Manutenção – Graxas para Rolamentos I

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A gente sempre vê muitos colegas de trabalho em dúvida sobre como e onde usar determinado tipo de graxa. Esta série de artigos tem a finalidade de esclarecer isso, baseado em pesquisa que fiz justamente para essa finalidade. Todas as sugestões e observações são bem vindas, vamos dividir o conhecimento, pessoal. Aproveitem e participem.

A graxa é o lubrificante mais usado para rolamentos. Graxa lubrificante é definida como uma dispersão semilíquida a sólida de um agente espessante num líquido (óleo de base). Consiste em uma mistura de 85 a 90% de óleo mineral ou sintético e um agente espessante. Em quase 90% de todas as graxas, o agente espessante e sabão metálico, formado quando um hidróxido metálico reage com um ácido graxo. Um exemplo é estearato de lítio ou sabão de lítio.

Variando-se o sabão, óleo de aditivo, é possível produzir diferentes graxas para uma ampla variedade de aplicações.

COMO A GRAXA ATUA NO ROLAMENTO

O espessante de uma rede de fibras de sabão funciona como recipiente para óleo lubrificante. As cavidades desta rede enchem-se de óleo, tal como os poros de uma esponja cheia de água. Se uma esponja for espremida, a água é expelida a esponja “sangra”. O óleo também “sangra” de uma graxa.

Todavia, mais do que trabalho mecânico, é a elevação da temperatura na massa da graxa ao redor do rolamento que causa “sangria” e suprimento de óleo para as superfícies de contato e de deslizamento do rolamento. Uma quantidade suficiente de óleo deve chegar a estas superfícies. O tipo escolhido de graxa deve ter propriedades adequadas ao tipo do rolamento e condições de trabalho. Requisitos especiais surgem, por exemplo, em rolamentos sujeitos a fortes vibrações, onde uma graxa mecanicamente instável pode ser expelida do rolamento num processo contínuo. Isso causa uma ruptura mecânica na base do sabão metálico, destruindo a graxa.

PROPRIEDADES DAS GRAXAS

Em uma determinada condição de operação, é necessário o emprego de uma graxa com propriedades tais, que permitam uma lubrificação satisfatória. Vejam abaixo algumas das propriedades das graxas.

Viscosidade: A viscosidade é a propriedade dos fluidos correspondente ao transporte microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Ou seja, quanto maior a viscosidade, menor será a velocidade em que o fluido se movimenta. Esta propriedade está associada à resistência que o fluido oferece a deformação por cisalhamento. De outra maneira pode-se dizer que a viscosidade corresponde ao atrito interno nos fluidos devido basicamente a interações intermoleculares, sendo em geral função da temperatura. É comumente percebida como a “grossura”, ou resistência ao despejamento. Viscosidade descreve a resistência interna para fluir de um fluido e deve ser pensada como a medida do atrito do fluido. Assim, a água é “fina”, tendo uma baixa viscosidade, enquanto óleo vegetal é “grosso”, tendo uma alta viscosidade. Nas graxas ela está intrinsecamente ligada como tipo de equipamento no qual faremos o uso. Enquanto a viscosidade de um óleo em determinada temperatura independente da sua decomposição estrutural, a viscosidade da graxa decorre inteiramente desse fator. Comparando para uma dada temperatura às relações de viscosidade e da taxa de cisalhamento de um óleo e de uma graxa preparada com este mesmo óleo incorporado com um sabão, observa-se que a viscosidade da graxa se aproxima a do óleo que a compõe quando aquela é submetida a taxas de cisalhamento muito elevado. È importante que este fenômeno seja reversível ou praticamente reversível, isto é, que a graxa volte a sua viscosidade original elevada ao cessar a ação de decomposição. Como exemplo prático da importância dessa variação de viscosidade, pode-se considerar o caso do mancal de rolamento lubrificado a graxa. Nas pistas de rolamentos, onde as velocidades são elevadas e as folgas reduzidas, a graxa apresenta-se com baixa viscosidade, e conseqüentemente, o atrito, o calor gerado e o consumo de energia são menores. A porção maior de graxa retida nos separadores, na blindagem etc., sofre menor modificação em sua estrutura, e, portanto apresenta-se com viscosidade elevada. Isso permite que a graxa permaneça ai como um lubrificante de reserva, atuando ainda como vedação mantendo afastadas as partículas estranhas.

Consistência: A consistência indica o grau de rigidez de uma graxa. Indica se uma graxa é dura ou mole, isto é, se ela é difícil ou facilmente penetrável ou deformável; é uma das características mais importantes das graxas, pois influencia a formação da camada responsável pela lubrificação e na capacidade de bombeamento da mesma. Depende, basicamente, do tipo e quantidade de espessante utilizado. A consistência é especificada segundo a escala do “National Lubricating Grease Institute” (NLGI) dos EUA. É baseada no grau de penetração de um cone padrão na graxa, a uma temperatura controlada durante cinco segundos; mede-se então, a profundidade de penetração, em décimos de milésimos, veja tabela ao lado. Quanto menos espessa é uma graxa, maior será a penetração e menor o índice NLGI.

Para rolamentos, é comum um índice NLGI 2 (Mole, penetração trabalhada de 265 a 295 décimos de  mM) ou 3. (Média, penetração trabalhada de 220 a 250 décimos de mM). São utilizadas graxas NLGI 1 (Muito Mole, penetração trabalhada de 310 a 340 mM) e 0 (Extremamente Mole, penetração trabalhada de  355 a 385 mM) para aplicações de temperaturas muito baixas ou em sistemas de lubrificação centralizada.

Quanto menor a variação de consistência, melhor será o desempenho da graxa no uso prático.

Capacidade de bombeamento: Indica a facilidade ou dificuldade com que uma graxa é bombeada, isto é, a força que se faz para bombeá-la. É uma característica importante nos sistemas de lubrificação centralizada. Está ligada à consistência e à viscosidade aparente da graxa.

Ponto de gota: Denomina-se “Ponto de Gota” de uma graxa lubrificante, a temperatura na qual o produto torna-se suficiente fluido, sendo capaz de gotejar através de um dispositivo especial, sendo obedecidas rigorosamente as condições de ensaio. É uma característica importante para os equipamentos que trabalham a altas temperaturas. As graxas apresentam ponto de gota variáveis, dependendo o mesmo, entre outros fatores, do tipo de agente espessante empregado, das matérias primas usadas e do processo de fabricação.

Resistência à água: Pelo fato de algumas máquinas trabalharem em ambientes com muita umidade, esta característica torna-se extremamente importante nesses casos.

Oxidação: A oxidação, absorção do oxigênio, produz a deterioração da graxa e a diminuição da sua capacidade de lubrificação. Alguns tipos de graxa se oxidam com maior facilidade que outros. Quanto maior a temperatura, mais a graxa se oxida e mais freqüentes deverão ser as trocas e reposições.

Propriedade antiferrugem: Graxas utilizadas em rolamentos devem sempre proteger contra ferrugem. O agente que combate à ferrugem deve ser insolúvel. A graxa deve ter tal força de aderência, que as superfícies do aço estejam cobertas por uma película, mesmo se a graxa estiver saturada com água.

Estabilidade Mecânica: Algumas graxas tendem a amolecer durante o trabalho mecânico, o que pode resultar em vazamento. Em instalações vibrantes, a graxa é empurrada para dentro do rolamento a partir do alojamento. Se a graxa não for mecanicamente estável, será expelida do rolamento num continuo processo de circulação. Isso causa ruptura mecânica da matriz do sabão e destrói a graxa. Diz-se que uma graxa é estável quando ela consegue manter por mais tempo a sua consistência. É importante escolher graxa com boa estabilidade mecânica, tal como as graxas à base de lítio fabricadas pela Pizzani Quimica.

Cor: A cor da graxa não determina a sua qualidade.

Separação do óleo: As graxas, quando armazenadas durante longo período, apresentam razoável tendência à decomposição, separando-se o óleo do sabão.

VEDADORES

Um vedador deve proteger tanto o rolamento quanto o seu lubrificante. Nem impurezas nem umidade devem ser permitidas a penetrar no rolamento e causar danos.

Vedadores devem, também, impedir vazamento da graxa. A eficácia de um vedador é crucial para a vida em serviço do rolamento.

A escolha correta da vedação é muito importante. Nunca continue a usar um rolamento com vedador inapropriado para sua condição de trabalho ou danificado.

GAMA DE TEMPERATURAS DAS GRAXAS

É importante selecionar uma graxa que atenda aos requisitos da aplicação à temperatura de trabalho.

Temperaturas Elevadas: Em temperaturas elevadas, muitas graxas amolecem causando risco de vazamento. Em temperaturas elevadas constantes, é importante usar uma graxa especial. Em temperaturas extremamente elevadas, graxas lubrificantes, especialmente graxas à base de sabão metálico, oxidam rapidamente. Então a graxa endurece e ocorre a separação quase total do óleo. Devemos usar graxa HT quando a temperatura de trabalho exceder 80 ºC (175 ºF) ou quando não forem possíveis curtos intervalos de relubrificação de rolamentos trabalhando a temperaturas de 70 a 85 ºC (160 a 185 ºF).

Baixas temperaturas: Graxas comuns lubrificam mal em temperaturas baixas. Isso pode impedir a rotação dos corpos rolantes, especialmente na partida e sob baixas cargas. O deslizamento dos corpos rolantes sobre a pista, pode causar desgaste e falha do rolamento. Use graxa LT quando a temperatura de trabalho, bem como, as temperaturas ambientes estiverem abaixo de 0 º (32 ºF), ou em rolamentos com cargas leves, funcionando em altas velocidades.

Temperaturas Médias: Estas “multiuso” (multipurpose), são recomendadas para rolamentos operados à temperaturas de –30 à 120 ºC (-20 à 250 ºF). Podem ser utilizadas na grande maioria de aplicações de lubrificação à graxa. A viscosidade do óleo base deve estar entre 75 a 200 mm2/s a 40 ºc (105 ºF).  A consistência é normalmente 2 ou 3 de acordo com a escala NLGI.

Por Rodrigo Cintra

1 COMENTÁRIO

  1. Bisulfeto de molibdênio, usado em turbinas, tem uma micragem tão baixa que tende a fechar os poros da superfície metálica, melhorando o deslize e abaixando as temperaturas de funcionamento. Nas metralhadoras dos aviões, motores de competição etc.. Molykote o nome comercial.

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