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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 (ff) e a viscosidade do lubrificante (<br/>ν<br />\nu) em chumaceiras radiais de escorregamento.
  • A dedução é realizada considerando:
    • Carga FF sobre o veio relativamente pequena, mantendo a concisão entre o moente e casquilho.
    • A folga cc está completamente preenchida com óleo.
    • A velocidade de rotação do veio NN constante, resultando em equilíbrio estático com o binário motor aplicado TT.
  • A equação resultante é:
    T=fFr=(rlP)rT = f F r = (rl P) r

6.6.2 CURVA DE STRIBECK - LUBRIFICAÇÃO ESTÁVEL

  • A relação de Petroff é válida sob condições de elevada viscosidade e baixa carga unitária PP.
  • 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 P<br/>νNP <br />\nu N leva a um crescimento acentuado de ff 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 ± <br/>ν<br />\nu) reduzir a temperatura, mantendo ff 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:
    dxdh=Udz+dPdx\frac{dx}{dh} = \frac{U}{dz} + \frac{dP}{dx}
  • A forma geral da equação de Reynolds que abrange escoamento bidirecional é:
    dPdx=<br/>νh\frac{dP}{dx} = \frac{<br />\nu}{h}

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.