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Fundamentos de Lubrificação e Lubrificantes – Aula 7PROF. DENILSON J. VIANA

Aditivos para óleos lubrificantesOs aditivos são compostos químicos que adicionados aos óleos básicos reforçam alguma de suas características, lhes sedem novas ou eliminampropriedades indesejadas.

Podemos separar os aditivos em dois grupos:◦Modificadores de características físicas (fluidez, espuma, índice de viscosidade, etc)

◦Modificadores de efeitos químicos (inibidores de oxidação, detergentes, agentes de EP, etc)

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Anticorrosivos

Estes aditivos protegem as superfícies metálicas lubrificadas do ataque químico pela água ou outros contaminantes.


Antidesgaste

Estes aditivos formam um filme protetor nas superfícies metálicas, evitando o rompimento da película lubrificante, quando o óleo é submetido a cargas elevadas.

A formação deste filme ocorre a temperaturas pontuais de até 300°C.


Antiespumantes

Têm a propriedade de fazer com que esta espuma formada na circulação normal do óleo se desfaça o mais rápido possível.


Antioxidantes

Têm a propriedade de aumentar a resistência à oxidação do óleo. Retardam a reação com o oxigênio presente no ar, evitando a formação de ácidos e borras e, consequentemente, prolongando a vida útil do óleo.

Evitando a oxidação, minimizam o aumento da viscosidade e o espessamento do óleo.


Um óleo, simplesmente exposto ao ar, tende a oxidar-se devido à presença de oxigênio. Esta oxidação se processa lenta ou rapidamente, conforme a natureza do óleo.

Óleos em serviços estão mais sujeitos à oxidação, devido a vários fatores: contaminação, calor, hidrocarbonetos oxidados.

Esquematizando o mecanismo da oxidação, temos:

Oxigênio + hidrocarbonetos 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟

compostos ácidos


Extrema Pressão

Estes aditivos reagem com o metal das superfícies sob pressão superficial muito elevada, formando um composto químico que reduz o atrito entre as peças.

São utilizados em lubrificação limítrofe pois minimizam o contato direto entre as partes, evitando o rompimento da película lubrificante, quando o óleo é submetido a cargas elevadas.


Teve grande desenvolvimento motivado pelo emprego de engrenagens hipoidais que apresentam severas exigências de lubrificação devido a elevadas cargas e velocidades de deslizamento.

Estes aditivos são comumente utilizados em lubrificantes de engrenagens automotivas e industriais e também em graxas.

Engrenagens Hipoidais


Melhoradores do Índice de Viscosidade

Têm a função de reduzir a tendência dos óleos lubrificantes variarem a sua viscosidade com a variação da temperatura.

Rebaixadores do Ponto de Fluidez

Melhoram a fluidez dos óleos quando submetidos a baixas temperaturas, evitando a formação de cristais que restringem o fluxo dos mesmos.


Modificadores de Atrito

Os aditivos modificadores de atrito reduzem a energia necessária para deslizar partes móveis entre si, formando uma película que se rompe com o movimento, mas que se recompõe automaticamente.

Podem ser substâncias orgânicas (teflon), inorgânicas (grafite, bissulfeto de molibdênio) ou organometálicas (a base de molibdênio ou boro).


Aditivos para engrenagens

Os principais aditivos utilizados em engrenagens são:1. Para reduzir os efeitos do atrito◦Antidesgaste e EP◦Agentes antiespumantes

2. Remoção de calor◦Antioxidantes◦Antiespumantes

3. Contenção de contaminantes◦Antiferrugem◦Antioxidantes


Aditivos para óleo de motor

Entre os diversos tipos, destacam-se os detergentes e dispersantes.

Detergentes: Têm a propriedade de manter limpas as partes do motor. Também têm basicidade para neutralizar os ácidos formados durante a combustão.

Dispersantes: Têm a propriedade de impedir a formação de depósitos de produtos de combustão (fuligem) e oxidação (borra) nas superfícies metálicas de um motor, mantendo estes produtos indesejáveis em suspensão de modo que sejam facilmente retidos nos filtros ou removidos quando da troca do óleo.


Óleos lubrificantes e seus aditivosProduto Aplicação Características Óleo Básico Aditivos

Óleo para lubrificação

Rolamentos, engrenagens, fusos, lubrificação por perda total

Estabilidade à oxidação

Óleos naftênico ou parafínicos

A, C, E

Óleos para engrenagens

Redutores e multiplicados

Proteção contra desgaste e corrosão, antiespumante


A, B, C, D, E, F, G, H, J

Óleos hidráulicos

Sistemas hidráulicos

Proteção contra ferrugem e corrosão, boa estabilidade à oxidação, refrigerante, alto IV


A, B, C, E, F, G, J

A – Inibidores de oxidaçãoB – Melhoradores de IVC – Abaixadores de ponto de fluidezD – Agentes de adesividadeE – AntiespumantesF – Agentes EP inativos

G – Agentes de lubricidadeH – Agentes EP ativosI – Modificadores de tensão superficialJ – Inibidores de corrosãoK – BactericidasL – Compostos especiais



Óleos de corte integrais

Operação de corte onde o resfriamento é menos importante que a lubricidade

Vida longa para a ferramenta

Óleos naftênico de baixa viscosidade

A, C, E, F, G, H, J, L

Óleos de corte solúveis

Operação de corte em alta velocidade de resfriamento

Bom acabamento, alta estabilidade de emulsão, ação bactericida

Óleos naftênico de baixa viscosidade

E, F, G, H, I, J, K, L

Óleo de tempera e revenimento

Transferência de calor

Estabilidade à oxidação, pouca borra, alto ponto de fulgor


A, I, J, L





Pelo de transformadores

Meio dielétrico e de transferência de calor

Elevada estabilidade à oxidação, baixa viscosidade

Óleos naftênico A, C, L

Protetivos contra ferrugem

Proteção de superfícies metálicas

Não deve ser corrosivo, boa proteção contra corrosão, boa formação de película, aderência, boa resistência mecânica

Óleos naftênico C, D, F, G, I, J, L




Sistemas Hidráulicos Industriais

Consistem no uso de fluidos confinados para transmitir e multiplicar forças e modificar movimentos.


Óleo Hidráulico

As características de um óleo para sistemas hidráulicos são:◦Viscosidade adequada: é a característica mais critica, devendo ser de aprox. 150 SSU à 38°C na maioria das aplicações industriais.

◦Alto índice de viscosidade: deve ter um alto índice de viscosidade devido a faixa de temperatura de trabalho, devendo ser 90 ou maior.

◦Excelente resistência a oxidação: a oxidação baixa a capacidade de lubrificação e aumenta da viscosidade do fluido.


◦Boa propriedade antiferrugem: a umidade é a maior causadora da corrosão a menos que o óleo forneça proteção adequada.

◦Boa demulsibilidade: a contaminação por agua pode ocorrer por vazamentos nos resfriadores ou por condensação atmosférica, devendo ser separada rapidamente.

◦Boa resistência a formação de espuma: a espuma ocorre quando bolhas de ar são envolvidas por um filme de óleo, podendo ser deslocada pela bomba através do sistema.


Os principais fluidos hidráulicos empregados são:

A) Óleos minerais: são os mais utilizados.

B) Fluidos sintéticos: são compostos químicos, tais como ésteres, silicones e aromáticos de elevado peso molecular.

C) Fluídos não inflamáveis: são as emulsões de óleo em água e de glicol em água e os fluídos não aquosos.


Fluídos de Corte

Nas operações de trabalho com metais, a uniformidade do corte e o aumento da vida útil da ferramenta estão intimamente relacionados aos fluidos de corte.

Funções dos primarias dos fluidos de corte:

A) refrigerar a ferramenta e peça

B) lubrificar as partes em contato

C) Reduzir os esforços de corte

D) reduzir o desgaste da ferramenta


Funções dos primarias dos fluidos de corte:

A) remover os cavacos pela ação da lavagem

B) melhorar o acabamento da superfície usinada

C) proteger o peça, a ferramenta e a máquina contra corrosão

D) lubrificar guias e corrediças


Recomendações práticas

Deve-se avaliar a real necessidade da utilização dos fluidos de corte em cada operação.

Há casos onde é possível a usinagem sem lubrificante de corte, outros em que embora não necessários proporcionam redução de consumo de ferramenta. Deve-se sempre avaliar a relação custo beneficio.

Deve-se procurar padronizar sempre que possível os fluidos de corte das diversas operações com o objetivo de reduzir custos de estoque.

É importante manter o fluido com o mínimo de contaminantes possíveis, por meio de limpeza dos tanques e sistemas de filtragem adequados.


Óleo para tratamento térmico

Os tratamentos térmicos são processos a que se submetem os metais no estado sólido, objetivando melhorar certas características físicas.

Consiste basicamente no aquecimento e resfriamento controlados das peças.


Óleos para tratamento térmico

A velocidade de resfriamento é o fator mais importante na escolha do óleo, mas o seguintes fatores também devem ser considerados:◦Ponto de fulgor elevado

◦Baixa viscosidade assegurando resfriamento rápido e baixo consumo

◦Características antioxidantes para maior vida útil do óleo

◦A viscosidade deve varia pouco pois o óleo fica sujeito a evaporação, formação de borra, características que alteraram o grau de resfriamento.

◦Baixo resíduo de carbono para evitar a formação de borra e coque


A – óleo de tempera, convencional, mineral puroB – óleo de velocidade média de temperaC – óleo de rápida temperaD – óleo menos viscoso, de velocidade mais rápida de tempera e menor retenção na peça


Óleo de tempera

Geralmente é um óleo de baixa viscosidade e elevado ponto de fulgor.

A viscosidade é baixa para reduzir o arraste no processo e resistência na agitação. A viscosidade típica se situa entre 70 e 150 SSU a 38°C e o ponto de fulgor acima de 175°C.


Após um tempo de uso o óleo de tempera poderá ter um comportamento irregular devido a reações térmicas (craqueamento ou oxidação) decorrentes do uso normal ou de contaminantes do ambiente.

Nestas condições, a velocidade da tempera poderá ser maior ou menor e as peças podem começar a ter durezas irregulares ou trincas, ou podem sair sujas do banho.


Oxidação

O metal aquecido mergulhado no óleo faz com que alguns dos componentes do óleo se decomponham termicamente (craqueamento) em hidrocarbonetos mais leves e mais voláteis.

Um óleo de tempera parafínico após um uso prolongado passa normalmente a temperar mais rápido, tornando-se mais viscoso e possui mais borra e ponto de fluidez mais alto.


Contaminação

Muitas substancias misturadas ao óleo podem aumentar ou diminuir a velocidade da tempera e resultar em falta de uniformidade na dureza.

Geralmente os contaminantes tendem a aumentar a velocidade de resfriamento de óleos convencionais e a diminuírem a dos óleos de alta velocidade.

Água, mesmo em quantidades mínimas, pode alterar significantemente a velocidade da tempera e causar trincas em aços propensos a isso, causar manchas e falta de uniformidade.


Escamas metálicas (carepa - óxido de ferro das peças) devem ser mantidos dentro de limites razoáveis por meio de filtração.

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