da rotação de um cilindro contendo um rolo de 5 kg a 165 rpm, por 2 horas. As mudanças da penetração ao final dos testes é uma medida da estabilidade mecânica. Link: https://www.youtube.com/watch?v=lrncOYsmrEQ Ponto de gota O ponto de gota da graxa é a temperatura na qual o espessante perde sua capacidade de manter o óleo básico dentro da sua matriz. Teste de gotejamento Uma pequena amostra de graxa é colocada em um recipiente e aquecida de forma controlada, em um dispositivo similar a um forno. Quando a primeira gota de óleo cai da abertura inferior no recipiente, a temperatura é registrada para determinar o ponto de gota. Não é uma previsão exata do limite superior de temperatura de operação CUIDADO: Estrutura Sua característica está ligada à aparência e sensação tátil, e é definida por inspeção visual ligada à adesividade e facilidade de manuseio da graxa. Classifica-se como: ➔ Amanteigada: separa-se em pequenos picos sem fibras visíveis; ➔ Lisa: a superfície é livre de irregularidades; ➔ Filamentosa: separa-se em filamentos longos e finos, sem fibras visíveis; ➔ Fibras curtas: pequenos feixes fibrosos; ➔ Fibras longas: um único feixe de fibras. Filamentação O ensaio físico da filamentação identifica a capacidade das graxas de formar uma aparência filamentosa, ou seja, uma consistência capaz de separar-se em filamentos longos e finos e sem fibras visíveis. Resistência à água A capacidade da graxa resistir ou não à presença de água sem se dissolver. O tipo de sabão fornece ou não à graxa a resistência à ação da água. A resistência à água de massas lubrificantes é medida de acordo com a norma DIN 51 807 — parte 1. Reveste-se uma lâmina de vidro com a graxa sob teste. Em seguida, a lâmina é imersa em água circulante durante três horas a uma temperatura específica. A alteração na graxa é avaliada visualmente e indicada na forma de um valor entre 0 (sem alteração) e 3 (grande alteração) em conjunto com o teste de temperatura. Bombeabilidade É a capacidade da graxa fluir pela ação do bombeamento. A bombeabilidade de uma graxa depende de três fatores: viscosidade do óleo, consistência da graxa, e tipo de sabão. Características que cada espessante adiciona as graxas Apresenta uma maior estabilidade Aditivos São produtos que permitem melhorar as qualidades básicas de uma graxa lubrificante. Os principais aditivos usados em graxas: ➔ Extrema pressão ➔ Adesividade ➔ Antioxidantes ➔ Anticorrosivos e antiferrugem ➔ Aditivos detergentes ➔ Aditivos dispersantes ➔ Aditivos antiespumante ➔ Odoríferos ➔ ect Extrema pressão Quando a pressão excede o limite de suporte da película de graxa, torna-se necessário o acréscimo desses aditivos que, usualmente, é a base de chumbo. Os lubrificantes sólidos, como o molibdênio, a grafite e o óxido de zinco também são empregados para suportar altas cargas, mas em geral, não são adequados para mancais de rolamentos. Estes aditivos são aplicados em graxas para mancais de laminadores, britadores, equipamentos de mineração, e para mancais que trabalham com cargas elevadas. Adesividade Estes aditivos promovem o "fio" das graxas, já que as graxas devemapresentar uma boa adesividade quando aplicadas em locais com vibração como os chassis ou em locais em que a rotação das peças pode expulsá-las, como as engrenagens abertas. Aditivos como o látex ou polímeros orgânicos, em pequenas quantidades, aumentam consideravelmente o poder de adesividade das graxas. Antioxidantes As graxas de rolamentos, que são formuladas para permanecerem longos períodos em serviço e onde as temperaturas são elevadas, devem ser resistentes à oxidação, para não se tornarem corrosivas. Comumente esse aditivo é aplicado em graxas para mancais de rolamentos. Anticorrosivos e antiferrugem Esse aditivo tem por finalidade neutralizar os ácidos formados pela oxidação ou a ação da água. Como as graxas de sódio se misturam com água, esta perde seu efeito corrosivo, sendo então dispensados os aditivos antiferrugem. Comumente esses aditivos são aplicados em graxas para mancais de rolamentos. Aplicações das graxas ➔ Onde não se deseja o escoamento ➔ Deseja a formação de selo protetor ➔ Uso em ambientes muito úmidos ou de agressividade acentuada. Vantagens ➔ Promovem melhor vedação contra a água e impurezas. ➔ Maior economia em locais onde o óleo escorre. ➔ Possuem maior adesividade. Em mancais de rolamento: · Boa retenção. ·Lubrificação instantânea na partida. · Mínimo vazamento. · Pode ser utilizada em mancais selados. · Permite operação em várias posições. · Elimina contaminação. · Requer menor frequência de aplicações. · Baixo consumo. Em engrenagens: ·Boa retenção em engrenagens abertas. · Resistente à ação da força centrífuga, que tende a removê-la. · Resistente à pressão de carga. Em mancais de deslizamento: · Boa retenção. · Resistente ao choque. ·Permite um filme lubrificante nas partidas e operações intermitentes. Desvantagens ➔ Dissipam menos calor ➔ Não lubrificam tão bem em altas velocidades ➔ Resistem menos à oxidação ➔ Muitas vezes para relubrificar é necessário abrir o mancal para retirar a graxa usada. Referências BELMIRO, Pedro N.A. CARRETEIRO, Ronald P. Lubrificantes & Lubrificação Industrial, 1a Edição, Editora Interciência, 532 páginas, 2006 MANG, Theo; DRESEL, W. Lubricants and Lubrication, 2nd Edition, Published by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, Weinheim, Germany, 2007 REASE, Mobil. Graxa - Seus Componentes e Características. -: Exxon Mobil Corporation, 2009. Disponível em: <https://www.mobilindustrial.com.br/media/2535/pit_4820a_lote_2_tech nical_resources_technical_topics_grease_components_and_grease_charact eristics.pdf>. Acesso em: 12 out. 2019.