Lubrificação de chumaceiras de rolamento

Princípio de funcionamento e tipos de chumaceira de rolamento

As chumaceiras de rolamento permitem um movimento rotativo com menor fricção entre diferentes componentes da máquina.
Por conseguinte, a indústria usa chumaceiras de rolamento, entre outros, para a condução e para o suporte de veios e eixos. As chumaceiras de rolamento baseiam-se no princípio da fricção por rolamento: São compostas por um anel interior e por um anel exterior, entre os quais circulam elementos rolantes que, para maior redução da fricção e do desgaste, são mantidos separados por uma gaiola. Os elementos rolantes usados assumem diversas formas, por exemplo esferas ou rolos, consoante as solicitações. Por causa da fricção por rolamento provocada pela forma do elemento rolante, os rolamentos de esferas são particularmente adequados para rotações elevadas, enquanto que os rolos são mais adequados para grandes cargas.

Funções do lubrificante para chumaceiras de rolamento

A lubrificação de chumaceiras de rolamento tem por objetivo formar uma película lubrificante que impede o contacto metálico das superfícies de rolamento e deslizamento, reduzindo desse modo a fricção por deslizamento na chumaceira de rolamento. Além de contribuir para uma melhor proteção contra o desgaste. É assim possível evitar danos nas chumaceiras, prolongar o seu período de utilização e aumentar a segurança de funcionamento. O lubrificante desempenha ainda funções adicionais na chumaceira de rolamento, consoante o tipo (óleo ou massa com correspondente aditivação), como a proteção contra a corrosão, a remoção de calor da chumaceira, a proteção da chumaceira contra sujidade interior e exterior, o amortecimento do ruído de funcionamento da chumaceira e o reforço do efeito vedante das vedações da chumaceira.

Critérios de decisão a favor de uma lubrificação com massa ou a óleo
A lubrificação com massa é utilizada em cerca de 90 % das chumaceiras de rolamento. As vantagens essenciais de uma lubrificação com massa são:

• esforço construtivo diminuto
• bom suporte da vedação da chumaceira
• longa duração
• baixo momento de fricção
• boas propriedades de funcionamento de emergência nos lubrificantes sólidos
• boas propriedades de amortecimento de ruído

Em caso de seleção correta, as massas permitem para todos os modelos de chumaceira, à exceção das chumaceiras de rolamento autocompensadoras axiais, uma lubrificação fiável para amplas gamas de rotações e de solicitações.

Estrutura e caracterização das massas
As massas de lubrificação são constituídas por um óleo base ligado por um espessante. Desta forma, o óleo é mantido no ponto de lubrificação, onde zela por uma proteção eficaz contra fricção e desgaste, vedando o ponto de lubrificação contra influências externas como a humidade e matérias estranhas. Por estas razões, as massas são ideais para utilização em chumaceiras de rolamento. As características de desempenho típicas de uma massa, como o ponto de gota, a capacidade de carga e a resistência à água, são determinadas pelo óleo base e pelo espessante. A melhoria da proteção contra a corrosão e o desgaste, da capacidade de carga e de aderência, e da resistência ao envelhecimento é proporcionada pelos aditivos adicionados à massa.

Características para a seleção de uma massa para chumaceiras de rolamento

A seleção de uma massa de lubrificação depende do modelo da chumaceira de rolamento e do material da sua gaiola (metais ou matérias plásticas), bem como das condições de utilização e aplicação, tais como temperatura de utilização, gama de rotações, solicitação de pressão e influências envolventes (água, poeira ou meios agressivos). Estão disponíveis as seguintes características para a caracterização de uma massa para chumaceiras de rolamento.

1. Classe NLGI

No caso de massas de lubrificação, a consistência é o parâmetro que indica a solidez de uma massa. A classificação de massas conforme NLGI vai de muito mole (classe 000) a muito dura (classe 6). As massas de lubrificação das classes NLGI 1-4 são as adequadas para chumaceiras de rolamento.

2. Ponto de gota (em °C)

O ponto de gota de uma massa de lubrificação é a temperatura de liquefação da massa. Situa-se claramente acima da temperatura de utilização recomendada que, no caso de uma chumaceira de rolamento, é determinada quer pela temperatura ambiente, quer pelo calor que se gera na chumaceira de rolamento durante o funcionamento.

3. Valor VKA

A máquina de quatro esferas (VKA) é um dispositivo de ensaio de lubrificantes utilizados com elevadas pressões superficiais. Esta máquina é composta por uma esfera em movimento rotativo que desliza sobre três esferas paradas. No ensaio para verificar qual a capacidade de carga máxima do lubrificante, a esfera em movimento é sujeita a uma força de ensaio que vai sendo gradualmente aumentada até, devido ao calor de fricção, o sistema de quatro esferas ficar soldado.

4. Valor DN (coeficiente de rotação)

O valor DN indica as velocidades periféricas máximas que suportam a utilização de uma massa de lubrificação numa chumaceira de rolamento. É calculado a partir da rotação da chumaceira, do seu diâmetro médio (em mm) e de um fator que toma em consideração a percentagem de fricção por deslizamento do modelo de chumaceira.

5. Valor SKF-Emcor

O processo SKF-Emcor é utilizado para avaliar as propriedades de proteção contra a corrosão de massas para chumaceiras de rolamento. Após a adição de água à massa, é verificado se existe corrosão em rolamentos de esferas autocompensadoras com duração e rotações definidas e com períodos de imobilização determinados, nos termos da norma DIN 51802. Se o controlo visual dos anéis do ensaio não indicar corrosão, o grau de corrosão é 0. Em caso de corrosão acentuada, o grau de corrosão é 5.

Lubrificação de chumaceiras de rolamento

O fornecimento contínuo de lubrificante é um requisito importante para uma elevada segurança de funcionamento de uma chumaceira de rolamento. A lubrificação inicial e todas as novas lubrificações devem respeitar as instruções do fabricante da chumaceira. Deve encher-se a chumaceira de modo a garantir que a massa chega a todas as superfícies funcionais. As chumaceiras de marcha lenta (valor DN < 50.000) e as suas caixas podem ser totalmente enchidas, as chumaceiras de marcha rápida (valor DN > 400.000) podem ser enchidas até 1/4 do seu espaço interior. Nos restantes casos recomenda-se um enchimento até 1/3.

O funcionamento das chumaceiras lubrificadas com massa é suficientemente seguro quando os intervalos de relubrificação não são ultrapassados. Uma relubrificação é necessária sempre que a duração da massa for inferior à vida útil esperada da chumaceira. A relubrificação é efetuada por uma bomba de lubrificação ou por sistemas de lubrificação automáticos. Se possível, a relubrificação deve ocorrer durante o funcionamento. As quantidades de relubrificação situam-se entre 50–80 % da quantidade utilizada na lubrificação inicial. Se não for possível a remoção da massa anterior, deve limitar-se a quantidade de massa, para evitar uma lubrificação em excesso da chumaceira.

No caso de longos intervalos de relubrificação deve procurar-se substituir toda a massa na medida do possível. Antes de mudar para outra variedade de massa, deve limpar-se minuciosamente a chumaceira de rolamento e/ou aplicar a massa de relubrificação até expulsar da chumaceira a totalidade da massa antiga. Neste último caso, deve verificar-se previamente a miscibilidade dos lubrificantes e a compatibilidade dos materiais.

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