O QUE É UMA … MASSA LUBRIFICANTE ?

O QUE É UMA …MASSA LUBRIFICANTE ?

Massas Lubrificantes

Resumo

Definição Composição de uma massa lubrificante Óleo base: tipo, viscosidade, influência Espessante: consistência, natureza,

tipo, influência Aditivos: sólidos e solúveis Escolha de uma massa

Massas Lubrificantes

Representam cerca de 3% do consumo total de lubrificantes

São usadas em todos os ramos da indústria: siderurgia, cimento, papel, minas, etc…

Vasta gama de aplicações, tais como a lubrificação de chumaceiras, rolamentos e engrenagens

?O que é um Lubrificante?

Um lubrificante é uma substância capaz de reduzir o atrito, o calor e o desgaste quando colocada entre duas superficíes com movimento relativo entre si

O que é uma massa lubrificante?

Definição

Uma massa lubrificante é um produto intermédio entre um sólido e um semi-sólido obtido por dispersão de um agente espessante num líquido lubrificante

A massa lubrificante não é mais do que uma “esponja” cujos poros estão cheios de óleo

As forças mecânicas exercidas na “esponja” libertam o óleo nela contida

Composição

Fase sólida10%

Fase líquida90%

Óleo base (+ aditivos…)Espessante

Qual é a principal diferença entre um óleo e uma massa?

Os óleos são fluidos lubrificantes; a fluidez deum óleo é definida pela sua viscosidade

As massas são lubrificantes consistentes;a consistência

de uma massa é definida pela sua penetração

Lubrificação a óleo ou a massa?

Óleos Fluidos Escapam do local de

aplicação Troca de calor

(arrefecimento) Remoção de

partículas Remoção de

resíduos Classificação

Massas Semifluida/semi-

sólida Ficam no local de

aplicação Vedam Não arrefecem os

componentes Não limpam os

componentes Classificação

Viscosidade (SAE; ISO VG) Consistência (NLGI)

Quando Lubrificar com massa ... Diminuir o gotegamento ou salpicos de óleo. Diminuir a frequência da lubrificação. Impedir a entrada de contaminantes. Operações intermitentes. Diminuir o atrito localizado com lubrificantes

sólidos. Sob condições extremas de operação: Elevadas temperaturas Elevadas pressões Cargas de choque Baixa velocidade / elevadas pressões Máquinas com bastante desgaste. Quando a redução do ruído é muito

importante.

Óleo Base

Base mineral:

●Parafinica

●Nafténica Base sintética:

●Polialfaolefina (PAO)

●Poliglicol

●Ester

●Silicone

Óleo BaseGrau de Viscosidade ISO

Viscosidade (cSt) a 40° C

VG 3 2,9 - 3,5VG 5 4,1 - 5,1VG 7 6,1 - 7,5VG 10 9,0 -11,0VG 15 13,5 -16,5VG 22 19,8 -24,2VG 32 28,3 -35,2VG 46 41,4 - 50,6VG 68 61,2 - 74,8VG 100 90 - 110VG 150 135 165VG 220 198 - 242VG 320 288 - 352VG 460 414 - 506VG 680 612 - 748VG 1000 900 -1100VG 1500 1350 -1650

Variações de 10%

A viscosidade varia entre 22 e 1500 cSt a 40 °C

Para os rolamentos, por exemplo :

Velocidade

Viscosidade

Carga

Viscosidade

Óleo Base

Determina a gama de velocidades de

funcionamento

Determina a temperatura mínima de

aplicação

Determina a resistência à oxidação

Determina a compatibilidade com as

pinturas e os elastómeros

Óleo Base

Características das massas eensaios de performance

Penetração Estabilidade mecânica Separação do óleo Ponto de gota Resistência à água Pressão de fluxo Performance anti-ferrugem (Emcor)

Performance de extrema pressão (Timken / ensaio 4 esferas)

Ensaios de rolamentos

• Constituem a fase sólida e dispersa da massa.

• Formam uma rede tridimensional relativamente estável.

Se a concentração... ...o grau NLGI

Espessante

Penetração (ASTM D217 / IP 50)

Consistência

h

[ mm / 10 ]h

00000 0 1 2 3 6...

O grau NLGIConsistência Penetração a 25 °CNLGI (em 1/10 de mm)

000 445 / 475

00 400 / 430

0 355 / 385

1 310 / 340

2 265 / 295

3 220 / 250

4 175 / 205

5 130 / 160

6 85 / 115

Comportamento nos rolamentos

(vibrações)

Eficácia da massa, em termos de

estanquecidade contra contaminações

Meios de distribuição possíveis

Consistência

Penetração e classificação NLGI

Fluidas - Cx.s de engrenagens e sistemas centralizados

Sem-fluídas - Sistemas de lubrificação centralizada

Consistentes - Lubrificação de rolamentos

Muito rígidas raramente usadas

000 445...47500 400...4300 355...3851 310...3402 265...2953 220...2504 175...2055 130...1606 85...115

Consistência NLGINúmero

Penetração trabalhada0,1 mm a 25 ºC

Temperatura à qual uma gota de óleo se separa do espessante

Ponto de Gota

Sabões metálicos Lítio Cálcio Sódio Aluminio

Sabões metálicos complexos Lítio Cálcio Aluminio

Sem sabão Argilas

Natureza do Espessante

Lítio Cálcio Sódio Aluminio

Temp. FusãoPonto de gota 180 - 260 90 - 110 150 - 200 110 - 120

Temp. Máx.aplicação

140-180 70 120 60

Estabilidademecânica

Boa Má aexcelente

Má aboa

Má aboa

Resistênciaà água

Boa Excelente Má Excelente

Adesividade Boa Má Excelente Excelente

Natureza de Espessante

• Obtidos por neutralização de um ácido gordo, ou por saponificação.

• As massas com sabão de lítio são as mais comuns : 70 % do mercado

Ácido gordo + Base Sabão + Água

Sabões Metálicos

Um sabão complexo é formado a partir de

dois ou mais ácidos.

Permitem obter estruturas muito densas e

estáveis.

Utilizáveis com temperaturas elevadas

150 °C com uma base mineral

200 °C com uma base sintética (PAO)

Sabões Met. Complexos

Espessantes das massas ao microscópio

Massa c/ sabão de lítioMassa c/ sabão de sódioMassa c/ sabão de cálcio

• A ausência de sabão permite altas

temperaturas de utilização (200°c),

devido a uma elevada resistência à

oxidação– argilas, bentonites, ...

Espessantes Inorgânicos

Compatibilidade das massas

Importante :

NUNCA misturar massas com

diferentes espessantes

• São produtos que permitem melhorar

as qualidades básicas de uma massa

lubrificante

• Os aditivos podem ser:

– Sólidos

– Líquidos

Aditivos

Aditivos Sólidos

Grafite, Bissulfureto de Molibdénio, Mica, Talco

•Melhoram as características de fricção entre as

superfícies metálicas, especialmente em

situações de cargas elevadas e de choque

•Após o desaparecimento da película de óleo,

permanece uma camada protectora de aditivo

sólido

• São da mesma natureza que os utilizados nos óleos lubrificantes.– Anti-oxidantes– Inibidores de corrosão– Extrema-pressão– Anti-desgaste – Anti-ferrugem– ...

Aditivos Solúveis

Lubrificação de rolamentos

Em regra geral rolamentos com pequenos diâmetros e elevadas velocidade de rotação necessitam de massas lubrificantes NLGI 2... 3 e viscosidade dos óleos base baixa.

Para rolamentos com diâmetros elevados baixas velocidades de rotação é preferível massas com viscosidade de óleo base mais elevada.

É muito importante conhecer a temperatura ambiente e demais condições de funcionamento do rolamento, como seja a presença de água, poeiras e outros contaminantes e ainda as cargas específicas aplicadas.

Devem ser seguidas as recomendações dos fabricantes dos rolamentos.

Quantidade de massa na 1ª lubrificação

Encher totalmente o rolamento com massa nas zonas de contacto.

Em rolamentos com elevada rotação, por exemplo em máquinas ferramentas, dever-se-á encher apenas 30 a 40% do espaço livre.

Respeitar a quantidade recomendada pelo fabricante dos rolamentos.

Intervalos de relubrificação (I)

Teóricamente os intervalos de relubrificação terão de ter em conta :–Influência do meio ambiente–Elevadas cargas–Geometria do rolamento (consultar o

fabricante)

Intervalos de relubrificação (II)

0 200000 400000 600000 800000 1000000102030405060708090

100110120130140150

dmN= dm(=diâmetro principal do rolamento em mm)* N(=rpm)

Tem

pe

ratu

ra d

o r

ola

me

nto

(o

C)

20000

15000

10000

8000500020001000

500

Vida da massa em horas

A influência da temperatura e da velocidadena vida útil de uma massa de lítio

Lubrificação deficiente

Massa lubrificante não adequada Insuficiência de massa nas zonas

de contacto Excesso de massa lubrificante Contaminações (impurezas)

Suas consequências ...

Inadequada Insuficiente Excesso Contaminada

Corrosão

Desgaste

Fissuras a altas temp.

Escorregam.

Fadiga

Altastemperaturas

Ruído

Alteração datemp. de oper.Funcionam.

irregular

Massa lubrificante

Ap

arê

nc

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ola

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Co

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cio

n.

Alguns cuidados a ter na lubrificação a massa

Bombas de lubrificação próprias para cada tipo de massa.

Embalagens sempre fechadas Antes de lubrificar, limpar bem com pano

(sem fio), o copo de lubrificação. Seguir sempre as recomendações dos

fabricantes relativamente à quantidade de massa a aplicar.

Limite de trabalho para as massas

Cálcio

Lítio

Argila e todas as massascomplexas Argila e Li complexo

Tem

pe

ratu

ra (

oC

)

10

30

50

70

90

110

130

150

0 200000 400000 600000 800000 1000000

dmN= dm(=diâmetro principal do rolamento em mm)* N(=rpm)

ArgilaLítioLi

complexo

Escolha de uma Massa

Lavagem pela água

• Nenhuma• Pouca• Importante

Estanquecidade

• Boa• Média• Medíocre

Distribuição Lubrificação centralizada

Pequenos diametros Grandes diametros Comprimento linha Chumaceiras carter

• Manual• Pulverização

- 55°C 0°C 250°C 50°C 250°C

Velocidades

• Lenta• Moderada• Rápida

Parâmetros constituintes

• Óleo base• Espessante• Grau NLGI

Orgãos

• Chumaceiras lisas• Rolamentos• Redutores • Engrenagens abertas• Cames, guias, cabos• ...

Protecção anti-ferrugem

• Elevada• Moderada• Fraca

Carga aplicada

• Fraca• Moderada• Elevada

Temperatura Ambiente Temperatura de serviço

Aplicação

Rápida Fluido Rígida

Lenta Viscoso

Macia Baixa

Alta

Viscosidade Consistência Libertação de óleo

Escolha de uma Massa

Numa aplicação rápida, devemos utilizar ? 1. uma massa lubrificante com um

óleo base muito viscoso ou 2. com um óleo base mais “fino”

E numa aplicação com cargas elevadas ?

E para uma aplicação sujeita a altas temperaturas ?

Perguntas…

Em que situações se utilizam Aditivos Sólidos ?

Quais as 3 características mais importantes relacionadas com o espessante de uma massa lubrificante ?

?

Em que situações se utilizam Aditivos Sólidos ?

Quais as 3 características mais importantes relacionadas com o espessante de uma massa lubrificante ?

Consistência Natureza do Espessante Ponto de Gota

?

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