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O guia definitivo para lubrificação de rolamentos
A lubrificação dos rolamentos é fundamental para manter o desempenho dos rolamentos e prolongar sua vida útil. A lubrificação ajuda a separar os rolos ou esferas e pistas uns dos outros para evitar o desgaste do contato metálico entre os corpos rolantes e as pistas e reduzir o coeficiente de atrito entre as superfícies deslizantes internas. A lubrificação adequada também pode prevenir a corrosão do rolamento e também eliminar um pouco do calor. A lubrificação dos rolamentos pode até determinar o sucesso ou o fracasso do processo de fabricação da sua fábrica. Para este fim, Aubearing, fabricante líder de rolamentos, elaborou um guia de lubrificação de rolamentos com base em seus anos de experiência, discutindo diferentes tipos de lubrificantes, os melhores métodos de lubrificação e procedimentos corretos para referência de todos os engenheiros.
Existem dois tipos de lubrificantes no mercado: óleo e graxa. O óleo é fácil de entender e é um líquido que flui livremente, enquanto a graxa é um pouco complicada. Na opinião das pessoas, a graxa é um óleo relativamente viscoso. Ambos os lubrificantes têm suas próprias vantagens e desvantagens. A escolha da graxa certa depende de vários fatores: incluindo “tipo de equipamento, tipo de rolamento, tamanho, temperatura, condições de carga, velocidade, condições operacionais e ambiente externo”. Então, vamos primeiro ver a diferença entre oleo e graxa:
| Lubrificante | Advantage | Desvantagem |
|---|---|---|
AZEITE E AZEITE EVO | Fácil de distribuir, lubrifica outros componentes, menos arrasto, mais fácil de drenar e trocar. Melhor para altas temperaturas. | Pode vazar (preocupação ambiental), então não há lubrificação |
Graxa | Permanece no lugar, não vaza facilmente, melhora a vedação e não requer monitoramento. | Requer mão de obra para limpar e reabastecer. A graxa para altas temperaturas é muito cara. |
Na maioria dos casos, o melhor ponto de partida para selecionar o lubrificante adequado é seguir as recomendações do fabricante do rolamento.
óleo lubrificante
Os óleos lubrificantes consistem em óleos minerais naturais (contendo aditivos para evitar oxidação e ferrugem) ou óleos sintéticos. Os quatro óleos minerais naturais mais comuns incluem petróleo, diésteres, silicones e fluorocarbonos. Os óleos sintéticos são tipicamente polialfa olefinas (PAO), polialquilenoglicóis (PAG), ésteres e silicones e são adequados para condições de frio e baixo torque. No entanto, estes dois tipos de óleo têm propriedades únicas e não são intercambiáveis. O óleo mineral é mais comum que o óleo sintético. A viscosidade de um óleo está relacionada à espessura da película de óleo que ele cria, o que é fundamental para a lubrificação dos rolamentos. Do ponto de vista do desempenho, o óleo é a melhor forma de lubrificação para rolamentos. Fornece diversos tipos de lubrificação para rolamentos. Na sua forma mais simples, mantém um nível de óleo estático na caixa do rolamento. Por exemplo, em equipamentos com engrenagens e/ou bielas, o óleo fornecido a esses componentes pode criar uma névoa ou spray que molha as superfícies de contato do rolamento. Isso às vezes é chamado de “lubrificação por respingo”. O próximo em complexidade é a névoa de óleo e o sistema ar/óleo, projetados para fornecer a quantidade precisa de óleo necessária para a lubrificação, sem que o rolamento precise agitar o excesso de óleo, evitando o aumento do arrasto e da temperatura. Para aplicações de alta velocidade, muitas vezes é necessária a injeção de óleo circulante. O bico injeta óleo diretamente no rolamento, proporcionando as funções duplas de lubrificação e dissipação de calor. Esses sistemas são complexos e caros e só devem ser selecionados quando for absolutamente necessário.
Cada fabricante de lubrificante pode fornecer uma folha de especificações para cada um de seus produtos, e cada folha de especificações lista aproximadamente 20 propriedades e seus valores relevantes para aquele lubrificante. A característica mais importante de qualquer lubrificante para rolamentos é a viscosidade do óleo. Se a folha de especificações se aplicar a um óleo, o valor da viscosidade se aplicará ao óleo. Normalmente, os quatro valores de viscosidade são os seguintes:
cSt @ 40° C (104° F) Unidades SI
cSt @ 100°C (212°F) Unidades SI
SUS @ 100°F (38°C) Unidades imperiais
SUS @ 210°F (99°C) Unidades imperiais
É importante selecionar um lubrificante que forneça a viscosidade mais baixa aceitável na temperatura operacional do rolamento, que geralmente está entre as temperaturas de referência mínima e máxima mencionadas acima. Geralmente, o valor da viscosidade do óleo diminui rapidamente com o aumento da temperatura.
Graxa para rolamentos:
Alguns rolamentos usam óleo como lubrificante, mas a graxa é o lubrificante preferido para 80 a 90% dos rolamentos. A graxa adere melhor às superfícies dos rolamentos do que o óleo, tem uma vida útil mais longa e é menos provável que escorra ou seja ejetada pelas peças rotativas. Também pode ser pré-lubrificado, eliminando a necessidade de sistema de lubrificação externo, significando menos manutenção no futuro. A graxa consiste em três ingredientes: aditivos (geralmente inibidores de ferrugem), óleos básicos e espessantes. Ao selecionar uma graxa, é importante observar que a viscosidade do óleo base (chamada “viscosidade do óleo base”) determina como o filme lubrificante se forma. De acordo com o National Lubricating Grease Institute (NLGI), o grau de consistência de uma graxa indica como a graxa flui e se dispersa dentro do rolamento. Os sistemas de graxa típicos são muito mais simples e menos dispendiosos que os sistemas de óleo. Normalmente, os únicos recursos necessários são o orifício de fornecimento de graxa e um bico de lubrificação externo para reabastecimento. Ao selecionar uma graxa para uma aplicação, algumas de suas propriedades precisam ser consideradas com base nas condições operacionais esperadas. A prioridade dessas propriedades é:
Viscosidade necessária do óleo na temperatura do rolamento.
Nível de temperatura operacional.
A base de sabonete mais adequada.
Disponibilidade de aditivos EP (Extrema Pressão).
É importante lembrar que não importa o tipo de lubrificante escolhido, se não for mantido adequadamente com a ajuda de um serviço de lubrificação experiente, ele perderá naturalmente suas propriedades lubrificantes com o tempo, levando eventualmente à falha do rolamento. Falta. Aubering resumiu tipos comuns de lubrificantes para rolamentos e lubrificantes com base em anos de experiência.
Cálcio: | Capacidade EP inerente, resistência à corrosão, seguro para processamento de alimentos, uso somente em baixas temperaturas. |
Sódio: | Menor custo, uso geral, temperatura média-alta. |
Lítio: | Temperatura mais alta, altas velocidades. |
BentoneArgila: | Cargas pesadas em alta temperatura, resistência à lavagem com água. |
Sintético: | Temperatura muito alta. (Alto custo) |
A melhor maneira de lubrificar rolamentos
Como mencionamos anteriormente, a lubrificação do rolamento desempenha um papel vital na vida útil e no desempenho do rolamento, pois ajuda a separar as peças móveis para minimizar o atrito e evitar o desgaste. Além disso, os lubrificantes também têm as seguintes funções para apoiar os rolamentos e manter um excelente desempenho por muito tempo:
Fornece uma barreira contra umidade e contaminantes
Compatível com componentes adjacentes
Não corrosivo
Estrutura estável, prolongando a vida útil do rolamento
Manter a viscosidade estável dentro de uma determinada faixa de temperatura
Boa resistência do filme para suportar carga
Existem muitos métodos diferentes para aplicação de óleo e graxa; no entanto, existem quatro métodos padrão comumente usados para fornecer lubrificação aos rolamentos.
Lubrificação por gota de óleo
Lubrificação por respingo de óleo
Lubrificação por pressão de óleo
Lubrificação com graxa
A graxa é normalmente depositada entre as esferas usando equipamento especial, forçando-a para dentro e ao redor da interface da esfera ou da pista de rolos. Ao contrário do óleo, a graxa geralmente é expressa como uma porcentagem (por exemplo, 20% de preenchimento), que representa o volume real da graxa comparado ao espaço interno livre dentro do rolamento. Os fabricantes de rolamentos costumam usar equipamentos especiais para aplicar óleo, mas não especificam quanto adicionar ao rolamento.
Gotejamento de lubrificação com óleo
Resumindo, a lubrificação por gotejamento ocorre quando o óleo no copo de óleo ou no coletor acima do rolamento flui para o rolamento usando sua própria gravidade dentro de um tempo definido. Adequado para rolamentos em sistemas com cargas baixas e velocidades baixas a médias, geralmente em pequenas quantidades. Às vezes, esse método de lubrificação é feito manualmente, mas na verdade cria o risco de lubrificação excessiva ou insuficiente. Os sistemas de lubrificação por gotejamento fornecem a quantidade certa de óleo nos intervalos certos.
Lubrificação por respingo
A lubrificação por respingo ocorre quando peças móveis que são regularmente mergulhadas em óleo lubrificante respingam óleo nos rolamentos. Esta é a primeira opção para lubrificação de rolamentos quando a velocidade de rotação não é suficiente para agitar o óleo. Um tipo comum de lubrificação por salpico é o sistema de anéis de óleo. Essa abordagem reduz a temperatura operacional do rolamento e é ideal para aplicações que operam em velocidades e temperaturas mais altas. A sua única desvantagem é que só é adequado para aplicações horizontais devido à natureza dinâmica do anel de óleo.
Sistema de alimentação forçada
Ao operar equipamentos sob cargas pesadas e em altas velocidades, é necessário proteger o equipamento contra altas temperaturas causadas por atrito, fornecendo altas vazões de óleo. Num sistema de lubrificação forçada, uma bomba de óleo pressuriza o óleo e o direciona para as peças rotativas. Exemplos de sistemas que utilizam este método incluem bombas de alimentação de caldeiras, compressores, caixas de engrenagens e geradores de turbina.
Lubrificação com graxa
Como a graxa é um lubrificante semissólido, ela normalmente é usada quando o lubrificante precisa ser mantido em um local ou aderir a uma peça e é uma opção ideal de lubrificação de rolamentos, pois requer menos manutenção. durante a operação ou não pode ser lubrificado regularmente. Como a graxa é muito viscosa e não vaza tão facilmente quanto o óleo, ela não consegue retirar continuamente o calor do rolamento.
Procedimento de aplicação correto
Não é nenhum segredo que a lubrificação afeta a vida útil do rolamento. Na verdade, os maquinistas geralmente concordam que pelo menos 80% das falhas dos rolamentos estão relacionadas a problemas de lubrificação e contaminação. A lubrificação adequada pode resolver problemas comuns de rolamentos, como corrosão, desgaste e superaquecimento. Então, como confirmar se a lubrificação dos rolamentos está correta? Você precisa escolher o lubrificante certo para seus rolamentos e seguir um cronograma de lubrificação que atenda aos requisitos de operação de seu maquinário. Vejamos primeiro as causas da falha do rolamento devido à lubrificação.
Perda de lubrificante – Se os rolamentos não forem lubrificados em intervalos apropriados e com a quantidade certa de graxa, isso poderá causar falha no lubrificante e na lubrificação e resultar em danos ao equipamento.
Graxa incorreta – certifique-se de usar a graxa correta.
Excesso de lubrificação – Essa falha geralmente ocorre apenas em rolamentos abertos quando o excesso de graxa faz com que a temperatura do rolamento aumente.
Degradação de graxa – A degradação química da graxa e o endurecimento da graxa devido a temperaturas excessivas.
Incompatibilidade de graxa – Utilize a mesma graxa (ou alternativa compatível) durante toda a vida útil do rolamento. Nem todas as graxas são compatíveis entre si.
Os aspectos mais importantes da seleção do lubrificante correto incluem a limpeza do rolamento, a qualidade do enchimento do lubrificante e o amaciamento do rolamento.
Etapa 1: limpar
Primeiro, você precisa remover qualquer óleo, revestimento anticorrosivo e graxa existente nos rolamentos. Esta parte é crucial, pois a longevidade e a confiabilidade tornam-se ainda mais importantes e ajudam a eliminar quaisquer possíveis incompatibilidades. Certifique-se de usar solventes livres de resíduos ao limpar as superfícies dos rolamentos para fornecer condições ideais de lubrificação.
Etapa 2: Garanta o volume de preenchimento adequado
O enchimento adequado garante uma película lubrificante adequada em todas as superfícies de contato dos elementos do rolamento. Esta etapa é crítica porque, como discutimos, tanto o excesso quanto a falta de lubrificação podem prejudicar a vida útil do rolamento. A lubrificação excessiva aumenta o atrito interno, o que resulta na produção adicional de calor, enquanto a lubrificação insuficiente causa desgaste ou lubrificação insuficiente porque as superfícies de contato não estão adequadamente lubrificadas. A quantidade correta de lubrificante pode ser determinada com base na velocidade operacional, no projeto, no volume do tanque e no grau de vedação ou blindagem da aplicação.
Etapa 3: Determine o espaço de movimento livre do rolamento
A quantidade correta de enchimento de um rolamento lubrificado com graxa é geralmente especificada como uma porcentagem do espaço de movimento livre do rolamento, por isso é importante determinar corretamente o espaço de movimento do rolamento.
A equação que determina o espaço livre de movimento do rolamento:
Etapa 4: Procedimento de Arrombamento
Os procedimentos adequados de amaciamento são essenciais para o desempenho do rolamento e do lubrificante em aplicações onde altas velocidades, volume de enchimento e pré-carga específica são essenciais.
Drene o excesso de graxa
Ajuste a direção do filme lubrificante em cada superfície de contato
Cria um anel de graxa que fornece óleo para a área de contato
Estabelecer temperatura operacional de baixo equilíbrio
Obtenha condições de lubrificação seladas para toda a vida
Se um procedimento de amaciamento não for realizado, poderá ocorrer lubrificação excessiva e/ou temperaturas operacionais excessivas. Agora que cobrimos as melhores práticas para lubrificação de rolamentos, vamos identificar três erros de lubrificação que você pode estar cometendo e que podem arruinar seus rolamentos.
3 erros que podem danificar os rolamentos
Erros de lubrificação podem ter consequências de longo alcance. Os efeitos colaterais comuns da lubrificação inadequada incluem superaquecimento ou desgaste excessivo, que pode levar à falha do rolamento. Isso pode resultar em tempo de inatividade não planejado e perda de receita para suas instalações. Aubering resume três erros comuns de lubrificação abaixo e como evitá-los (ou corrigi-los) para que você possa ter confiança na saúde de seus rolamentos.
Erro 1: excesso e falta de lubrificação
Adicionar muita ou pouca graxa é um dos erros mais comuns em nossa indústria. Como já discutimos, o excesso de graxa se acumula e, em última análise, leva ao aumento do atrito e da pressão, o que leva ao excesso de calor. Pouca graxa pode ter o mesmo efeito de redução da vida útil dos rolamentos. Como você determina se está adicionando a quantidade correta de graxa? Comece usando ultrassom para monitorar o nível de atrito dos rolamentos à medida que você aplica graxa nova, uma injeção de cada vez (lentamente, é claro). Quando a graxa começa a fluir para o rolamento, você precisa ouvir o rolamento e tentar medir a queda no atrito. Quando o nível de decibéis estiver próximo do mínimo e estável, observe que, ao adicionar disparos únicos, você poderá parar se o nível de decibéis começar a aumentar ligeiramente.
Erro 2: Lubrificar por cronograma e não por condição
Embora lubrificar os rolamentos semanalmente ou diariamente possa parecer uma tarefa prática, na verdade não fará com que os rolamentos funcionem por mais tempo. Uma das razões pelas quais os rolamentos precisam de graxa é para prevenir e reduzir o atrito. Se o lubrificante estiver funcionando bem, não há necessidade de continuar trocando ou adicionando lubrificante. Em vez de relubrificar os rolamentos de acordo com um cronograma, você pode usar o ultrassom para monitorar, medir e definir tendências dos níveis de atrito para saber exatamente quando é o momento certo para lubrificar.
Erro 3: usar um instrumento ultrassônico no modo “somente escuta”
Resumindo, ouvir os rolamentos usando um dispositivo ultrassônico que não fornece feedback de medição parece uma boa ideia em teoria, mas só irá prejudicá-lo no longo prazo. O feedback auditivo por si só não funciona porque é muito subjetivo para tirar conclusões reais, já que duas pessoas não ouvem a mesma coisa. Também é muito difícil lembrar o som de um rolamento de alguns meses atrás. Uma solução simples é usar um ultrassom com medição digital de decibéis. Você pode usar um dispositivo que forneça vários indicadores de status, se tiver um.
Há benefícios claros em otimizar a lubrificação dos rolamentos e evitar esses três erros. Isso prolongará a vida útil do rolamento, reduzirá o consumo de graxa e reduzirá o tempo gasto na relubrificação quando desnecessária.