MANCAISO mancal conjunto destinado a condicionar o movimento
relativo entre duas ou mais peas. Pode ser do tipo frico
(1.simples) ou antifrico (2.rolamento). 1. Mancais de frico: Os
mancais simples dividem-se em trs tipos: Planos de guia e de
Escova. 1.1. Planos comuns ou Radicais: Os mancais planos so os que
suportam uma carga perpendicular ao eixo em rotao e podem se
subdividir, de acordo com sua forma, em mancais de bucha, mancais
de duas partes, mancais de quatro partes, etc. O mancal de bucha
consiste de uma s pea, em forma de tubo. Exemplo tpico se encontra
nos pinos de mbolos de motores de combusto interna, em que a bucha
fixada biela. Os semi-mancais no abrangem na totalidade de sua
circunferncia. Empregam-se em lugares onde a carga atua sempre no
mesmo sentido. Uma das aplicaes tpicas destes mancais se encontra
em eixo de vages ferrovirios, bem como nos rolos das moendas de
cana-de acar e calandras. Os mancais de duas partes ou bi-partidos,
os mais comumente empregados, aparecem bielas e no eixo de
manivelas de motores e compressores. As duas seces unem-se por meio
de parafusos. Os mancais de quatro ou mais partes encontram-se
principalmente em mquinas a vapor, suportando o eixo do volante.
1.2. De Guia: Os mancais de guia so aqueles em que o movimento
relativo das peas alternativo. O melhor exemplo se v nas cruzetas
de mquinas a vapor, de grandes compressores de ar e de grandes
motores diesel. 1.3. De Escora: Encosto ou Empuxo: Os mancais de
escora so encontrados em muitas mquinas em que o movimento de
certas peas produz longitudinais ou axiais sobre os eixos, tendendo
a empurra-los em determinado sentido. Casos tpicos so os mancais do
eixo propulsor dos navios, avies, etc. fcil ver que o propulsor,
pois seu movimento, tende a descolar-se juntamente com o eixo em
que est chavetado. Os mancais de escora recebem esse empuxo,
ocasionando o deslocamento do navio ou do avio. Por outro lado
certas mquinas, em virtude de sua construo, tm o seu eixo principal
em posio vertical ou inclinada, o que exige um mancal de escora
para suportar o peso do conjunto. As turbinas hidrulicas de eixo
vertical so mquinas desse grupo. Tipos do mancal de escora muito
usados para grandes cargas so de Michell e o Kingsburdy, que se
compe de calos basculantes.
CONSIDERAES GERAIS SOBRE LUBRIFICANTES DE MANCAIS SIMPLES
Em termos gerais os mancais so projetados de tal maneira que se
possa substituir uma das partes, quando o conjunto apresentar
desgaste excessivo. As superfcies de contato dessas partes
substituveis so de metais mais mole do que as dos elementos
apoiado, para oferecerem menor coeficiente de atrito, bem como
proteo contra desgaste pronunciado dos elementos mais dispendiosos
e de substituio mais difcil. Conforme o servio, munhes de ao duro,
por exemplo, apiam-se em mancais de um dos metais seguintes: metal
patente, bronzes diversos e ligas ferrosas. A lubrificao de mancais
simples pode ser feita por leo ou pr graxa. A lubrificao
satisfatria de mancais simples depende da manuteno, entre as
superfcies, de uma pelcula em forma de cunha, fornecida pelo
lubrificante. No caso de um mancal bem projetado e em boas condies,
trs fatores governam a manuteno da pelcula: a rotao do munho, a
carga imposta ao mancal e a viscosidade do leo (a consistncia, no
caso de uma graxa). A temperatura de servio tambm importante, por
quanto afeta a viscosidade do leo ou a consistncia da graxa e pode
tambm indicar um defeito no mancal. A distribuio do leo no interior
dos mancais simples muitas vezes facilitada por um sistema de
ranhuras na superfcie interna do mancal. O ranhuramento correto de
um mancal simples de importncia e pode ter em vista duas
finalidades: a primeira conduzir o leo rea de mxima presso e
distribui-lo uniformemente sobre a superfcie; a segunda, permitir
um maior fluxo de leo atravs do mancal, a fim de possibilitar boa
refrigerao. Essas ranhuras no devem nunca atingir o ponto de mxima
presso, em virtude da possibilidade de ser o leo conduzido para
fora desse ponto, nem devero atingir as extremidades do mancal.
Devem ter suas arestas chanfradas, a fim de no rasparem o leo que
est sobre o munho. O ranhuramento depender da largura do mancal, da
carga apoiada, da velocidade circunferncia do munho e do mtodo de
aplicao do lubrificante. 1. Causas de mau funcionamento de mancais
simples: As principais causas do mau funcionamento dos mancais
simples so: Emprego de material inadequado ou imperfeies do mancal;
Impurezas que penetram entre as superfcies de contato;
Desalinhamento do munho no mancal, por qualquer motivo; Corroso das
superfcies de atrito; Folga incorreta entre o munho e o mancal. Uma
folga excessiva ocasionar trepidaes do munho, enquanto uma folga
insuficiente impede a entrada do lubrificante, provocando aumentos
de temperatura e desgaste; 2. Mancais de Rolamentos: Os mancais
antifrico ou de rolamento, vulgarmente conhecidos como rolamentos,
compem-se de quatro partes, a saber: um anel interno, elementos
rolamentos e espaadores. As trs primeiras partes so feitas de ao
extremamente duro, com
acabamento espelhado, enquanto os espaadores so de metal mais
mole para no danificar os elementos rolantes. De acordo com o tipo
de elementos rolantes, podem os mancais de rolamentos ser
classificados em: Mancais de esferas; Mancais de rolos cilndricos;
Mancais de rolos cnicos; Mancais de agulhas (quando o dimetro dos
rolos cilndricos muito pequeno em relao ao comprimento). Os mancais
de rolamentos so fabricados dentro de tolerncias rigorosas. Quando
em servio, os elementos rolantes e as pistas se deformam e a
deformao produz calor, que, somando ao calor gerado pelo atrito,
deve ser dissipado, em parte, pelo lubrificante. 3. Funes do
lubrificante para mancais de rolamentos: As funes de um
lubrificante para rolamentos so: Reduzir o atrito de deslizamento
entre os elementos rolantes e separados; Proteger as superfcies
contra a ferrugem ou corroso; Dissipar o calor gerado; Completar a
vedao do conjunto, a fim de evitar a penetrao de qualquer impureza.
Estas funes so melhor exercidas por um leo especialmente tratado,
mas atualmente j difundido o uso da graxa, que se revela menos
eficiente apenas no que diz respeito refrigerao. Por outro lado,
mais eficiente que o leo, no que se refere vedao. 4. Falhas de
lubrificao com graxa: Quatro possveis causas provocam falhas de
lubrificao com graxa: Folgas exageradas no conjunto, permitindo,
assim que a graxa seja expelida pelas partes mveis; Perda de graxa
atravs de um retentor inadequado; Deteriorao qumica da graxa,
devido as elevadas temperaturas de operao do mancal; Graxa
inadequada. 5. Quantidade de lubrificante: A quantidade de graxa
aplicada nas caixas deve ser em volume de a 2/3 do volume de vazio
do mancal montado. A quantidade de leo deve ser tal, que seu nvel,
em repouso, coincida com a metade do dimetro do elemento rolante
que estiver situado na parte mais baixa do rolamento. Para rotaes
elevadas, as quantidades de graxa e leo podem ser reduzidas. A
quantidades de lubrificante nas caixas dos rolamentos muito
importante; podemos dizer que o excesso to prejudicial quanto
falta. Confirma esta afirmativa o fato de que, quando se trata de
mancais de grande responsabilidade, as caixas terem um dispositivo
especial que permite a expulso do excesso do lubrificante, retendo
apenas a quantidade necessria no interior das mesmas, isto
naturalmente sem permitir a entrada de elementos exteriores.
So as caixas com vlvulas de graxa. Para o leo, facilmente se
consegue eliminar o excesso, por meio de tubo ladro. Da ser um
grande erro lubrificar um mancal de rolamento por meio de pino
graxeiro, sem o controle da quantidade de graxa aplicada nas caixas
sem vlvula. 6. Perodo de troca: Admitindo-se uma vedao eficiente, o
tempo de troca depende principalmente dos seguintes fatores:
velocidade, carga e temperatura. Em condies normais, ou seja,
velocidades uniformes at 2.500 rpm, para rolamentos de tamanho mdio
e pequeno, cargas constantes sem choques ou vibraes e temperaturas
at 50C. A graxa deve ser trocada semestralmente ou a cada 1.200
horas de trabalho. O leo deve ser trocado anualmente ou a cada
2.400 horas de trabalho. Se, porm, tem-se velocidade maiores ou
cargas sujeitas a choque, vibraes ou ainda temperaturas acima de
50C. Haver necessidades de intervalos de trocas menores. Para os
rolamentos de rolos, os intervalos acima devem ser reduzidos a
metade. 7. Prevenes e Providncias Importantes: Eis alguns conselhos
de carter geral aplicvel no manuseio de rolamentos: Trabalhar com
ferramentas adequadas, em ambiente limpo; Remover toda sujeira para
fora dos mancais, antes de retira-los; Tratar o mancal usado com o
mesmo cuidado que se dispensaria a um novo; Utilizar solvente e
leos de lavagem limpos; Colocar os mancais desmontados em cima de
papel limpo; Proteger os mancais abertos contra a sujeira e a
umidade; Usar panos limpos, sem fiapos, na limpeza dos mancais;
Proteger os mancais com papel encerrado, quando fora de uso. Limpar
o lugar ocupado pelo mancal, antes de instala-lo; Impedir a
contaminao dos lubrificantes; Nunca misturar lubrificantes
diferentes; Reservar sempre o mesmo recipiente de reposio para um
determinado lubrificante. TIPOS DE LUBRIFICANTES Substncia as mais
variadas so usadas como lubrificantes. De acordo com seu estado de
agregao, os lubrificantes podem ser classificados em: 1 Gasosos 2
Lquidos 3 Pastosos 4 Slidos 2.1 Lubrificantes Gasosos Os
lubrificantes gasosos so usados em casos especiais, em lugares onde
no so possveis as aplicaes dos lubrificantes convencionais. Podemos
citar alguns deles, como o ar, nitrognio e os gases
halogenados.
2.2 Lubrificantes Lquidos
Os lquidos so em geral preferidos como lubrificantes porque eles
penetram entre partes mveis pela ao hidrulica, e alm de manterem as
superfcies separadas, atuam tambm como agentes removedores de
calor. 1 leos minerais 2 leos graxos 3 leos compostos 4 leos
sintticos
2.2.1 leos Minerais So produzidos de crus de composio muito
variada, mas formados por grande nmero de hidrocarbonetos (
compostos de hidrognio e carbono) pertencentes a trs classes
principais: parafinicos, naftnicos e aromticos. Os crus passam por
diferentes tratamentos, tais como destilao fracionada, remoo de
asfalto, refinao de cido e refinao por solvente. A escolha seqncia
dos tratamentos dependem tanto da natureza do cru, como dos
produtos finais desejados. Conforme o processo adotado, pode o
lubrificante apresentar grande variao de caractersticas quanto
viscosidade, volatilidade, resistncia oxidao, etc...
2.2.2 leos Graxos Foram os primeiros lubrificantes a serem
utilizados pelo homem com o desenvolvimento industrial e o
aperfeioamento da maquinaria, houve a necessidade imperativa da
substituio dos leos graxos pelos leos minerais. A principal
desvantagem dos leos graxos est em sua pequena resistncia a oxidao,
rancificando-se facilmente e formando gomosidades. Os leos graxos
conforme sua origem, podem ser classificados em: Vegetais Animais
Os leos vegetais normalmente utilizados so: leo de rcino, leo de
coco, leo de oliva, leo de semente de algodo. Dos leos de origem
animal, podemos citar de baleia, leo de foca, leo de espermacete,
leo de peixe, leo de mocot, leo de banha (banha de porco).
2.2.3 leos Compostos So misturas de leos graxos, com leos
minerais.Essas adies so de at 30% e tem por finalidade conferir ao
lubrificante maior oleosidade e tambm facilidade de emulso em
presena de vapor dgua. 2.2.4 leos Sintticos Estes leos esto em
continuo desenvolvimento, utilizados apenas em casos especficos.
Podemos citar os poli-glicis, em silicones e os disteres.
2.3 Lubrificantes Pastosos Compreendem as graxas e as composies
lubrificantes. 2.3.1 Graxas As graxas lubrificantes so disperses
estveis de sabes minerais. Observadas atravs de microscpio
eletrnico, verifica-se que o leo que compe a graxa retido por uma
trama frouxa, tridimensional, de fibras de sabo que se assemelha
aos pelos de uma escova. Estas fibras so formadas por cristais de
sabo que por sua vez so constitudas por molculas. A trama do sabo
mantm-se coesa pela ao de foras de atrao fraca as fibras, que
empresta graxa sua consistncia ou corpo quando em repouso. Na graxa
submetida, essas foras so vencidas; o lubrificante perde sua
consistncia e flui. Quando maior a decomposio estrutural, maior a
facilidade com que a graxa se desfaz. Quando a fora que provocou a
decomposio estrutural deixa de atuar, as fibras de sabo tendem a se
agrupar novamente a trama original, restituindo graxa a mesma
consistncia inicial. Enquanto a viscosidade de um leo em
determinada temperatura independente da sua decomposio estrutural,
a viscosidade da graxa decorre inteiramente desse fator. Comparando
para uma dada temperatura s relaes de viscosidade e da taxa de
cisalhamento de um leo e de uma graxa preparada com este mesmo leo
incorporado com um sabo, observase que a viscosidade da graxa se
aproxima a do leo que a compe quando aquela submetida a taxas de
cisalhamento muito elevado. importante que este fenmeno seja
reversvel ou praticamente reversvel, isto , que a graxa volte a sua
viscosidade original elevada ao cessar a ao de decomposio. Como por
exemplo, prtico da importncia dessa variao de viscosidade, pode-se
considerar o caso do mancal de rolamento lubrificado a graxa. Nas
pistas de rolamentos, onde as velocidades so elevadas e as folgas
reduzidas, a graxa apresenta-se com baixa viscosidade, e
conseqentemente, o atrito, o calor gerado e o consumo de energia so
menores. A poro maior de graxa retida nos separadores, na blindagem
etc., sofre menor modificao em sua estrutura, e, portanto
apresenta-se com viscosidade elevada. Isso permite que a graxa
permanea ai como um lubrificante de reserva, atuando ainda como
vedao mantendo afastadas as partculas estranhas. H inmeros exemplos
similares de mancais, excntricos, etc., onde dada preferncia a
graxa que pode ser mantida nesses pontos em condies de ser usada
quando necessria. Vantagens e desvantagens: As graxas apresentam
melhores propriedades de reteno, por possurem alta afinidade com as
superfcies metlicas. Prefere-se a graxa quando impraticvel um
suprimento continuo de leo, pois ela por sua coeso pode ser
armazenadas nos pontos de aplicao evitando-se assim, durante
perodos de tempo relativamente longos, a necessidade de acrescentar
novas quantidades de lubrificantes. Quando em presena de atmosfera
poludas ou midas, as graxas apresentam vantagens em relao aos leos,
pois agem como elementos de vedao.
As graxas no dissipam o calor to bem quanto o leo, razo pela
qual um mancal lubrificado a graxa tem temperatura normalmente
superior ao de um mancal lubrificando a leo. As graxas
apresentam-se sobre tudo em funo do tipo de sabo empregado com
determinada textura, que poder ser fibrosa, untuosa, ou
amanteigada. Alcanam sua estabilidade, fator importantssimo a sua a
sua conservao com a adio de agentes estabilizantes especficos, tais
como glicerina, cidos graxos, gua, etc. Fabricam-se essas disperses
a se obter produtos semi-fluidos ou pastosos que podem ser
aplicados como pelcula lubrificantes nos pontos em que seria pouco
prtico ou quase impossvel o emprego de leo, uma vez que estes, em
virtude de sua fluidez, no ficariam retidos. Componentes das graxas
lubrificantes Os componentes essenciais de uma graxa so: O
lubrificante e o agente espessante. a. Lubrificante liquido - a.1
leo mineral a.2 leo sinttico b. Agente dispersante b.1 sabes
metlicos b.1.1 componentes metlicos b.1.2 componentes graxos b.2
tipo no sabo Alm desses dois componentes, a graxa pode conter: c.
Aditivos c.1 inibidores de oxidao c.2 inibidores de corroso c.3
agentes de oleosidade e untuosidade c.4 lubrificantes slidos c.5
agentes de extrema presso a. Lubrificante lquido: A escolha do
lubrificante lquido funo da aplicao que dever ser dada graxa. b.
Agente espessante: o agente que por sua natureza e concentrao ir
conferir as graxas determinadas caractersticas como: consistncia,
ponto de gota, estrutura, comportamento em relao a gua e as
temperaturas. O agente mais usado o sabo. b.1 Sabes metlicos b.1.1
Sabes metlicos componentes metlicos a. Graxas a base de sabo de
clcio: de aparncia amanteigada, com grande resistncia a gua tem sua
aplicao limitada pelo baixo ponto de gota que em geral lhes
caracterstico. No devem ser trabalhadas superiores a 50C. Isto no
exclui a existncia de graxas de sabo de clcio, que se caracterizam
por elevado ponto de gota. b. Graxas a base de sabo de sdio: de
aparncia fibrosa, no resistem a ao de gua, mas toleram
perfeitamente temperatura mais elevadas, entre 110C e ao contrrio
das graxas de clcio.
c. Graxas a base de sabes de alumnio: as semelham-se s graxas de
clcio no que se refere a qualidade lubrificante e textura, embora
mais transparentes e com aspecto mais brilhante. So mais estveis do
que as graxas de clcio, apresentando vantagens evidentes quando em
presena de gua, tende ainda maior aderncia metlica, a temperatura e
ao de cidos diludos. d. Graxas a base de sabo de ltio: de aparncia
amanteigada, grande estabilidade a ao da gua e cidos diludos, alto
ponto de gota, so graxas denominadas de aplicaes mltiplas
substituindo com algumas vantagens as graxas de clcio, sdio e
alumnio. b.1.2. Sabes metlicos componentes graxos. O cido graxo ou
gordura, usado para proteger o sabo em associao com determinado
componentes metlicos, tem grande influncia no formato e dimenses da
fibra do sabo, influindo por conseguinte nas propriedades da graxa.
Exemplificando: uma gordura pode formar uma graxa de sdio fibrosa,
enquanto que outra poder originar um produto final de aparncia
amanteigado; por outro lado, uma graxa de sdio preparada por
determinada gordura pode absorver grande quantidade de gua sem
perder a consistncia enquanto que outra graxa de sdio fabricada com
gordura diferente se liquefar ao absorver somente uma frao do seu
peso em gua. O cido graxo pode ter tambm grande influncia sobre a
resistncia a oxidao da graxa. A seleo da gordura resultar do cotejo
entre seu preo e quantidade exigida para a graxa. b.2. Tipo no
sabo: So graxas obtidas com agentes espessantes no sabo, sendo
nesse caso de grande utilizao determinadas argilas, como a
bentonita. A maior vantagem destas graxas reside em no apresentarem
gota. As graxas a base de sabo fundem-se simultaneamente com fibras
do sabo, devido ao colapso da trama do sabo. Como os agentes
espessantes no saponificveis tem ponto de fuso extremamente
elevado, a trama do espessante resiste. Implica, obrigatoriamente,
em que essa determinada graxa poder ser utilizada em qualquer
temperatura. c. Aditivos: So agentes qumicos que adicionados s
graxas, aumentam sua eficincia, reforando-lhes ou mesmo
conferindo-lhes caractersticas necessrias s exigncias de certas
mquinas modernas. c.1. Inibidores de oxidao: A oxidao da graxa
decorre da quantidade do leo e da gordura, bem como da temperatura
da operao. Os inibidores so muito utilizados em graxas para mancais
de rolamentos, j que quase sempre permanecem em servio por longos
perodos e muitas vezes sujeitos a temperaturas elevadas. c.2.
Inibidores de corroso: Estes compostos so eficientes contra
ferrugem, pois a gua dificilmente consegue remove-lo das superfcie
metlicas. c.3. Agentes de oleosidade e untuosidade: Melhoram as
qualidades da graxa. Usam-se leos graxos. c.4. Lubrificantes
slidos: So usados para aumentar a capacidade da graxa de suportar
cargas e agem sobre as superfcies metlicas, mesmo que a graxa seja
eliminada. So usados grafite e bissulfeto de molibdnio, mica e
amianto pulverizado. c.5. Agentes de extrema presso: So agentes
qumicos adicionados aos lubrificantes para impedir a ao destrutiva
metal contra metal quando ocorre o rompimento da pelcula
lubrificante. Os aditivos EP so compostos contendo fsforo, enxofre
ou cloro na forma ativa que reagem quimicamente com a superfcie do
metal, formando compostos (em geral cloretos, fosfetos e sulfetos)
de baixa taxa de cisalhamento, os quais se comportam como
eficientes lubrificantes slidos. Os aditivos EP somente agem quando
h condies conhecidas como de extrema presso, isto , grandes presses
entre as superfcies em movimento relativo com rompimento da pelcula
lubrificante e desenvolvimento de calor suficiente para provocar a
reao qumica. 2.3.2. Composio Lubrificantes a. Composies
betuminosas: So composies que apresentam grande adesividade e
elevada viscosidade muito utilizada na lubrificao de grandes
engrenagens expostas, cabos de ao etc. Em razo de sua alta
viscosidade, necessitam ser aquecidas quando de sua utilizao. Podem
tambm se apresentar diludas em solventes, para facilidade de
aplicao. b. Pastas especiais para estampagem: Essas pastas so em
geral fabricadas com sabes e gorduras, contendo ou no material
slido, como xido de certos metais. So utilizadas puras ou dispersas
em gua ou leo mineral.
VANTAGEM DA LUBRIFICAO A GRAXA1. A aplicao do lubrificante menos
freqente com graxa do que com leo, e conseqentemente, o custo final
e a mo de obra so reduzidos. Essa aplicao pouco freqente
particularmente vantajosa em lugares de difcil acesso, tais como
motores selados, mancais selados e outros sistemas. 2. Agem como
selo contra entrada de matrias estranhas. Da mesma maneira agem
como selo contra vazamento de lquidos manipulados atravs de vlvulas
(tipo macho e fmea, principalmente). 3. O problema de gotejar ou
salpicar quase eliminado quando as mquinas so lubrificadas com
graxa. Isso particularmente vantajoso quando pode resultar em dano
aos produtos manufaturados, como por exemplo, tecidos ou alimentos.
Quando os equipamentos so lubrificados com graxa, eles podem ser
usados em posio vertical sem problemas de vazamento. 4. Os sistemas
de selagem para graxas so simples e de baixo custo comparados aos
requeridos para leos. 5. A graxa lubrificante mantm alguma
lubrificao, mesmo quando o equipamento no foi lubrificado por longo
perodo. Exemplificando com rolamentos, que so lubrificados na sua
origem com graxas especiais e que duram praticamente toda a vida na
mquina em que operam. 6. Se for usado uma graxa adequada, sua
aderncia s superfcies maior que a dos leos, portanto, o seu uso
previne enferrujamento das peas paradas por longo tempo, o que
aconteceria se o leo estivesse sendo usado. 7. Graxas apropriadas
resolvem problemas de lubrificao sem corroso, mesmo em presena de
gua. 8. Graxas tem a vantagem de minimizar o atrito inicial planos
e radicais. 9. Em certos casos, as graxas reduzem rudos e vibraes,
agindo como amortecedores, por exemplo, em engrenagens dentadas.
10. Graxas so preferveis em condies extremas de operao, tais como
altas temperaturas, extremas presses, baixas velocidades choque de
cargas, etc. 11. Em partes de mquinas j com muito uso (folgas), a
graxa praticamente o nico meio de lubrificao.
LUBRIFICANTES SLIDOS
O emprego de lubrificante slido tem a finalidade de substituir a
pelcula fluda por uma pelcula slida, principalmente onde houver
casos de lubrificao limite. Dos minerais mais usados destacam-se o
grafite, o bissulfeto de molibdnio, a mica e o talco. De um modo
geral estes slidos apresentam boas propriedades de untuosidade e so
capazes de resistir a elevadas temperaturas e presses. Os dois
primeiros citados so os que apresentam aplicaes mais destacadas
como lubrificantes slidos. Para o bissulfeto de molibdnio em
virtude de sua grande aplicao em todo tipo de equipamento
industrial, dedicaremos um capitulo parte. O grafite natural
constitudo por carbono na forma cristalina sendo usado
principalmente aquele que apresenta estrutura lamelar (sob a forma
de escamas ou lminas), o qual permite moagem em diversos graus de
finura, sem perder sua estrutura original. Geralmente so macios e
untuosos ao tato, constitudos praticamente de carbono quimicamente
puro( 99% mnimo C). Os tipos produzidos para finalidades
lubrificantes sofrem tratamentos especiais de moagem e defloculao,
com solues aquoasas de tanino, obtendo-se o chamado grafite
coloidal, cujas partculas so de dimenses coloidais, compreendidas
entre 0,1 a 1 micron. Consideram-se que principal vantagem dos
lubrificantes grafitados repouse em sua capacidade de formar filmes
sobre as superfcies metlicas dos mancais equipamentos mecnicos,
proporcionando assim baixos coeficientes de frico. Nas temperaturas
ordinrias, o grafite no atacado por cidos, lcalis e halognicos em
geral: no se combina com o oxignio at que prevaleam temperaturas de
ordem de 593C acima do qual passa o gs carbnico. O grafite
apresenta uma dureza na escala de Moh igual a 1 e sua densidade
varia de 2,7 a 3,1.
MTODOS GERAIS DE APLICAO DE LUBRIFICANTES
Para que sejam atingidos os objetivos de uma lubrificao
eficiente, deve-se atender, simultaneamente, s seguintes condies:
Lubrificante adequado; Em quantidades certas; No local correto.
Veremos a seguir mtodos de aplicao de lubrificantes que, com maior
ou menor eficincia procuram atender as condies citadas. 10.1.
Lubrificao Manual: Neste caso se aplica o leo por meio de almotolia
mtodo bastante simples, porm eficiente. 10.2. Copo com agulha ou
vareta: Neste dispositivo de lubrificao h uma agulha metlica que,
passando por um orifcio situado na base do copo de dimetro
ligeiramente superior ao da agulha, repousa a sua extremidade
inferior sobre o munho. Este, em rotao, imprime movimento
alternativo agulha, o que faz certa quantidade de lubrificante
descer pelo espao entre ela e o orifcio. 10.3. Copo com torcida ou
mecha: O funcionamento desse aparelho se baseia no principio da ao
capilar da torcida sobre o leo, e claro que os leos de menor
viscosidade passaro mais rapidamente do copo para o mancal. 10.4.
Copo conta-gota : Este dispositivo apresenta a vantagem de se poder
regular a quantidade de leo aplicado sobre o mancal, assim como
interromper o fornecimento de leo, baixando-se a haste existente no
centro do copo. o tipo de copo mais comumente encontrado na
lubrificao industrial. 10.5. Lubrificao por anel: Neste sistema,
extremamente difundido, o lubrificante permanece em uso durante
muito tempo e fica contido em um reservatrio abaixo do mancal. Em
volta do munho, repousa um anel de dimetro maior, cuja parte
inferior est mergulhado em leo. O movimento de rotao do eixo faz
com que o anel o acompanhe e o lubrificante, arrastado por ele,
levado para o munho, no ponto de contato entre ambos, e da para o
mancal. 10.6. Lubrificao por colar : Neste sistema, variao do
anterior, o anel substitudo por um colar fixo ao munho. O leo
transportado pelo colar, por ao da rotao do munho, vai at ao mancal
atravs de ranhuras. Emprega-se este sistema em eixos de maior
velocidade ou quando se exige leos to viosos que no permitem o
livre movimento de um anel. 10.7. Lubrificao por banho de leo :
Neste sistema o lubrificante est contido em um recipiente
adequadamente dimensionado. As
partes a lubrificar mergulham total ou parcialmente no leo
distribuindo por ranhuras, a outras peas, o excesso de
lubrificantes carregam em sua imerso no leo. Fator importante neste
sistema a correta manuteno de nvel considerando-se que o leo, alm
de lubrificar, deve resfriar a pea. O banho de leo muito usado nos
mancais axiais de escora, caso em que o conjunto de munho est
mergulhado em leo. Encontra-se ainda o banho de leo em mancais de
rolamento de eixos horizontais, caso em que o leo no atinge o
munho, ficando apenas mergulhado uma parte do rolamento. Outra
grande aplicao dos banhos de leos ocorre nas caixas de engrenagens:
as partes inferiores das engrenagens mergulham no leo, o qual e
arrastado pelos dentes e salpicado para os mancais e demais partes
da caixa. Como regra geral, no se deve mergulhar mais do que 1/3 da
altura dos dentes da roda inferior no banho para se evitar a perda
de potencia por revolvimento do leo e formao de espuma. 10.8.
Lubrificao por meio de estopa ou almofada : Neste sistema muito
usado dos mancais de vages de estrada de ferros ou carros eltricos,
coloca-se em contato com a parte inferior do munho certa quantidade
de estopa previamente embebida em leo. Por ao capilar, o leo de
embebimento ecoa pela estopa em direo ao mancal. 10.9. Lubrificao
por salpico ou borrifo : Neste sistema, o lubrificante est contido
em um carter ou deposito, de onde borrifado por meio de uma ou mais
peas mveis. Em velocidades elevadas, o leo borrifado fica altamente
pulverizado e atinge todas as partes mveis dentro do invlucro. A
lubrificao por borrifada muito comum especialmente em pequenos
motores. 10.10. Lubrificao por nvoa de leo : Consiste na pulverizao
do leo em geral por meio de sistemas tipo venturi para distribuio,
atravs de tubulaes, s partes a serem lubrificadas. Este processo
foi, originariamente, desenvolvido para resolver os problemas de
lubrificao dos rolamentos de esferas, nas rvores de retificadoras,
que giram a altas velocidades em ambientes onde existem aparas
metlicas, poeira, etc. A lubrificao por nvoa d excelentes
resultados nos casos em que quantidades muito pequenas de leo so
requeridas, pois torna-se relativamente simples, a dosagem adequada
do lubrificante em funo das necessidades das peas a lubrificar.
Outras vantagens importantes desse mtodo, decorrentes da passagem
do fluxo de ar comprimido impregnado de leo pelas partes
lubrificadas, so: a vedao, conseqncia da possibilidade de aparas
metlicas e outras impurezas penetrarem nos rolamentos em sentido
contrrio ao calor do ar, e ainda h eficiente eliminao do calor
gerado. 10.11. Sistemas Circulatrios: 10.11.1. Por Gravidade: No
sistema por gravidade, existe uma bomba situada no interior do
reservatrio de leo a qual o recalca para um
reservatrio localizado acima da mquina, de onde vai por
gravidade atingir os diversos pontos. 10.11.2. Por bombas mltiplas
e lubrificadores mecnicos: Neste sistema existe um aparelho
lubrificador montado sobre a prpria mquina e por ela acionado. Esse
lubrificador consta de uma caixa, que serve de depsito para o
lubrificante e um, dois ou mais pistes, funcionando como bomba. As
gotas de leo seguem por canalizao adequada at s peas a lubrificar.
A quantidade do leo, que cada um dos pistes fornece, pode ser
regulada por meio de um parafuso. Para facilitar a regulagem,
muitos lubrificantes possuem visores, que permitem a contagem de
gotas por unidade de tempo. 10.11.3. Por bomba nica : Mtodo de
lubrificao muito usado. A bomba que est ligada ao eixo do motor ou
mquina fica geralmente mergulhada no leo do crter ou depsito e o
fornece sob presso por meio de canalizao, aos pontos que precisam
de lubrificao. Aps ter passado peas a lubrificar, o leo retorna ao
crter para resfriamento e novamente posto em circulao.
MTODOS DE LUBRIFICAO GRAXA1. A aplicao por copos graxeiros um
aperfeioamento da lubrificao manual, mas ela no elimina o elemento
humano desde que a sua constncia inteiramente dependente da ateno
do operador. Os cips graxeiros podem ser manuais ou automticos. Os
copos graxeiros de compresso so, provavelmente os tipos mais
largamente empregados e a graxa forada do copo manual pelo
aparafusamento da tampa do mesmo (tipo Stauffer) ou um giro na
alavanca (tipo parafuso martimo), a certos intervalos. A fim de
contornar a necessidade de freqncia ateno do operador so muitas
vezes usados os copos graxeiros atuados por molas (automtico). Este
tipo, na realidade, no se enquadra perfeitamente em lubrificao
manual. Alm do seu reenchimento e ocasional limpeza, muito pouca
ateno requerida, mas uma desvantagem deste mtodo que, se o mancal
se tornar quente, a graxa poder escorrer mais livremente e vazar
pelas extremidades do mancal e o copo pode rapidamente se esvaziar
e problemas devido falta de lubrificao podero ocorrer. Quando se
enche um copo graxeiro, deve-se tomar cuidado para assegurar a
excluso de todas as sujeiras. Alguns copos possuem pinos graxeiros
para reenchimento por pistolas de presso e com isto h menor
possibilidade de incluso de sujeiras uma vez que no h necessidades
de remoo da tampa. No enchimento, deve-se tambm tomar cuidado para
evitar bolsas de ar que podero afetar a lubrificao do mancal. 2.
Pistolas Graxeiras: A aplicao de graxa por meio de pistola, pode
ser simples, empregando uma pistola de graxa operada manualmente ou
pode ser relativamente complexa, envolvendo o uso de ar ou bombas
acionadas eletricamente, para forar a graxa nos mancais. A construo
interna de todos os tipos inclui uma mola atuando sobre uma esfera
de ao contra o furo de entrada da graxa. A graxa entrando sobre
presso, fora para traz a esfera, vencendo a mola, mas quando a
presso para esfera volta ao seu primitivo lugar, vedando
completamente o furo contra o escape de graxas, ou entrada de
sujeiras. Os pinos graxeiros devem ser limpos com um pano, antes de
aplicar o conector, a fim de evitar impurezas possam ser foradas
para o interior do pino levado para o mancal. 3. Centralizada
Lubrificao: A lubrificao centralizada pode ser leo ou graxa, Em
casos especiais usa-se o sistema centralizado para o fornecimento
de produtos para processos, tais como pastas para estampagem.
Existem dois tipos de sistemas: em srie ou em paralelo. No sistema
em srie os diversos pontos no recebem o lubrificante ao mesmo
tempo.
No sistema em paralelo todos os pontos recebem o lubrificante ao
mesmo tempo. Quanto ao nmero de tubos que vo da bomba at os pontos
podemos classificar os sistemas centralizados em: monotubulares e
bitubulares. Os sistemas monotubulares so aqueles onde no h tubulao
de retorno. So instaladas vlvulas de dosagem (medidores) em cada
ponto e so reguladas individualmente, ou existem diversos tipos
diferentes de vlvulas que so escolhidas dependendo da descarga
necessria. Os sistemas bitubulares onde h tubulaes de retorno. 4.
Mancais com cavidade: Estes mancais geralmente trabalham em altas
temperaturas, como os mancais de cilindros secadores de indstria de
papel, possuem cavidades onde so aplicadas graxas de bloco com
conformao adequada. A graxa em bloco deve ficar livre na cavidade.
Para isso corta-se o bloco ligeiramente menor que a cavidade. Ali
ela pressiona sobre o munho. O calor de atrito das articulaes em
contato causa o derretimento da graxa e lubrifica o mancal.
PRECAUES NA APLICAO DE LUBRIFICANTES
Antes de se aplicar um lubrificante leo ou graxa a uma mquina,
indispensvel ter a certeza de que o produto est limpo, isento de
contaminaes em com suas caractersticas tpicas dentro das fixas
normais. Para isso, cuidados especiais devem ser tomados com relao
ao manuseio e armazenamento dos tambores ou baldes de
lubrificantes, assunto que ser abordado mais adiante. Neste captulo
trataremos, pois, de algumas das precaues a serem observadas com os
mtodos mais comuns de aplicao de lubrificantes. 1. Lubrificao a
leo: 1.1. Na lubrificao por almotolia do leo deve ser peridica e
regular, evitando-se sempre os excessos e vazamentos. 1.2. Nos
dispositivos semi-automticos, tais como copo conta-gotas, copo
agulha ou torcida, etc. os nveis devem ser verificados
periodicamente. 1.3. Com lubrificadores do tipo perda total de leo
os nveis devem ser estabelecidos cuidadosamente. Por ocasio do
enchimento, certificarse de que o mecanismo funciona corretamente
1.4. Nos casos de lubrificao por estopa, esta dever estar
corretamente embebida e ter contato completo com o munho a
lubrificar. 1.5. Nos casos de pequenos banhos de leos, os nveis
sero periodicamente revistos e, se necessrio, completados. 1.6.
Quando houver anel lubrificador, deve ser estar certo de que ele
gira com velocidade normal e conduz bem o leo do banho. 1.7.
Lubrificadores mecnicos devem ter seu mecanismo bem ajustado, a fim
de medir a quantidade correta do leo. Os visores devem estar
limpos, sem a presena de gua ou impurezas. 1.8. Em sistemas de
lubrificao forada, importante manter os nveis, deixar limpos os
filtros, observar periodicamente as presses e as temperaturas. 2.
Lubrificao a graxa : 2.1. Quando se faz a aplicao por copos
Sttauffer, impe-se o uso de graxa do tipo untioso. Os copos devem
ser enchidos de modo a se evitar a formao de bolhas de ar. 2.2. No
caso de lubrificao feita por meio de pistola, deve-se previamente
limpar o pino graxeiro. 2.3. Nos sistemas centralizados, deve-se
verificar periodicamente a quantidade da graxa existente no
reservatrio, a presso da graxa, bem como garantir, a todos as
linhas de distribuio, o suprimento das quantidades adequadas.
ESCOLHA DO LUBRIFICANTE
Identificao de problemas na rea de trabalho, ou seja,
identificar os pontos crticos e resolver com solues prticas. Muitas
pessoas no admitem com facilidade existirem problemas sem soluo em
sua empresa e no por ltimo pelo fato de desconhecer como problemas
de determinados casos que, em funo do grau de dificuldade, passaram
a ser contornados de maneira anti-econmica e hoje fazem parte da
rotina de trabalho. imprescindvel que os departamentos de manuteno
se proponha s solues mais criteriosas. Temos de analisar todos os
parmetros para que possamos tomar a deciso correta sobre o
lubrificante adequado, para o caso em questo. Via de regra temos
duas ou mais opes e, portanto, devemos optar pela soluo
economicamente mais vivel. Como proceder: a) Analisar o ritmo de
trabalho e possibilidade de relubrificao; b) Analisar o custo
provvel da hora/homem desprendido para a relubrificao; c) Analisar
eventuais paradas de mquinas e conseqentes perdas de produo. De
posse dos dados mencionados temos possibilidade de avaliarmos qual
a melhor maneira do emprego do lubrificante e escolha
criteriosamente usando as seguintes solues; Menor Custo /
Lubrificante Menor perodo / Relubrificao Mdio Custo / Lubrificante
Mdio perodo / Relubrificao Alto Custo / Lubrificante - Longo perodo
/ Relubrificao Convm observar que a ltima opo se aplica a casos
submetidos a condies estremas ininterruptamente, ou seja, quando a
necessidade de relubrificao envolve a parada de operao e
conseqentemente a perda de produo. Obviamente o alto custo de
aquisio no est apenas limitado ao perodo ao qual o lubrificante
atende, mas tambm sua resistncia especifica como por exemplo
agressividade qumica, altas temperaturas, etc. d) Aplicao.: Quanto
aplicao de lubrificantes temos a observar que existem vrios mtodos
sendo os principais, conforme segue.: leos: Banho: ( mancais
planos, engrenagens, correntes) Circulao forada: ( mancais planos,
engrenagens) Pulverizao/Nvoa: (rolamentos, correntes)
Gotejamento: (mancais, engrenagens, correntes) Sistemas
centralizados. Graxas: Diretamente no rolamento, corrente; Atravs
de bico graxeiro com ou sem depsito de graxa. Na forma de disperso
para aplicao com tal, ou ainda para aplicao atravs de banho.
Sistemas Centralizados. Ps Jateamento / Tamboreamento / Frico
Pastas: Normalmente sobre os prprios pontos a serem lubrificados.
e) Critrios observar: 1- Rolamentos: 1.1. Temperatura: Rolamentos
convencionais esto limitados temperatura de 120/130C. Temperatura
superiores requerem rolamentos especiais denominados termicamente
estabilizados, tambm conhecidos por anis estabilizados, e
identificados pela letra S e pela letra C, com relao a folga, que
pode ser radical ou axial. Classificam-se conforme segue: S0 - at
-150C S1 - at - 200C S2 - at - 250C S3 - at - 300C S4 - at - 350C E
no que tange folga temos: C1- Folga menor que C2 C2 - Folga menor
que a normal C3 - Folga maior que a normal C4 - Folga maior que C3
C5 - Folga maior que C4 Onde as folgas medidas em micra (milsimo de
mn) variam em funo de tipo e dimenso do rolamento. Com o intuito de
exemplificar citamos abaixo diversos tipos com as respectivas
tolerncias: Ex.: Rolamentos de uma carreira de esferas nr. 6204 c/
0 int. 20mm /0 externo 47 mm C2 0 a 9 C3 15 a 25 C4 23 a 33 C5 32 a
44
Rolamento auto compensador nr. 22310
C2 20 a 40
c/ int. de rolos 50 mm, ext. 110 mm
C3 65 a 90 C4 90 a 120 C5 120 a 150
1.2. Rotao: Os rolamentos tem suas rotaes permitidas
estabelecidas pelos fabricantes conforme determinam os catlogos
tcnicos. As rotaes mximas so estabelecidas para cada tipo de
rolamento, para lubrificao a leo e lubrificao graxa. O fator DN
expressa o valor mximo ao qual a graxa pode ser submetida.
Calcula-se o fator DN conforme segue: interno + externo = dimetro
Dimetro mdio RPM = Fator DN As medidas dos dimetros so dadas em mm.
oportuno porm lembrar-mos que o fator DN, deve observar uma tabela
de correo, os valores catalogados devem ser ajustados conforme
segue: 1. rgidos de uma carreira de esferas 2. de uma carreira de
rolos cilndricos 3. auto compensador de esferas 4. de uma carreira
de esferas / contato angular 5. rolamentos de agulhas 6. rolamentos
de agulhas 7. de rolos cnicos 8. auto compensador de rolos 9. auto
compensador de 1 carreira de rolos 10. buchas de agulhas 100% 100%
90% 90% 70% 70% 60% 60% 40% 40%
NB. Em hiptese alguma podemos desrespeitar os valores
catalogados plos fabricante de rolamentos, quando ao limite de RPM
para lubrificao a graxa, mesmo quando de aplicao de graxas
dinamicamente leves, pois a determinao em questo obedece a
parmetros construtivos que no podem ser influenciados pelos
lubrificantes. 1.3. Quantidade de graxa: Convencionou-se recomendar
para lubrificantes em geral a aplicao de 1/3 do espao livre entre
os anis interno e externo, como quantidade ideal de graxa. Com a
finalidade de facilitar este calculo sugerimos a aplicao de
seguinte frmula aproximada. d. B. 0,01 = cm3 aonde d dimetro
interno em mm B largura da pista em mm O resultado da em cm3 poder
ser multiplicado pelo peso especifico do produto a ser aplicado
obtendo-se ento a quantidade de graxa em gramas. Observe-se que
esta quantidade vale para as condies normais de rotao, bem como
para produtos lubrificantes aonde os componentes slidos (aditivos
com caractersticas de melhorar a resistncia a cargas, temperaturas,
condutividade, etc.) estejam presentes em quantidades intimas.
Lubrificantes com alto teor de componentes slidos e conseqentemente
extremamente limitados no que tange rotao, ou seja, fator DN,
devem
receber apenas 1/10 do espao livre conforme mencionado
anteriormente. Quanto relubrificao devemos recomenda-se normalmente
a aplicao de apenas 50% do volume original, ou seja, na frmula
anteriormente mencionada teramos: d.B. 0,005 = cm3.