Universidade Estadual Paulista
“Júlio de Mesquita Filho”
Departamento de Engenharia Mecânica
MANUTENÇÃO E LUBRIFICAÇÃO DE EQUIPAMENTOS
NOÇÕES DE LUBRIFICAÇÃO: ATRITO E TIPOS DE LUBRIFICAÇÃO
Prof. Dr. João Candido Fernandes
Alunos:
Bruno Oliveira Sodero R.A.: 411183
Caio Estronioli
R.A.: 512192
Chao Ho Chih
R.A.: 711802
ATRITO
Conceito de Atrito:
Principal componente do desgaste mecânico define-se como a força de
resistência ao movimento de um corpo que desliza sobre outro e depende da
natureza do material das peças em contato. É representado pela letra grega µ.
De uma forma mais completa, o atrito é um estado de aspereza ou
rugosidade entre dois sólidos em contato, que permite uma troca de forças em
uma direção tangencial a região de contato entre os sólidos.
O fato de existir atrito entre dois sólidos não implica, necessariamente, a
existência de uma força de atrito entre eles.
O sentido da força de atrito é sempre contrário ao deslizamento ou a
tendência de deslizamento entre sólidos em contato.
De acordo com a 3ª lei de Newton (Ação e Reação), os sólidos A e B
trocam entre si forças de atrito, existe uma força de atrito que A aplica em B e
B em A. Tais forças de atrito são opostas (têm mesma intensidades), mesma
direção e sentidos opostos.
As forças de atrito trocadas entre A e B (F e f) nunca se equilibram porque
estão aplicadas em corpos distintos.
A força de Atrito:




É diretamente proporcional a carga;
É independente da área de contato;
Varia de acordo com a natureza das superfícies;
Não afeta a velocidade do deslizamento.
O atrito é regido pelas seguintes leis:
1ª Lei – A força de atrito independe da área de contato.
A explicação para esta lei, é que, a área de contato da superfície ainda que
contenha um acabamento polido, possui uma camada de rugosidade que não é
perceptível ao olho, porém, se aumentada a mais de 100 vezes, nota-se essa
rugosidade e são as elevações destas minúsculas “montanhas” formadas na
superfície que efetivamente vão manter contato entre as superfícies.
2ª Lei – O atrito é diretamente proporcional a carga aplicada.
Esta segunda lei evidencia ainda mais a primeira. Se nas condições da
Ilustração 1, aplicarmos mais carga, haverá uma considerável deformação das
peças, fazendo com que as rugosidades que não se tocavam, venham a se
tocar, aumentando assim o atrito.
Considerando estas duas leis, conclui-se que o controle do desgaste das
peças, leva em consideração a natureza deste desgaste. Para tanto, deve-se
conhecer os principais fatos geradores de desgaste dos equipamentos mais
comumente utilizados nas empresas.
O atrito resulta da interação entre dois corpos
Ilustração 1
O atrito além de ser uma força que oferece resistência ao movimento pode
também ser uma força motriz. Como exemplo, coloca-se uma caixa em uma
carroceria de um caminhão que começa a andar, esse por sua vez, fará com
que o atrito da carroceria com a caixa, movimente a caixa.
O atrito depende e está vinculado ao estado de aspereza ou rugosidade de
duas superfícies que estão em contato.
Tipos de atrito:
 Sólido, quando há contato de duas superfícies sólidas entre si.
 Deslizamento, quando uma superfície se desloca diretamente em
contato com outra.
 Rolamento, quando o deslocamento se efetua através da rotação de
corpos cilíndricos ou esféricos, colocado entre as superfícies em
movimento. Como a área de contato é menor, o atrito também é men or.
 Fluido, quando existir, separando as superfícies em movimento, uma
camada fluida.
Mecanismos de atrito:
 Cisalhamento
 Dureza semelhante
 Dureza diferente
 Adesão
Atrito de deslizamento:
 Estático (F menor ou igual à Fa).
 Dinâmico (F maior que Fa).
 Atrito Estático:
É o coeficiente entre a força necessária para iniciar um movimento de um
corpo considerando seu próprio peso.
A palavra “Estática” significa parada ou em repouso. Aplicando-se uma
força “F”, na tentativa de movimentar um corpo, a força de atrito (Fat) existente
no corpo que tangencia a superfície de contato, chamado de atrito, mantém o
corpo em repouso porque ela no momento está sendo igualada a força “F”, o
atrito também aumenta na mesma intensidade até chegar ao ponto máximo.
Esse atrito estático no seu ponto máximo passa a ser chamado de “Atrito de
Destaque” fazendo com que o corpo esteja na eminência de movimento.
Ora, para mover uma caixa, se for feita uma força igual ao atrito dinâmico,
ela não sairá do lugar, pois as forças irão se anular. Então, conclui-se com isso
que a força de atrito estático é maior que a de atrito dinâmico. Porém, na
maioria dos casos, os seus valores são tão próximos que se pode considerálas aproximadamente iguais.
 Atrito Cinético ou Dinâmico:
É a força requerida para manter em deslizamento um determinado corpo
com um determinado peso.
Ocorre quando uma força de atrito age em um corpo qualquer que está em
movimento (cinemática ou dinâmica).
Para velocidades menores que 5 m/s, a força de atrito cinético é
praticamente constante e dado por Fat = mc . N
Coeficiente de atrito:
É o coeficiente de proporcionalidade ( ), considerando que a força limite de
atrito estático e cinético é proporcional às solicitações normais entre as
superfícies.
Pode-se acrescentar as seguintes regras:
 Atrito estático é normalmente maior que o atrito cinético.
 O atrito em superfícies lubrificadas é menor do que em superfícies
secas.
Ângulo de atrito
tg
Atrito de rolamento
F
Fa
N
r
r
xP
O Coeficiente depende:









Das propriedades elásticas dos elementos rolantes;
Das propriedades elásticas das pistas;
Do acabamento superficial;
Da direção da carga;
Da rotação do elemento rolante;
Da temperatura de operação;
Do tipo do mancal;
Das dimensões dos elementos rolantes;
Do raio de curvatura da superfície de contato;
Contato
Coeficiente r (mm)
Madeira sobre madeira
Ferro sobre aço
Aço sobre aço
Ferro sobre pedra
Pneu sobre asfalto
0,50 – 0,80
0,18 – 0,56
0,20 – 0,50
1,27 – 5,00
0,50 – 0,55
Exemplos de Coeficientes de Atrito.
Benefícios e Malefícios do atrito de uma forma geral:
 Benefícios:
Se não fosse o atrito um carro não sairia do lugar porque os pneumáticos
deslizariam sobre a superfície. Em uma superfície lamacenta ou com neve é
preciso que haja correntes no pneu do carro para que o carro saia do lugar .
São as correntes que fazem com que o atrito aumente. Sem o atrito as
correntes não poderiam mover as máquinas e os pregos não ficariam fixos na
parede. Em uma lombada, um carro parado só não desliza porque existe atrito.
 Malefícios:
O atrito é prejudicial no momento em que ele desgasta as superfícies que
rolam uma sobre a outra, aumenta a força necessária para mover um corpo e
produzir calor. Para estes malefícios do atrito fazem-se superfícies super
planas e lisas, usa-se metais duros, o uso de lubrificantes entre as superfícies
para que não haja tanto atrito e fiquem escorregadias e para que também não
haja tanto desgaste das superfícies.
Tipos de aplicação dos óleos lubrificantes
A escolha do método de aplicação do óleo lubrificante depende dos seguintes
fatores:




Tipo de lubrificante a ser empregado (graxa ou óleo)
Viscosidade do lubrificante
Quantidade do lubrificante
Custo do dispositivo de lubrificação
Quanto ao sistema de lubrificação, esta pode ser:






Por gravidade
Por capilaridade
Por salpico
Por imersão
Por sistema forçado
A graxa.
1. Lubrificação por Gravidade
Lubrificação manual
A lubrificação manual é feita por meio de almotolias e não é muito eficiente,
pois, não produz uma camada homogênea de lubrificante.
Copo com agulha ou vareta
Esse dispositivo possui uma agulha que passa por um orifício e cuja ponta
repousa sobre o eixo. Quando o eixo gira, imprime um movimento alternativo à
agulha, liberando o fluxo de lubrificante, que continua fluindo enquanto dura o
movimento do eixo.
Copo conta gotas
Esse é o tipo de copo mais comumente usado na lubrificação industrial, sua
vantagem esta na possibilidade de regular a quantidade de óleo aplicado sobre o
mancal.
2. Lubrificação por Capilaridade
Copo com mecha
Nesse dispositivo, o lubrificante flui através de um pavio que fica encharcado
de óleo. A vazão depende da viscosidade do óleo, da temperatura e do tamanho e
traçado do pavio.
Lubrificação por estopa ou almofada
Por esse método, coloca-se uma quantidade de estopa (ou uma almofada
feita de tecido absorvente) embebida em óleo em contato com a parte inferior do
eixo. Por ação capilar, o óleo de embebimento escoa pela estopa (ou pela
almofada) em direção ao mancal.
3. Lubrificação por Salpico
Na lubrificação por salpico, o lubrificante contido num depósito (ou carter) é
borrifado por meio de uma ou mais peças móveis. Esse tipo de lubrificação é
muito comum, especialmente em certos tipos de motores.
Lubrificação por anel ou por corrente
Nesse método de lubrificação, o lubrificante fica em um reservatório abaixo do
mancal. Um anel, cuja parte inferior permanece mergulhada no óleo, passa em
torno do eixo. Quando o eixo se movimenta, o anel acompanha esse movimento e
o lubrificante é levado ao eixo e ao ponto de contato entre ambos. Se uma maior
quantidade de lubrificante é necessária, utiliza-se uma corrente em lugar do anel.
O mesmo acontecerá se o óleo utilizado for mais viscoso.
Lubrificação por colar
O método é semelhante à lubrificação por anel, porém, o anel é substituído
por um colar fixo ao eixo. O óleo transportado pelo colar vai até o mancal por meio
de ranhuras. Emprega-se esse método em eixos de maior velocidade ou quando
se quer óleo mais viscoso.
4. Lubrificação por Imersão
Lubrificação por banho de óleo
Nesse método, as peças a serem lubrificadas mergulham total ou
parcialmente num recipiente de óleo. O excesso de lubrificante é distribuído por
meio de ranhuras a outras peças.
O nível do óleo deve ser constantemente controlado porque, além de
lubrificar, ele tem a função de resfriar a peça. Esse tipo de lubrificação é
empregado em mancais de rolamentos de eixos horizontais e em caixas de
engrenagens.
5. Lubrificação por Sistema Forçado
Lubrificação por perda
É um sistema que utiliza uma bomba que retira óleo de um reservatório e
força-o por entre as superfícies metálicas a serem lubrificadas. Esse método é
empregado na lubrificação de cilindros de compressores e de mancais.
Lubrificação por circulação
Neste sistema o óleo é bombeado de um depósito para as partes a serem
lubrificadas. Após a passagem pelas peças, o óleo volta para o reservatório. Pode
ser dividido em sistemas circulatórios:

Por Gravidade: No sistema por gravidade, existe uma bomba
situada no interior do reservatório de óleo a qual o recalca para um
reservatório localizado acima da máquina, de onde vai por gravidade
atingir os diversos pontos.

Por bombas múltiplas e lubrificadores mecânicos: Neste sistema
existe um aparelho lubrificador montado sobre a própria máquina e por
ela acionado. Esse lubrificador consta de uma caixa, que serve de
depósito para o lubrificante e um, dois ou mais pistões, funcionando
como bomba.
As gotas de óleo seguem por canalização adequada até ás peças a
lubrificar.
A quantidade do óleo, que cada um dos pistões fornece, pode ser
regulada por meio de um parafuso. Para facilitar a regulagem, muitos
lubrificantes possuem visores, que permitem a contagem de gotas por
unidade de tempo.

Por bomba única: Método de lubrificação muito usado. A bomba
que está ligada ao eixo do motor ou máquina fica geralmente
mergulhada no óleo do cárter ou depósito e o fornece sob pressão por
meio de canalização, aos pontos que precisam de lubrificação. Após ter
passado peças a lubrificar, o óleo retorna ao cárter para resfriamento e é
novamente posto em circulação.
6. Lubrificação a Graxa
Lubrificação manual com pincel ou espátula
É um método através do qual se aplica uma película de graxa sobre a peça a
ser lubrificada.
Lubrificação manual com pistola
Nesse método a graxa é introduzida por intermédio do pino graxeiro de uma
bomba manual.
Copo Stauffer
Nesse método os copos são cheios com graxa e, ao se girar a tampa a graxa
é impelida pelo orifício, localizada na parte inferior do copo.
Ao se encher o copo, deve-se evitar a formação de bolhas de ar. O copo
deverá ser recarregado de graxa quando a tampa rosqueada atingir o fim do curso
da rosca.
Lubrificação por enchimento
Esse método de lubrificação é usado em mancais de rolamento. A graxa é
aplicada manualmente até a metade da capacidade do depósito.
7. Sistema centralizado
O sistema centralizado é um método de lubrificação a graxa ou a óleo que tem
a finalidade de lubrificar um elevado número de pontos, independentemente de
sua localização.
Esse sistema possibilita o abastecimento da quantidade exata de lubrificante,
além de reduzir custos de mão-de-obra de lubrificação.
Um sistema centralizado completo possui os seguintes componentes: bomba
e manômetro; redes de suprimento (principal e distribuidores; válvulas e porca de
compressão; conexões e joelhos; acoplamentos e uniões).
8. Sistema operado manualmente
É empregado na lubrificação de pontos de moderada freqüência. Geralmente
são circuitos pequenos. Nem sempre esse sistema requer retorno do óleo, e por
isto, é adequado para tipo perda total.
9. Sistema automatizado
Empregam-se os automáticos, onde há necessidade de lubrificação contínua.
Há um dispositivo acoplado ao motor elétrico que permite regular o número de
operações por hora de efetivo trabalho.