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Quadro 6-4: Viscosidades de Serviço em Mecanismos Usuais
- As ordens de grandeza das viscosidades de serviço normalmente verificadas em diversos mecanismos usuais.
6.6 LUBRIFICAÇÃO HIDRODINÂMICA
- A lubrificação hidrodinâmica cria uma película espessa de lubrificante capaz de separar eficientemente as superfícies de contato.
- A teoria da lubrificação hidrodinâmica foi consolidada por Reynolds no final do século XIX, elucidando o fenômeno por meio da Mecânica dos Fluidos.
6.6.1 LEI DE PETROFF - ATRITO VISCOSO
- A lei de Petroff estabelece a relação entre o coeficiente de atrito () e a viscosidade do lubrificante () em chumaceiras radiais de escorregamento.
- A dedução é realizada considerando:
- Carga sobre o veio relativamente pequena, mantendo a concisão entre o moente e casquilho.
- A folga está completamente preenchida com óleo.
- A velocidade de rotação do veio constante, resultando em equilíbrio estático com o binário motor aplicado .
- A equação resultante é:
6.6.2 CURVA DE STRIBECK - LUBRIFICAÇÃO ESTÁVEL
- A relação de Petroff é válida sob condições de elevada viscosidade e baixa carga unitária .
- A curva de Stribeck, introduzida por Stribeck em 1902, demonstra que a linearidade do atrito não se mantém a baixas viscosidades.
- Observa-se que:
- A redução de leva a um crescimento acentuado de depois de um valor mínimo.
- O fenômeno resulta da mudança de um regime hidrodinâmico estável para um regime de lubrificação mista.
- O comportamento estável é assegurado se uma pequena elevação de temperatura (de ± ) reduzir a temperatura, mantendo em baixa.
6.6.3 EXPERIMENTOS DE TOWER
- Tower, em 1883, observou valores reduzidos de atrito fluido e elevadas pressões no lubrificante entre o moente e a chumaceira.
- Descoberta de assimetrias radiais conforme a rotação do moente.
6.6.4 TEORIA DA LUBRIFICAÇÃO HIDRODINÂMICA DE REYNOLDS
- Os resultados experimentais de Petroff e Tower conduziram ao desenvolvimento da teoria de Reynolds em 1886.
- Reynolds postula que o lubrificante comprimido nas superfícies gera uma pressão suficiente para suportar a carga entre o veio e o casquilho, formando a cunha hidrodinâmica.
- A dedução da equação de Reynolds considera:
- Fluido incompressível
- Viscosidade constante
- A equação clássica resultante para lubrificação hidrodinâmica é:
- A forma geral da equação de Reynolds que abrange escoamento bidirecional é:
6.7 LUBRIFICAÇÃO LIMITE E ADITIVOS
- Obter condições operacionais de lubrificação hidrodinâmica pode não ser sempre viável, necessitando de sistemas de lubrificação estática.
- O comportamento nas superfícies de contato é crucial e depende do material e da resistência à adesão.
Aditivos de Lubrificação
- Aditivos de Extrema Pressão (EP): Sustentam operações sob altas cargas por meio de reações químicas e formação de películas resistentes.
- Inclui influência de fatores externos e a duração como partes essenciais no desempenho.
Exemplo de Aplicação: Viscosidades Típicas
- Viscosidades de Óleos em Aplicações: Exemplos das viscosidades típicas dos óleos minerais e suas aplicações generalizadas com referências em tabelas no anexo.
- O registro do comportamento geral de materiais (casquilhos junto de rolamentos) mostra diferentes performance, durabilidade, resistência à corrosão e atrito.
Cálculo Generalizado e Aplicações
- Exemplo da importância dos parâmetros de cálculo no projeto de chumaceiras, com a utilização de máquinas calculadoras e métodos específicos para avaliação da dinâmica e desempenho.
- Tabela de Viscosidade de Óleos: Como os parâmetros da viscosidade mudam conforme a temperatura, extrapolações podem ser feitas conforme tabelas fornecidas pelo fabricante.