LUBRIFICAÇÃO Prof Anderson Pontes

LUBRIFICAÇÃO

Qualquer fluido pode funcionar como um

lubrificante, ao menos teoricamente.

Além disso, alguns sólidos podem atuar

como redutores de atrito, ou seja, lubrificar.

INTRODUÇÃO

Embora nem todas as substâncias usadas como lubrificantes sejam, necessariamente, produtos derivados do petróleo, seu emprego como matéria prima é majoritário nos dias de hoje, sendo praticamente impossível não se falar de petróleo quando se trata de lubrificação.

PETRÓLEO

Mistura complexa de hidrocarbonetos;

Vem do latim “petrus” e “oleum”;

Tem sua origem a partir da matéria orgânica

que passa por processos físicos e químicos

que o transformam;

HISTÓRICO

Noé usou o betume (ou piche) que saia do chão para “calafetar” a arca por dentro e por fora.

O petróleo era utilizado pelos romanos para iluminação;

Desde então, a única aplicação básica para ele era iluminação;

A perfuração do primeiro poço de petróleo é delegada a Edwin L. Drake, que perfurou um poço de 21m em 1859.

HISTÓRICO

As primeiras concessões para prospecção e lavra de petróleo no Brasil foram outorgadas entre 1864 e 1896;

A Petrobrás é criada em 1953;

COMPOSIÇÃO

Dependendo do tipo de hidrocarbonetos predominantes em sua composição o petróleo pode ser classificado: Base Parafínica

Base Naftênica

Base Aromática

REFINO

O crude oil é a matéria-prima para óleos combustíveis e lubrificantes;

A combinação de tratamentos executados no petróleo para obtenção de produtos é chamado refino, feito em uma refinaria.

REFINO

objetivos

Produção de lubrificantes

Produção de combustíveis

Produção de matérias-primas petroquímicas

REFINO

Classificação

Processos de Separação

Processos de Conversão

Processos de Tratamento

REFINO

Na produção de lubrificantes o petróleo é submetido inicialmente ao topeamento (topping) que vem a ser a remoção, por destilação, das frações mais leves. A seguir é feita a destilação a vácuo separando-se as diversas frações.

A fração de óleos lubrificantes é submetida a tratamentos subsequentes e acertado suas características.

REFINO

Os principais processos de refino para preparação de lubrificantes são:

Extração de aromático á solvente – visa a elevação do Índice de Viscosidade e melhoria da estabilidade a oxidação;

Desparafinação com solvente – redução do ponto de fluidez, melhorando as características de escoamento a baixas temperaturas;

Hidrotratamento – remoção de impurezas, melhorando a estabilidade a oxidação e clareamento do produto final.

LUBRIFICANTE

Base + Aditivos

BASE LUBRIFICANTE

São os principais constituintes dos lubrificantes;

As bases são combinadas aos aditivos para conferir ao lubrificante as características físico-químicas necessárias para um bom uso.

Elas são essencialmente obtidas do refino do crude oil, os chamados óleos básicos minerais e da síntese de compostos puros chamados de bases sintéticas.

Há ainda as bases naturais que são de origem animal ou vegetal.

BASES MINERAIS

São as mais comuns para emprego em lubrificação;

Os óleos minerais são obtidos do petróleo e, consequentemente, suas propriedades relacionam-se á natureza do óleo cru que lhes deu origem e do processo de refino empregado;

Consistem basicamente de hidrocarbonetos naftênicos e parafínicos

BASES MINERAIS

Características Parafínicos Naftênicos

Ponto de fluidez Alto Baixo

Índice de

Viscosidade

Alto Baixo

Resistência a

Oxidação

Grande Pequena

Oleosidade Pequena Grande

Résíduo de

Carbono

Grande Pequeno

Emulsibilidade Pequena Grande

BASES SINTÉTICAS

Surgiram com as necessidades cada vez mais específicas da sociedade;

Possuem uma série de compostos complexos em sua composição e tem uma série de aplicações bem específicas;

São assim chamadas porque são preparadas em laboratório por diversos processos de sínstese, não tendo o petróleo como matéria prima.

BASES SINTÉTICAS PRINCIPAIS BASES SINTÉTICAS USOS

Oligômeros de Olefinas Lubrificantes automotivos em

geral

Ésteres de ácidos dibásicos Lubrificantes de motores a jato,

óleos hidráulicos especiais e

óleos para instrumentos

delicados.

Ésteres de Organofosfatos Aditivos de média-extrema

pressão e como agentes

antiespumantes

Ésteres de Silicatos Fluidos de transferência de calor,

fluidos hidráulicos de altas

temperaturas e constituintes de

graxas especiais

BASES SINTÉTICAS PRINCIPAIS BASES SINTÉTICAS USOS

Silicones Aplicações que requerem a mínima variação possível de

viscosidade com a temperatura.

Componentes de Ésteres de Poliol Lubrificantes para turbinas a jato

Polibutenos Espessantes e matéria prima para

aditivos. Também são usados para

laminação de metais, cabos de aço, engrenagens, etc;

Poliglicóis Óleos para compressores ,fluidos de freio e para usinagem

Alquilados Aromáticos Base sintetica para lubrificantes

automotivos e industriais

BASES NÃO-CONVENCIONAIS

Óleos obtidos por processos de refino especiais de derivados de petróleo ou pela utilização de síntese a partir do gás natural.

Tem como principal característica um altíssimo índice de viscosidade, além de possuir excelente estabilidade á oxidação e ser livre de compostos aromáticos e impurezas.

BASES NATURAIS

Utilizam o óleo vegetal (oriundo de sementes e plantas diversas) ou óleo animal (oriundo de tripas, peles, órgãos, etc. de animais diversos) como base para fabricação de lubrificantes.

ATRITO

A principal função de um lubrificante é a

formação de uma película que impede o

contato direto entre duas superfícies que se

movem relativamente entre sí.

ATRITO

O atrito é uma designação genérica da resistência que se opõe ao movimento. Esta resistência é medida por uma força denominada força de atrito.

Encontramos o atrito em qualquer tipo de movimento entre sólidos, líquidos ou gases. No caso de movimento entre sólidos, o atrito pode ser definido como a resistência que se manifesta ao movimentar-se um corpo sobre outro.

ATRITO

ATRITO

O atrito causa diversos problemas, tais como: Desgaste dos elementos de máquina

Ruído e vibração

Aumento de temperatura (perda de energia)

Perda de movimento

ATRITO Classificaçãoe

Atrito Sólido

Rolamento

Deslizamento

Atrito Gasoso Atrito Líquido

ATRITO DE DESLIZAMENTO

As leis que regem o atrito de deslizamento são as seguintes:

1ª Lei

O atrito é diretamente proporcional à carga aplicada. Portanto, o coeficiente de atrito se mantém constante e, aumentando-se a carga, a força de atrito aumenta na mesma proporção.

Fs = μ x P

ATRITO DE DESLIZAMENTO

2ª Lei

O atrito, bem como o coeficiente de atrito, independem da área de contato aparente entre superfícies em movimento.

ATRITO DE DESLIZAMENTO

3ª Lei

O atrito cinético (corpos em movimento) é menor do que o atrito estático (corpos sem movimento), devido ao coeficiente de atrito cinético ser inferior ao estático.

ATRITO DE DESLIZAMENTO

4ª Lei

O atrito diminui com a lubrificação e o polimento das superfícies, pois reduzem o coeficiente de atrito

ATRITO DE ROLAMENTO

No atrito de rolamento, a resistência é devida sobretudo às deformações. As superfícies elásticas (que sofrem deformações temporárias) oferecem menor resistência ao rolamento do que as superfícies plásticas (que sofrem deformações permanentes). Em alguns casos, o atrito de rolamento aumenta devido à deformação da roda (por exemplo, pneus com baixa pressão).

ATRITO DE ROLAMENTO

1ª Lei

A resistência ao rolamento é diretamente proporcional à carga aplica.

ATRITO DE ROLAMENTO

2ª Lei

O atrito de rolamento é inversamente proporcional ao raio do cilindro ou esfera.

RUGOSIDADES

Exames acurados do contorno de superfícies sólidas, feitas no microscópio eletrônico e por outros métodos de precisão, mostraram que é quase impossível, mesmo com os mais modernos processos de espelhamento, produzir uma superfície verdadeiramente lisa ou plana.

DESGATE

Muito embora o objetivo imediato do

lubrificante seja reduzir o atrito, pode-se

considerar que sua finalidade última seja

diminuir o desgaste

DESGASTE

Todos os corpos sofrem desgaste;

O conhecimento dos diversos tipos de desgastes é importante para averiguar suas origens e procurar a melhor forma de evitá-los.

Os principais tipos de desgaste são:

Tipos de desgaste

Abrasão – Causado por partículas sólidas contidas no

espaço de atrito

Desalojamento – Remoção de um ponto e sua

deposição em outro

Corrosão – Proveniente de contaminantes sólidos

Endentação – Consequência da penetração de

corpo estranho duro

Fricção – Endentações polidas provenientes de

corrosão por vibração

Erosão – Endentações causadas pela repetição de

choques com pesadas sobrecargas

Fragmentação – Produzida por instalação defeituosa

Esfoliação ou Escamação – Submeter o metal a

esforços repetitivo além de sua capacidade limite

Tipos de Desgaste

Estriamento – Passagem contínua de fracas correntes

elétricas

Cavitação – Colapso de bolhas em um fluido

Leis do Desgaste

1 – A quantidade de desgaste é diretamente

proporcional a carga

2 – A quantidade de desgaste é diretamente

proporcional a distância deslizante

3 – A quantidade de desgaste é inversamente

proporcional a dureza da superfície.