Graxa vs. banho de óleo para rolamentos industriais: como escolher e com que frequência relubrificar

Verifique primeiro a rotação limite de catálogo para cada método

A velocidade elimina um método antes de qualquer outra comparação.

As rotações limite de catálogo são publicadas separadamente para lubrificação com graxa e com banho de óleo por tipo de rolamento, e uma interface de busca em catálogo expõe campos separados 'Limiting Speed: Oil Lub.' e 'Limiting Speed: Grease Lub.', confirmando que os dois valores são publicados separadamente^9,17.

Os limites térmicos tabelados de um fabricante colocam o limite da graxa em 66% do limite do óleo estático, com todos os limites tabelados baseados em lubrificação com óleo estático com nível de óleo no centro do elemento rolante mais baixo¹⁰.

Esse valor de 66% é um limite térmico tabelado de um único fabricante, não uma norma regente, de modo que os valores aplicáveis devem ser lidos no catálogo do tipo de rolamento específico¹⁰.

Acima de 80% da rotação limite de catálogo, deve-se consultar o fabricante, que analisará a aplicação e recomendará o método de lubrificação e a gaiola^9,16.

Decida se a temperatura do suporte e a carga térmica permitem o uso de graxa

O óleo é creditado com baixo atrito, dissipação de calor superior e adequação para alta velocidade, enquanto a graxa é creditada com aplicação fácil, boa vedação e boa retenção, e capacidade de suportar cargas pesadas e temperaturas elevadas¹⁹. A restrição prática é a temperatura do suporte.

A maioria dos usuários prefere manter os suportes abaixo de 60 C (140 F); acima disso, são necessários óleo especial, verificações constantes de nível e intervalos de reengorduramento muito mais curtos quando a graxa é o lubrificante escolhido¹¹.

O mecanismo é uma degradação em duas partes: a viscosidade do óleo se perde com o aumento da temperatura, permitindo contato metal-metal, e o óleo base e seus aditivos se decompõem fisicamente¹¹.

Para a seleção da graxa, 200 C (392 F) é dado como pergunta-limite, considerando exposição contínua versus intermitente e ciclos de aquecimento/resfriamento; se a exposição for contínua, recomenda-se um produto de primeira linha que atenda aos requisitos operacionais².

Nenhuma fonte deste conjunto quantifica a taxa de remoção de calor de qualquer um dos métodos, de modo que a decisão de temperatura se apoia na temperatura do suporte e no limite nominal da graxa, e não em um balanço térmico calculado.

Defina o intervalo de relubrificação da graxa a partir do fator de velocidade e, depois, reduza-o

Existe uma tabela de intervalo base de relubrificação para rolamentos de esferas de contato rígido, calibrada para graxas de lítio/minerais a 70 C, eixo horizontal e C/P >= 15²³.

O fator de velocidade nDm é a entrada primária: ele define a velocidade linear no ponto de trabalho da graxa e determina o volume ideal de graxa e o intervalo de relubrificação³.

Os intervalos base abaixo se aplicam apenas nessas condições de calibração, e a tabela é explicitamente aproximada e limitada a rolamentos de esferas de contato rígido²³. Reduza o intervalo base em caso de temperatura mais alta, fator de velocidade mais alto e carga axial constante, que reduz a vida da graxa^11,21,23.

A convenção SKF divide o intervalo por dois a cada 15 C acima de 70 C, de modo que 85 C dá 0.5 do intervalo base e 100 C dá 0.25²³. Nenhuma fonte deste conjunto fornece tabela de intervalo de relubrificação para tipos de rolamento diferentes dos rolamentos de esferas de contato rígido.

Escolha o retentor ou a chapa de proteção que retém o lubrificante e exclui a água e a poeira do local

A retenção da graxa e a exclusão de contaminantes dependem principalmente do retentor ou da chapa de proteção montada, e não apenas do lubrificante.

Um retentor de contato de borracha 2RS exclui poeira e água melhor do que uma chapa de proteção metálica, mas reduz a rotação nominal e é limitado a cerca de 100 C^24,26. Uma chapa de proteção metálica é sem contato e não oferece proteção real contra água²⁶.

Uma vedação labirinto sem contato não tem atrito, não impõe limite de velocidade próprio e não exige lubrificação no ponto de vedação, com faixa de temperatura declarada de -40 C a 140 C para plástico e -40 C a 171 C para aço ou alumínio²⁷.

Vedações labirinto podem servir à lubrificação com graxa ou óleo, mas com óleo somente se o nível de óleo estiver abaixo do diâmetro de vedação, e elas vedam de forma confiável contaminação fina e grossa em eixos horizontais^25,27.

Um rolamento lubrificado com graxa e protegido por chapa não é selado, mas graxa nova pode ser aspirada por ação capilar à medida que a gaiola gira⁴. Nenhuma fonte deste conjunto indica um requisito de vedação específico para banho de óleo versus graxa.

Confirme se a orientação do eixo e o nível de óleo suportam o método escolhido

Em um banho de óleo estático, o próprio suporte funciona como reservatório e, em repouso, o nível de óleo fica logo abaixo do centro da esfera ou do rolo mais baixo^6,10.

Esse nível também é a condição em que se baseiam os limites de velocidade tabelados de um fabricante, de modo que o nível de óleo e o limite de velocidade estão ligados¹⁰.

Um retentor labirinto usado com óleo só é permitido se o nível de óleo estiver abaixo do diâmetro de vedação, e a vedação labirinto é confiável em eixos horizontais²⁷. Verifique o seguinte antes de optar por um banho de óleo.

• ✓Confirme que o eixo é horizontal se um retentor labirinto for usado com óleo [S27].
• ✓Confirme que o nível de óleo pode ficar abaixo do diâmetro de vedação [S27].
• ✓Confirme que o nível de óleo em repouso fica logo abaixo do centro do elemento rolante mais baixo [S6,S10].
• ✓Confirme que o suporte pode funcionar como reservatório autocontido [S6].

Verifique a compatibilidade da graxa antes de misturar ou trocar graxas

Misturar espessantes incompatíveis, como lítio com poliureia, pode fazer a graxa amolecer drasticamente ou endurecer, levando à falha de lubrificação¹⁴. Mesmo dentro do mesmo tipo de espessante, os óleos base e os aditivos podem interagir, de modo que o rolamento deve ser limpo minuciosamente antes de aplicar uma graxa diferente¹⁴.

Se a mistura for inevitável, teste a compatibilidade conforme a ASTM D6185, em que uma alteração no ponto de gota ou na separação de óleo superior a 15% indica incompatibilidade¹⁴.

A mesma fonte observa que óleos base sintéticos podem intumescir ou degradar retentores de borracha NBR, de modo que a graxa também deve ser verificada quanto ao material do retentor²⁶.

Pese o custo de enchimento, mão de obra, vazamento e descarte do sistema a óleo contra um rolamento selado lubrificado com graxa

Sistemas a óleo, segundo relatado, custam mais que a graxa em investimento inicial e manutenção, levantam questões de vazamento e descarte e exigem mais mão de obra para manter os níveis⁶.

Rolamentos selados lubrificados com graxa são descritos como geralmente isentos de manutenção, com a carga de fábrica normalmente durando a vida útil do rolamento³⁰.

A mesma fonte que lista as desvantagens do óleo acrescenta que, em muitas aplicações, essas desvantagens são insignificantes comparadas ao custo de falhas repetidas de rolamentos e tempo de parada com uso contínuo de graxa⁶.

Nenhuma fonte deste conjunto quantifica a diferença de custo, horas de mão de obra, descarte de óleo ou filtragem, de modo que a comparação é direcional, e não um cálculo de retorno.

Leve a decisão de lubrificação por tipo de rolamento ao fabricante

As fontes estabelecem a seleção por tipo de rolamento conforme carga e velocidade e, separadamente, afirmam que a graxa é a forma de lubrificante mais comum em rolamentos selados ZZ e 2RS, enquanto os rolamentos abertos usam mais comumente óleo porque o projeto aberto permite que o óleo circule livremente para dentro e para fora^19,22,33.

Elas não associam um tipo específico de rolamento a um método específico de lubrificação. Nenhuma fonte deste conjunto indica uma recomendação de método de lubrificação por tipo de rolamento, portanto nenhuma associação desse tipo pode ser concluída aqui.

Quando a velocidade de operação excede 80% da rotação limite de catálogo, o fabricante analisará a aplicação e recomendará método de lubrificação e gaiola^9,16. Para uma posição de rolamento em que o método não é óbvio apenas pela velocidade e pela temperatura, essa consulta é o caminho para a resposta por tipo de rolamento.

Onde as fontes discordam sobre os números que orientam a decisão

Dois números que alimentam as decisões de vedação e custo não são acordados entre as fontes. Mantenha ambas as posições visíveis e verifique a que se aplica ao tamanho e ao regime do seu rolamento.

O que as fontes não estabelecem

• Nenhuma fonte fornece intervalo de troca de óleo nem orientação sobre a vida útil do óleo para um banho de óleo.
• Nenhum limite numérico de n·dm ou de relação de velocidade para graxa versus banho de óleo é fornecido; apenas a relação de 66% e o limiar de consulta de 80%.
• Nenhuma tabela de limites de temperatura de graxa específica por espessante ou óleo base é fornecida.
• Nenhuma capacidade quantificada de remoção de calor da graxa versus banho de óleo é fornecida.
• Nenhuma recomendação de método de lubrificação por tipo de rolamento (de ranhura profunda, de contato angular, de rolos esféricos, de empuxo, de carga elevada) é fornecida.
• Nenhuma comparação quantificada de custos, horas de mão de obra, descarte de óleo ou custos de filtração entre graxa e banho de óleo é fornecida.
• Nenhuma regra que vincule a orientação de montagem a um método de lubrificação obrigatório é fornecida.
• Nenhum grau IP ou dados quantificados de exclusão de partículas para 2RS versus ZZ são fornecidos.
• Nenhuma fonte fornece tabela de intervalos de relubrificação para tipos de rolamentos diferentes dos rolamentos de esferas de ranhura profunda.