Bomba Centrífuga

Bomba centrífuga é uma turbomáquina utilizada para bombear líquidos elevando, pressurizando e transferindo-os de um local para outro, sendo utilizada no saneamento básico, na irrigação de lavouras, nos edifícios residenciais e na indústria em geral, .

O rotor de uma bomba centrífuga é uma turbina que cede energia para o fluido à medida que este escoa continuamente pelo interior de suas palhetas. Embora a força centrífuga seja uma ação particular das forças de inércia, ela da o nome a esta classe de bombas. A potência a ser fornecida é externa à bomba, seja um motor elétrico, um motor a diesel, uma turbina a vapor, etc. A transferência de energia é efetuada por um ou mais rotores que giram dentro do corpo da bomba, movimentando o fluido e transferindo a energia sob a forma de energia cinética - aumento de velocidade - e esta pode ser convertida em energia de pressão.

O fluido entra na bomba por um bocal de sucção. Neste bocal a pressão manométrica pode ser superior (positiva), inferior à atmosférica ou pressão negativa (vácuo). Do bocal de sucção o fluido é encaminhado a um ou mais rotores que cedem energia ao fluido, seguindo-se um dispositivo de conversão de energia cinética em energia potencial de pressão. O fluido sai da bomba pelo bocal de recalque. A energia cedida ao fluido se apresenta sob a forma de diferença de pressão entre a sucção e o recalque da bomba. Esta energia específica (energia por unidade de massa) é conhecida como altura manométrica total (Hman). Em função desta transferência de energia é que podemos elevar, pressurizar ou transferir fluidos.

Princípio de funcionamento:

 

 

 

Uma bomba centrífuga trabalha transferindo energia cinética para o fluido e transformando-a em energia potencial, seja esta de posição ou, mais frequentemente, de pressão no bocal de descarga da bomba. Esta ação é realizada empregando os conceitos do Princípio de Bernoulli.

Acionada mecanicamente por um eixo rotativo, a rotação do rotor da bomba transfere energia para o fluido através das palhetas do rotor. O fluido presente na sucção entra no olho do rotor - uma cavidade de diâmetro menor, interna - a partir de onde escoa em direção ao diâmetro externo pelos canais formados entre as palhetas do rotor. O fluido deixa o rotor com considerável velocidade absoluta a parcela de energia cinética - que deve ser convertida em energia potencial de pressão. Isto é realizado nas partes não rotativas.

A forma mais frequente de recuperação de energia nas partes não rotativas é uma carcaça com formato espiral, conhecido como voluta, que termina em um bocal de recalque. Uma outra forma usual de dispositivo recuperador de energia é uma série de palhetas estáticas, chamada de difusor. O difusor com palhetas pode ser seguido de um canal de retorno - dirigindo o fluido a outro rotor - ou a um coletor espiral, muito semelhante a uma voluta.

A energia transferida pela bomba centrífuga ao fluido é função do diâmetro do rotor, da rotação de acionamento e do projeto do rotor. Se a descarga requer uma energia ainda mais alta que a fornecida pela bomba ao fluido, não há escoamento: o fluido é somente pressurizado.

Uma bomba centrífuga necessita ser selecionada com vistas a uma aplicação: a simples instalação de uma bomba centrífuga qualquer em uma instalação hidráulica não garante o funcionamento da instalação. A aplicação requer adequação entre a bomba instalada, o sistema de tubulações empregado e do manancial supridor do fluido bombeado.

Bombas centrífugas verticais

As bombas centrífugas verticais são, em sua maioria, construídas com eixos na horizontal. Embora bombas com eixo vertical também sejam fabricadas, há uma classe de bombas verticais na qual o rotor fica instalado na extremidade inferior de um eixo prolongado e assim mergulhado no fluido. Esta construção é conveniente quando, por exemplo, desejamos elevar água de um rio ou lago sem submergir o acionador, geralmente um motor elétrico que não suporta a imersão. Estas bombas verticais são destinadas à instalação em um poço inundado com água e são ditas "bombas verticais de poço úmido".

As bombas verticais de poço úmido são chamadas também de bombas verticais tipo turbina. Num passado mais distante, bombas dotadas de difusores eram designadas bombas tipo turbina. Como as turbinas hidráulicas requerem a presença de pás diretoras para controle, as bombas dotadas de difusores com palhetas fixas eram denominadas bombas tipo turbina.

Bombas centrífugas multiestágios

Uma bomba centrífuga que contenha mais de um rotor é uma bomba centrífuga multiestágios. Cada estágio fornece ao fluido uma determinada energia, sendo que estas se adicionam. Havendo necessidade de maior energia - mais pressão - aumenta-se o número de rotores dispostos em série. Os rotores podem estar montados no mesmo eixo ou, mais raramente, em eixos distintos.

Como em todas as bombas, a energia é fornecida pelo acionador: motor elétrico, motor de combustão interna, turbina a vapor, etc.

Bombas com rotores de dupla sucção

É certamente possível instalar dois rotores em par. Podemos ter casos de duas peças com simetria especular independentes e montadas sobre o mesmo eixo ou uma peça única, contendo os dois jogos de palhetas simétricas.

As bombas de um estágio com rotores de dupla sucção são frequentemente consideradas equilibradas axialmente por simetria, reduzindo os esforços a serem absorvidos nos mancais. Também, devido à divisão do escoamento em duas correntes, apresenta uma redução do NPSH requerido em relação a bombas equivalentes de sucção simples.

Principais características

 

Curvas características de uma bomba centrífuga e de um sistema aberto

Os seguintes parâmetros caracterizam uma bomba centrífuga:

• A vazão bombeada Q
• A altura manométrica total H
• A potência absorvida P
• A eficiência, ou rendimento, η
• O diâmetro externo do rotor, D
• A carga positiva na sucção, ou NPSH requerido
• A velocidade de acionamento n

As curvas características de altura manométrica total[

Na aplicação de bombas centrífugas, empregamos essencialmente duas curvas características:

• a curva característica da bomba, que representa a energia cedida pela bomba ao fluido em função da vazão bombeada; e
• a curva característica do sistema hidráulico, que representa a energia requerida do fluido pelo sistema hidráulico - composto por desníveis, diferenças de pressão, canais, tubos, válvulas ou registros - em função da vazão que atravessa o sistema.

Nos diagramas à direita a curva característica da bomba (CCB) é apresentada em azul, enquanto a curva característica do sistema (CCS) é apresentada em vermelho.

Empregam-se curvas características para as bombas porque o comportamento das bombas centrífugas é complexo e geralmente representada sob a forma de uma curva apresentando a altura manométrica total em função da vazão bombeada. Por vezes a curva característica da bomba é chamada de curva H-Q. Frequentemente é apresentada na forma gráfica pelos fabricantes, mas algumas vezes a relação é apresentada sob forma de uma tabela, que nada mais é que uma seleção de pontos sobre a curva característica da bomba.

O comportamento do sistema hidráulico de bombeamento é composto por:

• desníveis
• diferenças de pressão
• atrito entre o fluido e o sistema de bombeamento
• mudanças de velocidade do fluido

Este comportamento pode ser representado, da mesma forma, em um diagrama onde apresentamos a energia requerida do fluido em função da vazão dentro do sistema hidráulico. Fazendo-se isto para diversos valores da vazão bombeada e representando a altura manométrica total requerida em função da vazão, obtemos a curva característica do sistema. Além da denominação curva característica do sistema, é frequente a menção à curva do sistema.

Em um dos diagramas à direita, o deslocamento da curva vermelha do eixo horizontal representa o desnível geométrico, geralmente uma diferença de cotas que é o objetivo da instalação de bombeamento vencer. Pode, no entanto, ser uma diferença de pressões a ser vencida pela instalação de bombeamento, como ocorre em uma instalação de alimentação de uma caldeira. O aumento da energia requerida para o fluido passar pelo sistema, à medida que a vazão aumenta, é devido ao atrito entre o fluido e as paredes ou a mudanças de velocidade ocorridas dentro do sistema.

A vazão e a altura manométrica total na qual a bomba centrífuga e o sistema hidráulico encontram o equilíbrio permanente - enquanto a bomba estiver ligada - é o ponto onde a curva da bomba, em azul, intercepta a curva do sistema (em vermelho). Este ponto é denominado ponto de operação.

Com frequência os fabricantes publicam curvas impressas apresentando as curvas H-Q para uns poucos diâmetros do rotor em uma rotação próxima à dos motores elétricos comerciais existentes no mercado. Pode-se empregar qualquer diâmetro entre os valores máximo e mínimo, cobrindo assim uma quantidade maior de aplicações.

Veja abaixo o funcionamento de uma bomba centrífuga.

 

 

 

Análise Termográfica

O que é?

Considerada uma técnica de inspeção não destrutiva, a inspeção termográfica é executada com o uso de equipamentos com sistemas infravermelhos, para a medição de temperaturas ou verificação de padrões diferenciais de distribuição de calor, com o objetivo de gerar informações sobre à condição operacional de um componente, equipamento ou processo.

Qual a real utilidade da Termografia?

Não necessita de contato para medição – utiliza sensor remoto Tende a manter o técnico “afastado” do perigo Não interfere nem afeta o alvo da medição de nenhum modo Ela tem duas dimensões Comparação entre alvos da medição é possível Imagem permite “ótima” visualização geral do alvo Padrões térmicos podem ser visualizados para análise Ela é executada em tempo real Permite inspeções rápidas de alvos imóveis Permite a captura de alvos com movimentação rápida Possibilita a captura de modelos térmicos de alterações rápidas

Como funciona a Análise Termográfica?

Além do cumprimento as Normas Regulamentadoras, como a NR10, e o uso de janelas de inspeções termográficas, pois sabemos que arcos voltaicos e eletrocussão causam mortes, e com a ampla introdução do padrão NR-10, as restrições colocadas para execução de serviços em instalações elétricas aumentaram dramaticamente.

Porém ainda é sabido que custos de produção e manutenção sejam os mínimos possíveis e, ao mesmo tempo, há de se implementar a confiabilidade dos seus equipamentos monitorados.

Portanto no caso da não possibilidade de se executar a termografia da maneira tradicional, “abrindo painéis”, a JANELA DE INSPEÇÃO é a SOLUÇÃO, e você deixará de se preocupar com o Imperativo da NR10 – “a segurança”.

Acesso rápido e fácil, sem abertura de painéis ou quaisquer outros empecilhos.

Onde pode ser aplicada a Análise Termográfica?

Nascida para aplicações no âmbito militar, a Termografia Infravermelha é hoje uma tecnologia que se encontra desenvolvida para inúmeras aplicações industriais de engenharia, essencialmente na óptica da condução do processo e do controle de condição de equipamentos elétricos, mecânicos e térmicos.

Como é a Termografia voltada a área elétrica?

A passagem da corrente elétrica por pontos de mal contato, produz um aquecimento nas emendas ou conexões devido ao centelhamento ou perdas jaulicas. Também as cargas podem facilmente causar desequilíbrios de correntes em sistemas polifásicos, o que fatalmente causa um desequilíbrio térmico entre as fases.

 

 

 

Como é a Termografia voltada a área mecânica?

 

 

 

 

 

 

Como é a Termografia voltada a identificação de defeitos em processo?

As diversas crises no fornecimento de energia (tanto elétrica como do petróleo), evidenciaram um aspecto extremamente importante para nós, de que a energia é cara e tende a ficar mais cara no futuro, uma vez trabalhamos com recursos naturais finitos.

A realidade de uma energia cara faz com que sistemas produtivos com baixa eficiência energética se tornem menos competitivos. Dessa forma perdas de energia que eram antes consideradas normais ou inevitáveis, tornam-se motivo de estudo e ações para sua contenção. Ou seja, hoje o cliente entende que vale a pena se preocupar com este parâmetro.

Neste cenário a termografia por ser uma técnica baseada na detecção de de padrões de troca de calor surge como uma ferramenta quando se pensa na introdução de programas de conservação de energia.

A eficiência da termografia pode ser verificada pela capacidade da rápida e direta localização de regiões não isoladas e de falhas em revestimentos de equipamentos térmicos. A partir dessa localização pode-se determinar a necessidade de paradas para os reparos, a extensão dos locais de intervenção e a quantidade de material necessário para os mesmos.

Verificação de refratários em fornos, medição de variação de temperatura em rolos de papel, laminações, extrusoras, tanques de armazenagem, máquinas de plástico, entre outros.

 

 

 

Como são os relatórios especialistas?

Os relatórios podem ser gerados através do software do fabricante dos equipamentos utilizados na coleta de dados, podendo armazenar os dados coletados e emitir o relatório através do mesmo. Dessa forma temos acesso rápido e direto as informações de todas as técnicas preditivas aplicadas em um determinado equipamento.

 

 

Bomba de Pistões Axiais

 

A finalidade de uma bomba hidráulica é a de transformar energia mecânica em energia hidráulica, utilizando para isso uma energia primária, que normalmente é elétrica (Motor elétrico) ou térmica, através do uso de motores de combustão interna nos casos onde seja necessária maior mobilidade do sistema como um todo.

Em aplicações industriais é mais comumente acionada por motores elétricos, devido à fácil instalação e substituição, manutenção simples e baixo custo.

 

 

Fig. 1. Visão interna de uma bomba de pistões axiais Rexroth

Existem diversos tipos de bombas hidráulicas, cada uma com uma variedade de formas construtivas e funções adicionais de forma a atender melhor cada tipo de aplicação. As bombas de pistões axiais podem ser encontradas em 3 formas construtivas, e podem ter fluxo fixo, ajustável ou até mesmo autoajustável, caso em que podem ser ajustadas durante o trabalho.

 

 

Princípio de Funcionamento Teoria de funcionamento das bombas de pistões axiais

As bombas de pistões axiais funcionam com base no movimento retilíneo al- ternativo dos pistões nos cilindros do tambor, movimento este que consiste no pistão ser empurrado para fora do cilindro por uma mola, enchendo o cilindro de fluído, que posteriormente é pressurizado quando o movimento rotativo da bomba empurra o pistão novamente para dentro do cilindro.

 

 

Fig. 2. Movimento de pressurização dos pistões no tambor

 

 

Na figura acima é possível identificar o movimento que o pistão faz desde o enchimento do cilindro com fluído até o momento em que o fluído atinge a pressão máxima e é expelido.

 

Fig. 3. Ciclo do pistão Hidráulica

 

Formas Construtivas:

 

Prato Fixo - Nas bombas de prato fixo, o tambor é quem recebe o movimento rotativo transferido pelo eixo. Nestas bombas, o contato entre os pistões e o prato in- clinado é feito com o uso de uma placa de desgaste, que é uma coroa com rasgos circunferenciais que servem de sede para o encaixe do ponto de con- tato do pistão com o prato inclinado. Deste modo o custo de manutenção da bomba é reduzido, pois os pistões apresentam menor desgaste durante o trabalho.

 

 

Fig. 4. Seção de uma bomba de prato fixo

 

Durante o funcionamento, cada pistão ao recuar cria um vácuo no cilindro, puxando o fluído através da placa de válvulas, assim que o pistão alcança sua abertura máxima chega ao segundo rasgo da placa de válvulas, onde se inicia o processo de pressurização e descarga, em que o fluído é forçado para fora do cilindro conforme exemplificado na figura 3.

Neste tipo de bomba o controle de entrada e saída do fluído nos cilindros é feita com a placa de válvulas, que é um anel fixo com dois rasgos, cada um ocupando metade da placa, sendo um para entrada e outro para a saída do fluído, conforme detalhado na figura 5.

 

Fig. 5. Funcionamento da placa de válvulas

 

Como principal desvantagem, este tipo de bomba apresenta forças laterais variáveis entre os pistões e os cilindros, causando um desgaste irregular e até mesmo travamentos. A pressão de trabalho e o ângulo do prato influem diretamente nestas forças laterais, e para minimizá-las utiliza-se no máximo um ângulo de 18º no prato, o que faz com que este tipo de bomba possua cilindradas menores que outros modelos.

Prato Rotativo tões axiais. Neste tipo de bomba, o tambor é fixado à carcaça da bomba, e o prato inclinado é fixado ao eixo, recebendo sua energia de rotação, e transmi- tindo-a aos pistões, que através do movimento retilíneo oscilatório puxam em empurram o fluído.

A maior diferença entre as formas construtivas de prato fixo e de prato rotativo é que com o uso do tambor fixo nas bombas de prato rotativo, se faz necessário o uso de válvulas indivíduais para controle de entrada e saída de fluído para cada um dos cilindros no tambor, e todas estas válvulas devem trabalhar de forma sincronizada, permitindo que a bomba trabalhe de forma suave e sem travamentos.

O uso obrigatório de válvulas individuais e a necessidade de sincronismo entre estas faz com que este tipo de bomba seja de custo maior, sendo esta a desvantagem que levou este modelo a praticamente nem ser utilizado para bombas, e sim para motores.

Neste tipo de bomba, o prato não possui inclinação e é mais conhecido por flange de acionamento, já que faz transmissão direta aos pistões. Os pistões são acionados com o uso de articulações esféricas pelo flange de acionamento.

 

 

Fig. 6. Seção de uma bomba de eixo inclinado

 

 

Assim como as bombas de prato fixo, as bombas de eixo inclinado também utilizam uma simples placa de válvulas fixa para controle de entrada e saída do fluído.

Uma grande vantagem deste tipo de bomba sobre as de prato inclinado é o fato de não haver forças laterais nas guias dos pistões, evitando o desgaste prematuro da bomba e permitindo o trabalho com pressões mais altas e ângulos de inclinação maiores, chegando a até 45º, obtendo consequentemente cilindradas muito maiores.

 

Hidráulica

Além das bombas de fluxo e pressão fixos como as detalhadas acima, existem também diversas variações construtivas que permitem o ajuste de fluxo e pressão.

Basicamente, para se variar o fluxo de uma bomba de pistões axiais basta alterar o seu ângulo de acionamento dos pistões, ou seja, nas bombas de placa inclinada, altera-se a inclinação da placa, e nas de eixo inclinado deve-se mo- dificar a inclinação do eixo, deste modo será alterado o curso dos pistões que consequentemente pressionarão mais ou menos fluído em cada ciclo.

 

Bombas Ajustáveis

Nas bombas ajustáveis há um pistão em contato com o prato inclinado, este pistão é acionado por um parafuso, que ao ser apertado reduz o fluxo da bomba, e ao ser afrouxado aumenta-o.

Neste tipo de bomba o ajuste é feito manualmente, é utilizada para se obter ajuste fino em aplicações específicas.

 

Fig. 7. Bomba ajustável manual Hidráulica

 

Bombas Auto-Ajustáveis

As bombas auto-ajustáveis seguem o mesmo princípio das bombas ajustáveis, mas ao invés de permitirem o ajuste manual para pequenas correções, permitem o ajuste contínuo através de sistemas de controle automatizado, envolvendo sensores, CLPs e etc.

Com este tipo de bomba é possível manter níveis de pressão constantes mesmo com variações de fluxo.

 

 

Fig. 8. Bomba servo-acionada

 

Características Gerais Detalhes característicos das bombas de pistões axiais:
As bombas hidráulicas de pistões axiais apresentam:
• Alto rendimento volumétrico, por volta dos 95%; gando até a 700 bar, ou seja, algo em torno de 715 Kgf/cm2;


Veja abaixo um vídeo ilustrativo:

 

Bomba de Palhetas Rotativas.

Bomba de palhetas rotativas. Note-se que modernas bombas tem uma área de contato entre o rotor e o estator (e não uma linha de contato).
1. corpo da bomba 2. rotor 3. palhetas 4. mola

 

A bomba de palhetas rotativas é uma bomba de deslocamento positivo que consiste de palhetas montadas em um rotor que gira dentro de uma cavidade. Em alguns casos estas palhetas podem ser de comprimento variável e/ou tensionadas para manter contato com as paredes nas quais a bomba gira. Foi inventada por Charles C. Barnes de Sackville, New Brunswick que a patenteou em 16 de junho de 1874.

Tipos

A mais simples bomba de palhetas rotativas é um rotor circular girando dentro de uma cavidade circular mais larga. Os centros destes dois círculos são descentrados, causando ecentricidade. As palhetas são livres para entrar e sair do rotor e selo em todas as margens, com a criação de câmaras de palhetas que fazem o trabalho de bombeamento. No lado da entrada da bomba, as câmaras de palhetas aumentam de volume. Estas câmaras de palhetas que aumentam o volume estão cheias de líquido forçada pela pressão de entrada. Muitas vezes esta pressão de entrada não é nada mais do que a pressão da atmosfera. Do lado de descarga da bomba, as câmaras de palhetas estão diminuindo em volume, forçando o fluido da bomba. A ação da palheta expulsa o mesmo volume de fluido a cada rotação. As bombas de vácuo rotativas de palhetas multiestágio podem atingir pressões tão baixas quanto 10⁻³ mbar (0.1 Pa).

Usos

Usos comuns de bombas de palhetas rotativas incluem bombas hidráulicas de alta pressão e usos automotivos incluindo bombas de supercompressão, direção assistida e câmbio automático. Bombas para pressões de faixa mediana incluem aplicações como carbonadores de dosadores de refrigerantes e máquinas de café espresso. Eles também são frequentemente utilizados como bombas de vácuo para prestação de assistência à frenagem (através de uma frenagem servofreio) em caminhões grandes, e na maioria dos aviões leves para conduzir instrumentos de voo giroscópicos, o horizonte artificial e indicador de rumo. Além disso, as bombas de palhetas podem ser usados em aplicações de gás de baixa pressão, como injeção seundária de ar para controle de emissão de exaustão, e em aplicações de vácuo incluindo linhas de evacuação de fluido refrigerante em condicionadores de ar, e secadores a frio laboratoriais, extensivamente em sistemas de deposição químia de vapor em semicondutores, e experimentos com vácuo em física. Nesta aplicação o gás bombeado e o óleo são misturados dentro da bomba, mas devem ser separados externamente.

As Graxas e suas Aplicações

Graxas lubrificantes são o nome genérico e popular dado a lubrificantes pastosos compostos (semi-plásticos) ou de alta viscosidade, compostos de misturas de óleos lubrificantes minerais (de diversas viscosidades) e seus aditivos e especialmente do ponto de vista químico, sais de determinados ácidos graxos com cálcio, sódio, ltio, alumínio, bário e magnésio (geralmente chamados de sabão que em formam com os óleos de origem mineral uma emulsão, que atuam como agente espessador. Em tais formulações o óleo mineral entra como o verdadeiro lubrificante e o espessador, além de conferir a viscosidade à mistura, atua na retenção do óleo mineral.

Os aditivos atuam com a manutenção de propriedades de antioxidação, resistência a ação da água e determinados solventes, capacidade de adesão, estabilidade da viscosidade em função da temperatura e do movimento, resistência ao desalojamento, a restência à extremas pressões e outras propriedades específicas do uso e ambiente em questão

Algumas das propriedades que entram na caracterização e análise de uma graxa (e que inclusive podem receber uma mensuração técnica específica e normalização) são: consistência, viscosidade aparante, ponto de gota ou ponto de gotejamento, oxidação, separação do óleo, lavagem por água, coloração.

Não confundir com o termo popular para gordura de origem animal, especialmente as sólidas.

A graxa é um lubrificante com propriedades de redução de atrito e desgaste, com consistência graxosa, compostos de óleo, engrossadas através de espessantes.

Os espessantes das massas são, na regra, sabões metálicos ou agentes espessantes orgânicos ou inorgânicos.

A aplicação é feita, na maioria das vezes, em pontos de lubrificação que não podem ser alimentados com óleos

lubrificantes ou não são aptos para a lubrificação com óleo.

Os principais objetivos são:

• redução de desgaste
• redução de atrito
• proteção contra corrosão
• diminuir ruídos
• reduzir as vibrações
• Menos : Eliminar o calor gerado
• Mais : Vedação contra o meio ambiente (poeira, água, etc.).
• Evitar fugas do lubrificante (do óleo).

A maioria dos mancais de rolamentos é lubrificada com graxa, especialmente devido aos poucos problemas de vedação dos rolamentos.

Graxas com lubrificantes sólidos são, na sua maioria, previstas para condições de atritos mistos em baixas velocidades ou elevadas cargas. Estas massas com lubrificantes sólidos, como por exemplo graxas grafitadas ou com bissulfêto de molibdênio, podem aumentar a vida útil dos rolamentos consideravelmente.

O primeiro passo para escolher a graxa adequada é a informação da velocidade (rpm) e o diâmetro médio do rolamento para poder calcular o fator DN. Tendo esta informação podemos indicar a consistência adequada:

Consistência de Graxa

• Classe- NLGI Descrição Valor (mmmin)
• 00 graxa fluida 1 até 1,2 x 106 (Max. 1,5 x 106)
• 0 a 1 rotação elevada até Max. 1x 106
• 2 normal até Max. 800.000
• 3 normal até Max. 400.000
• 4 graxa vedante até Max. 50.000

Graxas alimentícias

A maioria das graxas alimentícias é fabricada com óleo mineral branco e aditivos aprovados pelos órgãos regulamentadores.

 

Outras exigências para graxa alimentícia:

• sem odor ou gosto
• grande resistência à lavagem por água
• excelente adesividade
• resistência a grandes cargas
• repelir a umidade

Como o sabão de lítio é um sabão metálico, este espessante não pode ser usado em lubrificantes para a industria alimentícia. Neste caso são indicadas graxas a base de sabão de alumínio ou alumínio-complexo.

Graxas grafitadas

A graxa grafitada com lubrificantes sólidos , na sua maioria,é prevista para condições de atritos mistos em baixas velocidades ou elevadas cargas. Estes produtos com lubrificantes sólidos, como por exemplo graxas grafitadas ou com bissulfeto de molibdênio, podem aumentar a vida útil dos rolamentos consideravelmente.

Geralmente a graxa com bissulfeto de molidênio é indicada para mancais lisos e mancais de rolamentos, enquanto a com grafite é mais indicada para a lubrificação de cabos de aço e engrenagens abertas.

Desvantagem dos dois lubrificantes sólidos acima citados é sua cor preta e sendo assim eles tem sua aplicação restrita em diversos segmentos da indústria como por exemplo na indústria têxtil, alimentícia, farmacêutica etc.

Para estes casos de aplicação foram desenvolvidos produtos com lubrificantes sólidos brancos a base de PTFE (politetrafluoretileno), oxido de zinco etc.

Quando encontramos massas com cobre, alumínio, zinco ou outros lubrificantes sólidos em geral não falamos

mais de graxas, porém de pastas de montagem.

 

Graxas lubrificantes

Devido a variedade de graxas lubrificantes existentes, é possível uma solução apropriada para o problema de lubrificação. Podem ser escolhidos produtos para altas e baixas temperaturas, óleos minerais e graxas sintéticas, com ou sem lubrificantes sólidos, para as condições de funcionamento especiais.

Dependendo da exigência, podem ser aplicadas graxas da classe de consistência NLGI 000 até 3.

Em altas rotações e pequenas folgas dos mancais, são aplicadas massas lubrificantes mais moles pertencentes às classes de consistência NLGI 00 até 1.

Folgas maiores dos mancais e necessidade de uma vedação contra meios que podem penetrar, devem ser utilizadas graxas das consistências NLGI 2 até 3.

Para engrenagens abertas e cabos de aço são utilizadas lubrificantes com teores de betume como agente espessante e óleos básicos de viscosidade alta.

O uso de produtos asfálticos, devido de conter hidrocarbonetos aromáticos, está sendo evitado por motivos de segurança de trabalho.

Para válvulas, registros, torneiras machos e O`Rings na maioria são usadas produtos de fibra longa e em geral com óleos básicos sintéticos por resistirem a influência de produtos químicos.

Graxa dura em forma de bloco ou briquete tem aplicação por exemplo, nos processos de enrolamento em fábricas de laminação e maquinas de papel.

 

 

Graxas com sabão de cálcio

As graxas fabricadas com sabão de cálcio, óleo mineral e aditivos são lubrificantes cada vez menos encontrados nas linhas de produtos ofertadas pelos fabricantes. Em geral estes produtos estão hoje sendo substituídos na maioria dos casos pela graxa a base de sabão de lítio.

A grande vantagem da graxa com sabão de cálcio é a sua facilidade de fabricação e seu custo final ao usuário.

As vezes estes lubrificantes ainda encontram campos de aplicação aonde podemos relubrificar frequentemente e aonde queremos uma boa resistência à água. Um destes pontos de aplicação são cabos de aço, chassis e molas de veículos pesados. Nestes casos ainda encontramos graxa grafitada com sabão de cálcio.

A grande desvantagem das massas com sabão de cálcio é o seu baixo ponto de gota: estas graxas tem uma faixa de uso muito limitada em referencia a temperaturas mais elevadas.

Com temperaturas acima de 80 °C o sabão de cálcio começa a se fundir e sendo assim o óleo básico começa a sair do ponto de lubrificação. Faria por exemplo pouco sentido de fabricar uma graxa com sabão de cálcio e óleo básico sintético.

Graxas de sabão de lítio

Os lubrificantes mais usadas são as graxas de sabão de lítio. São massas lubrificantes de óleo mineral ou sintético que foram espessadas através de sabão de lítio e acido orgânico (resistente contra água).

O ponto de fusão do sabão de lítio acontece por volta de 180 °C, o que permite de usar estes produtos até uma faixa de temperatura de 140 °C por curtos períodos.

A maioria das graxas de sabão de lítio são aditivadas com antioxidantes, aditivos EP (Extrema Pressão), anticorrosivos, melhoradores de índice de viscosidade e aditivos de adesividade (tacking agent). Além destes aditivos existem massas de sabão de lítio com aditivação de lubrificantes sólidos como Bissulfêto de olibdênio grafite ou lubrificantes sólidos brancos como PTFE ( Politetrafluoretileno).

Óleos sintéticos, como alquilenoglicoís ou ésteres são usados em graxa de sabão de lítio semi-fluido para a lubrificação de pequenos moto-redutores.

Polialphaoleofinas (PAO) são usadas como óleo básico para graxa especialmente desenvolvida para a lubrificação de materiais plásticos ou sintéticos.

Em casos para temperaturas extremamente baixas existem graxas de sabão de lítio com óleo de silicone ( - 75 °C). Graxas de lítio com óleos sintéticos a base de esteres podem ser usadas até – 60 °C.

Como o sabão de lítio é um sabão metálico, este espessante não pode ser usado em lubrificantes para a industria alimentícia. Neste caso são indicadas graxas a base de sabão de alumínio ou alumínio-complexo.

 

Graxa de silicone

 

Devido a ampla faixa de temperatura de uso, a graxa de silicone destaca-se das outras graxas sintéticas.

 

Dependendo do tipo de graxa de silicone, esta faixa de temperatura de uso pode variar de -75ºC até +290ºC. Enquanto as graxas para baixas temperaturas até -75ºC usam em geral sabão de lítio como espessante os produtos até +290ºC são espessados com fuligem, Azul Indanthren, Phthalocyanine(pigmento azul), sabão complexo de alumínio ou Arilureias.

Graças à sua inêrcia química, o silicone esta sendo usado cada vez mais na indústria de alimentos. Existem hoje Compounds de silicone que possuem liberação FDA e NSF, órgãos regulamentares de uso de produtos em contato com alimentos.

Em estufas de secagem de pinturas, aonde também temos altas temperaturas, a graxa de silicone não está

sendo mais recomendada, devido ao fato que o silicone pode impedir a fixação da tinta.

Neste caso recomenda-se de usar produtos com base de outros óleos sintéticos indicados para altas temperaturas.

Demais vantagens de graxa de silicone:

• Excelente estabilidade a oxidação
• Resistência a produtos químicos
• Resistente a radiação
• Não ataca ou incha elastômeros, materiais plásticos (recomendamos testar antes!)
• Em alguns casos serve como lubrificante permanente

Tipos de graxa por composição

• Graxa de cálcio, solúvel em água e pouco resistente ao calor.
• Graxa de sódio, solúvel em água, mais resistente ao calor em comparação à graxa de cálcio.
• Graxa de lítio, á uma mistura muito resistente e adaptada aos mais variados usos desde o doméstico até o automobilístico; o ponto de gotejamento é aproximadamente 180°C e permanece inalterável suportando o calor.
• Graxa de bário, para uso genérico, resiste bem à temperatura mas pouco aos movimentos rápicos.
• Graxa de cobre, também chamada graxa de revestimento, composto de pó fino de cobre disperso na graxa e é usado para proteger os roscas de parafusos e helicóides e resiste à temperatura de até 1000°C, não é solúvel em água.
• Graxa de silicone, não é solúvel em água e previne bem a corrosão.
• Graxa de PTFE, também chamada graxa de Teflon (PTFE é a sigla para o politetrafluoroetileno, nome científico do Teflon).
• Graxa de vaselina, para usos domésticos e em contatos elétricos, disponível até para a indústria alimentícia.
• Graxa de grafite, para altíssimas pressões e contatos elétricos.
• Graxa de glicerol, para baixas temperaturas.
• Graxa de alumínio, para altíssimas pressões, hidrorepelente e anti-emulsionante, adequada ao engraxamento sob pressão.

Folga Interna dos Rolamentos e Tabelas de Consulta Técnica

A folga interna de um rolamento (folga inicial) é a folga que um rolamento tem antes de ser instalado sobre o seu eixo e / ou alojamento.

Como está indicado na figura 1, quando o anel interno ou anel externo estão fixos e o outro anel se move livremente pode haver deslocamento na direção radial ou axial. Este deslocamento total (radial ou axial) se denomina folga interna e, dependendo da sua direção, é denominado como folga interna radial ou folga interna axial.

Para se medir a folga interna de um rolamento, deve-se aplicar uma carga leve sobre a pista de tal maneira que a folga interna possa ser medida de forma precisa.

Entretanto, neste instante, uma pequena parcela de deformação elástica do rolamento ocorre com a aplicação desta carga de medição e o valor da medição da folga (folga medida) é ligeiramente maior que a folga interna efetiva. A discrepância entre a folga efetiva do rolamento e a folga aumentada, devido à deformação elástica, deve ser compensada. Estes valores de compensação são fornecidos pela tabela 1. Para rolamentos de rolos, a quantidade da deformação elástica pode ser desconsiderada.

Os valores da folga interna para cada classe de rolamento estão indicados nas Tabelas 3 e 11.

 

 

Seleção da folga interna:

A folga interna de um rolamento sob condições de operação (folga efetiva) é usualmente inferior à folga inicial do mesmo rolamento antes da sua montagem e funcionamento. Isto se deve a vários fatores, incluindo o ajuste do rolamento, a diferença de temperatura entre o anel interno e o anel externo (em funcionamento) etc. Em função de que a folga de operação de um rolamento afeta sua vida, a geração de calor, vibrações, ruídos, etc., deve-se selecionar cuidadosamente a folga interna de funcionamento mais apropriada.

 

 

Fig.1 Folga interna

Critérios para seleção de folga interna do rolamento:
A vida do rolamento teoricamente é máxima quando a folga operacional é ligeiramente negativa no momento de equilíbrio da operação. Na realidade é difícil manter constantemente esta condição ótima de operação. Se a folga negativa aumenta pelas condições flutuantes de operação haverá aquecimento e conseqüentemente a diminuição na vida do rolamento. Em condições comuns deve-se selecionar uma folga interna onde a folga em operação seja ligeiramente maior do que zero.

Para condições simples de operação utilizar ajustagens para cargas comuns. Se a rotação e a temperatura de operação são comuns (normais) selecionar a folga normal que é capaz de produzir a folga operacional adequada. A tabela 2 mostra exemplos da aplicação onde as folgas internas são diferentes da folga normal (CN).

 

 

Folga interna efetiva:

A diferença entre a folga interna inicial e a folga interna efetiva de operação, devido a quantidade de redução da folga causada por ajustes por interferência ou da variação da folga devido a diferença de temperatura entre o anel interno e o anel externo, pode ser determinada pela seguinte equação:
 

δ eff ＝δ o －（δ f ＋δ t )

onde,
 

δ f : Quantidade de redução da folga devido à interferência, mm

Δ deff : Interferência efetiva, mm

 

 

 

1. Redução da folga interna em função da interferência
Quando se instalam rolamentos com ajustes por interferência em eixos ou alojamentos, o anel interno se expande e o anel externo se contrai, reduzindo a folga interna do rolamento. A quantidade de expansão ou contração varia em função da forma do rolamento, da forma do eixo ou alojamento, das dimensões das respectivas partes e, o tipo de material usado. O diferencial pode variar desde aproximadamente 70% a 90% da interferência efetiva.

 

δ f ＝ (0.70 ～ 0.90) Δ deff

onde,
 

δ f : Quantidade de redução da folga devido à interferência, mm

Δ deff : Interferência efetiva, mm

 

 

 

Redução da folga interna em função da diferença de temperatura entre o anel interno e o externo

Durante o funcionamento, normalmente o anel externo estará 5 a 10 ºC mais frio do que o anel interno ou do componente giratório. Entretanto, se o efeito de resfriamento do alojamento é grande, ou o eixo está conectado a uma fonte de calor, ou uma substância aquecida é transportada através de um eixo oco;

"A diferença de temperatura entre os dois anéis, pode ser ainda maior. A quantidade da folga interna é reduzida pela expansão diferencial dos dois anéis"

δ t ＝α ・ Δ T ・ Do

onde,
 

δ t: Quantidade de redução devido a diferença de temperatura, mm

α: Coeficiente de expansão linear do aço do rolamento 12.5 �� 10-6/°C

Δ T: Diferencial de temperatura do anel interno / externo, °C

D o: Diâmetro da pista do anel externo, mm

 

Os valores do diâmetro da pista do anel externo, Do, podem ser aproximados com o uso das equações (4) ou (5)

Para rolamentos de esferas e rolamentos Auto-compensadores de rolos,

Do ＝ 0.20 (d ＋ 4.0 D)
 

Para rolamentos de rolos (excluindo os Auto-compensadores),

Do ＝ 0.25 (d ＋ 3.0D)

onde,
 

d : Diâmetro interno do rolamento, mm

D : Diâmetro externo do rolamento, mm

 

 

 

Abaixo temos algumas tabelas para auxiliar na classificação das folga dos rolamentos

• Tabela 1 Ajustagem da folga interna radial baseado na medição da carga
• Tabela 2 Exemplos de aplicação onde são usadas folgas internas diferentes da folga normal
• Tabela 3 Folga interna radial de rolamentos rígidos de esferas
• Tabela 4 Folga interna radial de rolamentos autocompensadores de esferas
• Tabela 5 (1) Folga interna radial de rolamentos de esferas de contato angular quando montados em pares (pareados)
• Tabela 5 (2) Folga interna radial de rolamentos de esferas de contato angular de dupla carreira
• Tabela 6 (1) Folga interna radial de rolamentos para motores elétricos
• Tabela 6 (2) Folga interna radial de rolamentos para motores elétricos
• Tabela 7 Folga interna radial de rolamentos de rolos cilíndricos (rolamentos com furo cilíndrico intercambiáveis)
• Tabela 8 Folga interna radial de rolamentos de rolos cilíndricos não intercambiáveis
• Tabela 9 (1) Folga interna axial de rolamentos de rolos cônicos da série métrica de dupla carreira e pareados (exceto as séries 329X, 322C, 323C)
• Tabela 9 (2) Folga interna axial de rolamentos de rolos cônicos da série métrica de dupla carreira e pareados (exceto as séries 329X, 322C, 323C)
• Tabela 9 (3) Folga interna axial de rolamentos de rolos cônicos da série métrica de dupla carreira e pareados (exceto as séries 329X, 322C, 323C)
• Tabela 10 Folga interna radial de rolamentos autocompensadores de rolos
• Tabela 11 (1) Folga interna axial de rolamentos com 4 pontos de contato
• Tabela 11 (2) Folga interna axial de rolamentos com 4 pontos de contato