Seleção de um óleo apropriado

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing specificationBearing executionSealing, mounting and dismounting

Critérios de seleção de óleo

Quando você selecionar um óleo lubrificante, os parâmetros mais importantes são a viscosidade e o índice de viscosidade, a estabilidade de temperatura (que influencia a escolha do tipo de óleo) e pacote de aditivos (EP/AW e proteção contra a corrosão) correspondente às condições operacionais da aplicação.
Viscosidade e índice de viscosidade
A viscosidade exigida é determinada principalmente pela condição de lubrificação k, na temperatura operacional esperada, avaliada conforme descrito em Condição de lubrificação – a relação de viscosidade, κ. O índice de viscosidade, VI, é a medida de como a viscosidade do óleo muda com a temperatura. VI é uma parte do processo de seleção, especialmente para aplicações que operam em uma ampla faixa de temperaturas. Recomenda-se óleos com VI de pelo menos 95.

Tipo de óleo
Existem duas categorias abrangentes de tipos de óleo – mineral e sintético – com os seguintes tipos de óleo sintético disponíveis:
  • polialfaolefinas (PAO)
  • ésteres
  • poliglicóis (PAG)
A escolha do tipo de óleo é determinada principalmente pela faixa de temperaturas na qual espera-se que a aplicação opere.
  • Os óleos minerais costumam ser preferidos como lubrificante para rolamentos.
  • Os óleos sintéticos devem ser considerados para temperaturas operacionais acima de 90 °C (195 °F), por causa da maior resistência térmica e à oxidação, ou abaixo de -40 °C (-40 °F), devido às melhores propriedades em temperaturas baixas.
O ponto de fluidez de um óleo é definido como a menor temperatura na qual um lubrificante fluirá, mas não deve ser usada como um limite funcional ao selecionar o tipo de óleo. Se a temperatura estiver acima, mas perto do ponto de fluidez, a viscosidade ainda estará muito alta, o que pode prejudicar o bombeamento, a filtragem e outras características.

A espessura do filme hidrodinâmico é determinada, em parte, pelo índice de viscosidade (VI) e pelo coeficiente de pressão-viscosidade. Para a maioria dos lubrificantes à base de óleo mineral, o coeficiente de pressão-viscosidade é parecido, e os valores genéricos obtidos na documentação podem ser utilizados. No entanto, para óleos sintéticos, o efeito da viscosidade no aumento de pressão é determinado pela estrutura química de seus materiais-base. Como resultado, há uma variação considerável nos coeficientes de pressão-viscosidade para os diferentes tipos de materiais-base sintéticos.

Devido a diferenças no índice de viscosidade e no coeficiente de pressão-viscosidade, quando é utilizado um óleo sintético, a formação de um filme lubrificante hidrodinâmico pode ser diferente daquela de um óleo mineral com a mesma viscosidade.

Em relação à condição de lubrificação para óleos sintéticos e minerais, o efeito combinado do índice de viscosidade e do coeficiente de pressão-viscosidade normalmente gera um cancelamento mútuo.

A tabela 1 resume as propriedades dos diferentes tipos de óleo. Para obter mais informações sobre óleos sintéticos, entre em contato com o fornecedor do lubrificante.

Os óleos e, em particular os óleos sintéticos, podem interagir com itens como vedações, tinta ou água de uma forma diferente que os óleos minerais; portanto, esses efeitos, bem como a miscibilidade, devem ser investigados.

Aditivos
Os óleos lubrificantes costumam ter aditivos de vários tipos. Os mais importantes são antioxidantes, agentes de proteção contra a corrosão, aditivos antiespuma e aditivos EP/AW. No domínio de condição de lubrificação definido por k < 1, os aditivos EP/AW são recomendados; no entanto, para temperaturas acima de 80 °C (175 °F), um lubrificante com aditivos EP/AW deve ser utilizado somente após testes rigorosos.


Intervalo de troca de óleo

O intervalo de troca de óleo depende das condições operacionais e do tipo de óleo. Com a lubrificação por banho de óleo, em geral é suficiente trocar o óleo uma vez por ano, desde que a temperatura operacional não exceda 50 °C (120 °F). Normalmente, em temperaturas mais altas ou com contaminação pesada, o óleo deve ser trocado com mais frequência.
Com circulação de óleo, o intervalo após o qual o óleo precisa ser trocado é determinado por uma inspeção da qualidade do óleo, levando em conta a oxidação e a presença de água e partículas abrasivas. A vida útil do óleo em sistemas de circulação pode ser estendida pela remoção de partículas e água do óleo.
A tabela 2 mostra um resumo dos intervalos de troca de óleo para vários sistemas e condições.

Visão geral dos principais de métodos de lubrificação a óleo

Os métodos de lubrificação a óleo são:
  • banho de óleo sem óleo circulante
  • banho de óleo com óleo autocirculante devido à ação de bombeamento do rolamento
  • óleo circulante com bomba externa
  • método de jato de óleo
  • método ar-óleo
A escolha do método de lubrificação a óleo depende principalmente:
  • da velocidade do rolamento
  • da necessidade de remover o calor
  • da necessidade de remover os contaminantes (partículas sólidas ou líquido)
A SKF oferece uma ampla variedade de produtos para lubrificação a óleo que não são abordados aqui. Para saber mais informações sobre os sistemas de lubrificação SKF e produtos relacionados → Soluções em lubrificação.
Banho de óleo sem óleo circulante
O método de lubrificação a óleo mais simples é o banho de óleo. O óleo, que é coletado através dos componentes de rotação do rolamento, é distribuído dentro do rolamento e depois derramado de volta para o banho de óleo no mancal. Idealmente, o nível de óleo deve alcançar o centro do elemento rolante inferior (fig. 1) quando o rolamento estiver parado. Níveis de óleo superiores ao recomendado aumentam a temperatura do rolamento devido à agitação (→ Atrito do rolamento, perda de potência e torque de partida).
Banho de óleo com óleo autocirculante
O óleo em um banho é forçado a circular por diferentes métodos. Estes são alguns exemplos:
  • O óleo é recuperado e direcionado aos rolamentos através de dutos e drenagem (fig. 2).
  • Um componente dedicado (anel, disco, etc.) coleta o óleo do banho e o transporta (fig. 3).
  • O efeito de bombeamento de alguns tipos de rolamento pode ser utilizado para circular o óleo. Na fig. 4, o rolamento axial autocompensador de rolos bombeia o óleo que retorna ao rolamento axial pelos dutos de conexão localizados embaixo dele.
Todos os projetos desses métodos de lubrificação devem ser validados individualmente por testes.
Óleo circulante sem banho
Circular óleo por meio de uma bomba de óleo externa, em vez de um banho de óleo, é utilizado principalmente quando é necessário remover o calor gerado pelo rolamento e/ou por outras fontes. A circulação de óleo também é um bom método de lubrificação para direcionar contaminantes sólidos ou líquidos do rolamento para filtros e/ou separadores de óleo/líquido. O projeto e o layout de drenagem de óleo devem garantir que não haja acúmulo de nível de óleo. → Fluxo de calor de processo ou peças adjacentes

Um sistema básico de óleo circulante (fig. 5) inclui:
  • bomba de óleo
  • filtro
  • reservatório de óleo
  • sistema de aquecimento e/ou resfriamento de óleo
Jato de óleo
O método de lubrificação por jato de óleo (fig. 6) é uma extensão dos sistemas de óleo circulante e é utilizado para rolamentos que operam em velocidades muito altas. O dimensionamento do fluxo de óleo e do tamanho de jato correspondente é selecionado de modo que a velocidade do jato de óleo chegue a pelo menos 15 m/s.

Os injetores de óleo devem ser posicionados de maneira que o jato de óleo penetra no rolamento entre um dos anéis e a gaiola. Para evitar agitação que pode causar um aumento de atrito e temperatura, o projeto e o layout da drenagem de óleo devem garantir que não haja acúmulo de nível de óleo.
Ar-óleo
O método de lubrificação ar-óleo (fig. 7), também chamado de método de lubrificação por atomização, usa ar comprimido para transportar pequenas quantidades precisamente dosadas de óleo na forma de gotículas ao longo do interior das linhas de alimentação até um bocal injetor, de onde ele é fornecido ao rolamento. Esse método de lubrificação por quantidade mínima permite que os rolamentos operem em velocidades muito altas com temperatura operacional relativamente baixa. O ar comprimido também resfria o rolamento e evita a entrada de pó ou gases agressivos. Para obter mais informações, consulte Rolamentos de superprecisão.
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