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Guia de seleção de graxa de rolamentos para maximizar o tempo de atividade

Muitas vezes negligenciado pelos engenheiros, a seleção da graxa mais adequada para um rolamento pode impedir a falha precoce do rolamento, garantindo simultaneamente alta confiabilidade e vida operacional ideal, diz o Dr. Steve Lacey, gerente de engenharia da Schaeffler no Reino Unido.

Os rolamentos desempenham um papel vital nas indústrias de processo, ajudando a assegurar a operação contínua e sem interrupção de linhas de produção, máquinas e outros equipamentos críticos para o processo, como bombas, ventiladores, compressores, motores elétricos e caixas de engrenagens.

Selecionar o lubrificante correto para um rolamento de rolamento é um fator crítico para garantir a confiabilidade funcional e a vida operacional ideal desse rolamento, o que, por sua vez, maximiza o tempo de atividade da máquina e do processo.

De fato, as estatísticas de falhas mostram que uma proporção significativa de falhas prematuras de rolamento rolamento estão direta ou indiretamente relacionadas com o lubrificante usado. As principais causas de falha aqui são lubrificantes inadequados (20%), lubrificantes envelhecidos (20%) e lubrificação insuficiente (15%).

Seleção de lubrificante correta

Causas de falha para rolamentos [fonte: Antriebstechnik, 93]:

  1. Isenção de lubrificantes
  2. Lubrificante inadequado
  3. Lubrificante envelhecido
  4. Defeitos de material e produção
  5. Seleção inadequada de rolamento
  6. Dano secundário
  7. Defeitos de montagem
  8. Contaminantes líquidos
  9. Contaminantes sólidos

Seleção de graxa de rolamentos

Ao selecionar uma graxa adequada para um rolamento, é necessário considerar uma série de fatores relacionados à aplicação. Estes incluem o tipo de rolamento, velocidade de operação, temperatura e carga. Outros fatores, como posição de montagem, vedação, choque e vibração, e regulamentos legais / ambientais também podem ser considerados.

Características e classificação de graxa de rolamentos

As características de uma graxa dependem fundamentalmente das seguintes três propriedades:

  • Tipo de óleo base e viscosidade

A viscosidade do óleo base é responsável pela formação do filme lubrificante. Como um óleo de base, os óleos minerais ou óleos sintéticos são comumente usados. É importante que os óleos sintéticos sejam diferenciados de acordo com o seu tipo (polialfaolefina, poliglicol, éster, óleo fluoro, etc.), pois possuem características muito diferentes.

  • Espessantes

Os espessantes típicos utilizados incluem sabões metálicos ou sabões complexos metálicos. Os espessantes orgânicos ou de polímeros, como a policarbamida, estão se tornando cada vez mais importantes.

  • aditivos

Todas as graxas contêm aditivos. É feita uma distinção entre aditivos que têm efeito sobre o próprio óleo (inibidores de oxidação, melhoradores do índice de viscosidade, detergentes, etc.) e aditivos que têm efeito no rolamento ou na superfície metálica (por exemplo, aditivos anti-desgaste, inibidores de corrosão, modificadores de valor de fricção).

As graxas são classificadas em termos dos principais componentes: espessante e óleo de base. As graxas são produzidas em várias consistências, que são definidas como notas NLGI. Estes são determinados pela "penetração trabalhada" da graxa de acordo com ISO 2137. Quanto maior o grau NGLI, mais difícil é a graxa. As graxas preferidas para rolamentos são aquelas com graus NGLI de 1, 2 ou 3.

Fatores que influenciam a seleção de graxa

Fatores que influenciam a seleção de graxa

  • Tipo de rolamento

Deve ser feita uma distinção entre o contato pontual (rolamentos de esferas) e o contato de linha (rolamentos de agulhas e rolamentos de rolos cilíndricos).

Nos rolamentos de esferas, cada movimento de sobreposição no contato de rolamento coloca pressão sobre apenas um volume relativamente pequeno de graxa. Além disso, a cinemática de rolamento dos rolamentos de esferas exibe apenas proporções relativamente pequenas de movimento deslizante. A tensão mecânica específica colocada em graxas em rolamentos com contato pontual é, portanto, significativamente menor que em rolamentos com contato de linha. Normalmente, são utilizadas graxas com uma viscosidade de óleo base ISO VG 68 para 100.

Nos rolamentos com contato de linha, os requisitos mais elevados são colocados sobre a graxa. Não é apenas uma maior quantidade de graxa no contato submetido à deformação, mas também é esperável o deslizamento e a fricção nas costelas.

Isso evita a formação de um filme lubrificante e, portanto, levará ao desgaste. Como contramedida, devem ser selecionadas as gramas que exibam uma maior viscosidade do óleo de base (ISO VG 150 para 460 ou superior). Os aditivos anti-desgaste também podem ser necessários e a consistência é normalmente NLGI 2.

  • Velocidade

O parâmetro de velocidade do rolamento deve sempre ser uma boa combinação para o parâmetro de velocidade da graxa. Isso depende do tipo e proporção do espessante, do tipo de óleo de base e da proporção de óleo de base.

O parâmetro de velocidade de uma graxa não é um parâmetro de material, mas depende do tipo de rolamento e do tempo de execução mínimo exigido.

Como guia geral, para os rolamentos que rodam a altas velocidades ou com um binário de pouso mínimo exigente, as graxas com um parâmetro de alta velocidade devem ser selecionadas. Para os rolamentos que rodam a baixas velocidades, recomenda-se a utilização de graxa com um parâmetro de baixa velocidade.

  • Temperatura

A gama de temperaturas da graxa deve corresponder à gama de possíveis temperaturas de operação no rolamento. A faixa de temperatura operacional depende do tipo e proporção do espessante, do tipo e da proporção do óleo base, da qualidade da produção e do processo de produção. A estabilidade da graxa em alta temperatura também depende principalmente da qualidade da produção e do processo de produção.

Para obter uma lubrificação confiável e uma vida útil de graxa aceitável, geralmente é recomendável que as graxas sejam selecionadas de acordo com a temperatura do rolamento que normalmente ocorre na faixa de operação padrão.

Outros fatores a considerar incluem a temperatura de operação superior da graxa, o ponto de queda (ou seja, a temperatura à qual a graxa lenta e lentamente passa de um semi-sólido para um estado líquido e a primeira gota de graxa cai do mamilo padronizado) e a temperatura de operação mais baixa.

  • Carga

Para uma relação de carga C / P <10 ou P / C> 0.1, recomenda-se que as gorduras tenham maior viscosidade do óleo de base e aditivos anti-desgaste. Esses aditivos formam uma camada de reação na superfície metálica que proporciona proteção contra desgaste. Estas graxas também são recomendadas para rolamentos com uma proporção aumentada de movimento deslizante (incluindo o funcionamento lento) ou contato de linha, bem como sob cargas radiais e axiais combinadas.

  • Água e Umidade

Se o aplicativo estiver em um ambiente úmido, a umidade pode entrar no rolamento. A água pode condensar dentro do rolamento se houver flutuações de temperatura rápidas entre quente e frio. Este é um problema específico se existirem cavidades grandes no rolamento ou na carcaça.

A água pode causar danos severos à graxa ou ao rolamento e muitas vezes é devido a envelhecimento ou hidrólise, interrupção da película de lubrificante e corrosão. As gramas de sabão complexo de bário e cálcio mostraram-se favoráveis ​​nestas condições, pois proporcionam boa resistência à água e agem para repelir a água. O efeito anti-corrosão de uma graxa também é influenciado por aditivos.

  • Oscilações, choques e vibrações

As cargas de oscilação podem ter um efeito considerável na estrutura dos espessantes em graxas. Se a estabilidade mecânica não for suficiente, podem ocorrer mudanças de consistência. Isso leva a amolecimento, desalinhamento de forma isolada, mas também endurecimento da graxa com uma redução correspondente na capacidade de lubrificação.

Recomenda-se, portanto, que seja selecionada uma graxa cuja estabilidade mecânica tenha sido testada em conformidade. As opções aqui incluem a penetração trabalhada expandida, o teste de rolo de casca de acordo com ASTM D 1831 e uma corrida de teste no equipamento de teste FAG AN42.

  • Selos

Se as partículas contaminantes duras penetrem no rolamento, isso não só levará ao aumento do ruído, mas também ao desgaste. A vedação apropriada do rolamento deve evitar isso. A graxa pode auxiliar este efeito de vedação formando um colar estável na vedação. Neste caso, mais graxas de tipo sólido são mais adequadas, pois as graxas muito macias tendem a favorecer a evasão de graxa.

  • Posição de montagem e componentes adjacentes

Mesmo quando um eixo de rotação é vertical ou inclinado, o lubrificante deve permanecer no ponto de lubrificação. Além dos selos adequados, o escoamento da graxa pode ser evitado usando uma graxa mais viscosa. Se vários pontos de lubrificação estiverem localizados próximos, pode ocorrer um contato involuntário.

Por conseguinte, deve ser dada atenção à compatibilidade dos lubrificantes entre si. No entanto, sempre que possível, a solução ideal é usar apenas uma graxa, que também deve ser compatível com a gaiola e o material de vedação.

Selos

Legal e Ambiental

Dependendo da aplicação e do setor industrial, fatores legais e ambientais devem ser considerados ao selecionar uma graxa adequada. Na indústria de processamento de alimentos, por exemplo, o uso de graxa com autorização apropriada é especificado. Um padrão mundial que pode ser usado é aprovação de acordo com a NSF (Fundação Sanitária Nacional) H1 ou H2, listada no chamado White Book ™

Um lubrificante com o código H1 (lubrificante de qualidade alimentar) pode ser usado onde o contato ocasional, tecnicamente inevitável com alimentos não pode ser eliminado. Isso significa que a graxa deve ser não tóxica, rapidamente quebrada pelo organismo e neutra em termos de odor e sabor. Tais lubrificantes geralmente compreendem espessantes de sabão complexo de alumínio e polialfaolefinas ou óleos brancos medicinais como um óleo de base.

Os lubrificantes H2 são destinados a uso geral na indústria de processamento de alimentos, onde não ocorre contato com alimentos.

Devem ser fornecidas graxas com degradabilidade biológica onde o lubrificante pode passar diretamente para o meio ambiente.

Lubrificadores multi ponto

Lubrificadores multiponto

Uma vez selecionada a graxa correta, as empresas podem instalar lubrificadores automáticos de um ou vários pontos para rolamentos em instalações e máquinas de processo crítico.

Estes sistemas de lubrificação fornecem automaticamente o lubrificante necessário para um único rolamento ou rolamentos múltiplos, sem a necessidade de intervenção manual. Este tipo de instalação é particularmente eficaz em linhas de processamento de alta velocidade, onde o tempo de atividade da máquina é crítico.

Por exemplo, o FAG CONCEPT8 é um lubrificador de múltiplos pontos de custo efetivo da Schaeffler que garante um fornecimento constante e ótimo de graxa para rolamentos. O sistema é adequado para uma ampla gama de aplicações industriais, incluindo bombas, ventiladores, compressores, caixas de engrenagens e motores elétricos.

O sistema fornece até oito pontos de lubrificação separados para dispensar quantidades de lubrificante precisamente medidas para rolamentos. Existem quatro pares de pontos de lubrificação (oito no total), que são controlados por quatro bombas dispensadoras individuais.

Isso permite aos usuários controlar individualmente cada bomba para otimizar os tempos de ciclo e os volumes de lubrificante dispensado. Isso significa que o sistema pode ser ajustado para atender até quatro tamanhos de rolamento diferentes, cada um com diferentes requisitos de lubrificação.

Ao invés de ter que comprar vários lubrificadores de ponto único para lidar com diferentes requisitos de lubrificação de rolamento, é possível fazê-lo com um único lubrificador.

Informador de Indústria de Processos

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