Princípios da lubrificação

O atrito exerce grande influência em todas as atividades humanas. Sem ele o simples ato de caminhar não seria possível, os pés deslizariam e não conseguiríamos nem ficar em pé. Mas há muito tempo o homem tenta minimizar ao máximo os seus efeitos nocivos, como elevação de temperatura e desgaste, e ele tem conseguido fazer isso com o uso adequado de lubrificantes.

O primeiro lubrificante que se tem notícia teria sido usado por volta do ano 2600 a.C.. Foram encontrados vestígios de sebo de boi e de carneiro que teriam sido usados para facilitar o deslizamento de um trenó do faraó Ra-Em-Ka. Os egípicios são pioneiros na utilização dos lubrificantes, durante a construção das pirâmides, era jogada banha de animais embaixo das pedras para que elas pudessem ser arrastadas até o local onde seriam montadas. Ainda se tem notícia da utilização de lubrificantes na lubrificação das rodas das bigas gregas (carruagens que eram usadas em competições), em mecanismos para abertura de portões de castelos, na lubrificação de moitões e timões e navios e, mais tarde, com a revolução industrial, já à base de petróleo, nas máquinas e engenhocas que eram inventadas.

 

 

A superfície de qualquer peça contém imperfeições em forma de "picos e vales" que chamamos de rugosidade.  Quando duas peças estão em movimento uma sobre a outra, os seus picos e vale se encaixam, aumentando a temperatura. O aumento da temperatura irá provocar o que chamamos de "microsoldas", com a continuação do movimento as microsoldas irão se romper promovendo o desgaste do material. Quando mais lisa for uma superfície, menor será o seu valor de rugosidade, ou seja, menores serão os picos e vales. O papel do lubrificante é preencher o espaço existente entre as duas peças, evitando ao máximo o contato direto, afim de que as microsoldas não aconteçam e, consequentemente, o desgaste também não.

Existem dois tipos de atrito: de deslizamento e de rolamento.

O atrito de desliamento é o mais complicado. Ele ocorre quando uma peça é arrastada sobre a outra. Tende a ocorrer o encaixe dos picos e vales de uma peça sobre a outra e, assim, a força que deve ser empregada para vencer o atrito deve ser muito grande. Como consequência temos um desgaste maior das peças.

O atrito de rolamento proporciona um movimento mais suave. Ao invés e uma superfície ser arrastada sobre a outra, ela é rolada. Isto diminui consideravelmente o atrito. O desgaste da peça é bem menor nesta situação. O principal elemento utilizado para proporcionar este tipo de movimento é o rolamento, comumente chamado de rolimã.

Mesmo quando temos atrito de rolamento temos desgaste. Quase sempre que tivermos duas peças em contato teremos a necessidade de aplicar algum tipo de lubrificante para diminuir o desgaste. Assim, as principais finalidades dos lubrificantes são:

- Controle do atrito;
- Controle do desgaste;
- Controle da temperatura;
- Controle da corrosão;
- Transmissão de força;
- Amortecimento de choques;
- Remoção de contaminantes;
- Vedação.

A falta de lubrificante pode ser fatal para um conjunto mecânico. Se ele faltar, podem ocorrer os seguintes problemas:
- Aumento do atrito;
- Aumento do desgaste;
- Aquecimento;
- Dilatação das peças;
- Ruídos;
- Grimpagem;
- Ruptura das peças.

Quando observamos uma grane máquina apoiada sobre um eixo, estamos presenciando quase um milagre. Todo o peso está acima e uma fina camada de óleo ou graxa que chamamos de "película lubrificante". Esta película é a responsável por proporcionar a separação das duas superfícies que estão em movimento.

Para que a película lubrificante consiga manter-se uniforme e não deixe espaços sem proteger do atrito é necessário que o material que está sendo utilizado tenha uma propriedade chamada de "coesividade". A coesividade é a capacidade que que determinado material tem e manter unido, homogêneo, ou seja, coeso. É como se imaginássemos que o material representado ao lado é um porção e lubrificante e, por mais que colocássemos peso em cima esta molécula ela dificilmente se quebraria.

Outra característica importante é a adesividade. Esta é a propriedade que determinados materiais têm de se aderir, se agarrar em outras superfícies. Mesmo que submetido à altas rotações, ou que a peça lubrificada esteja de cabeça para baixo, o óleo não pode escorrer e deixá-la desprotegia. Todo lubrificante tem boa adesividade e boa coesividade. À união dessas duas características amos o nome oleosidade.

A condição ideal de lubrificação acontece quando conseguimos separar completamente as duas superfícies em questão. Se isto for atingido dizemos que conseguimos a "lubrificação total ou fluida". Esta é a situação em que mais conseguimos diminuir o desgaste, uma vez que quase não existe contato direto entre as superfícies.

Mas muitas vezes o lubrificante não consegue separar completamente as duas superfícies. Em determinados momentos as peças de chocam, o que produz desgastes e aquecimento mas, bem menores do que aqueles que seriam produzidos se não não houvesse lubrificação alguma. Quando isto ocorre dizemos que temos a "lubrificação limite".

A situação que acontece na maioria dos casos é lubrificação mista, que é a ocorrência dos dois casos anteriores no mesmo conjunto. Quando a máquina está desligada, as peças estão em contato, neste momento temos a lubrificação limite, à medida que vai ocorrendo a movimentação do equipamento a pressão hidrodinâmica afasta as duas peças, ocorrendo a lubrificação total.

Já nos eixos ocorre o que chamamos de "cunha lubrificante", que é bem semelhante à lubrificação mista. Quando o eixo está parado, uma parte do eixo estão em contato com o mancal. À medida que o eixo começa a girar ele tende à ficar centralizado no mancal, o que melhora a situação da lubrificação.

O vídeo abaixo é um tanto antigo mas é muito interessante, assista: