lubrificaçao i
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LUBRIFICAÇÃO Prof Anderson Pontes
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LUBRIFICAÇÃO
Qualquer fluido pode funcionar como um
lubrificante, ao menos teoricamente.
Além disso, alguns sólidos podem atuar
como redutores de atrito, ou seja, lubrificar.
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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.
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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;
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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.
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HISTÓRICO
As primeiras concessões para prospecção e lavra de petróleo no Brasil foram outorgadas entre 1864 e 1896;
A Petrobrás é criada em 1953;
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COMPOSIÇÃO
Dependendo do tipo de hidrocarbonetos predominantes em sua composição o petróleo pode ser classificado: Base Parafínica
Base Naftênica
Base Aromática
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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.
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REFINO
objetivos
Produção de lubrificantes
Produção de combustíveis
Produção de matérias-primas petroquímicas
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REFINO
Classificação
Processos de Separação
Processos de Conversão
Processos de Tratamento
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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.
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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.
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LUBRIFICANTE
Base + Aditivos
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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.
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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
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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
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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ATRITO
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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
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ATRITO Classificaçãoe
Atrito Sólido
Rolamento
Deslizamento
Atrito Gasoso Atrito Líquido
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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
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ATRITO DE DESLIZAMENTO
2ª Lei
O atrito, bem como o coeficiente de atrito, independem da área de contato aparente entre superfícies em movimento.
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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.
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ATRITO DE DESLIZAMENTO
4ª Lei
O atrito diminui com a lubrificação e o polimento das superfícies, pois reduzem o coeficiente de atrito
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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).
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ATRITO DE ROLAMENTO
1ª Lei
A resistência ao rolamento é diretamente proporcional à carga aplica.
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ATRITO DE ROLAMENTO
2ª Lei
O atrito de rolamento é inversamente proporcional ao raio do cilindro ou esfera.
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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.
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DESGATE
Muito embora o objetivo imediato do
lubrificante seja reduzir o atrito, pode-se
considerar que sua finalidade última seja
diminuir o desgaste
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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:
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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
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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.