Lubrificaçao I
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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.