RP 07 075/02.03
Substitui: 07.98
Fluidos hidráulicos à base de óleo mineral para bombas
de palhetas, bombas de pistões radiais, bombas de
engrenagem e motores MCR, MR e MKM/MRM
(para máquinas de pistões axiais, veja RP 90 220)
Qualidade, limpeza e viscosidade de trabalho do fluido hidráulico são fundamentais para a segurança operacional, viabilidade
econômica e vida útil do equipamento. Os catálogos dos diversos
componentes hidráulicos já contêm instruções sobre faixa de viscosidade e fluidos apropriados. Contêm também os dados de
pedido de versões especiais e respectivos fluidos. As condições a
seguir devem ser observadas juntamente às instruções contidas
nos catálogos.
1. Viscosidade
A faixa de viscosidade admissível, tanto de equipamentos completos como também de bombas combinadas, sempre é
determinada pelo componente com a faixa mais estreita. (Nas
combinações de bomba V7/R4, por exemplo, os limites são a
viscosidade máxima admissível da bomba R4 e a viscosidade
mínima da bomba V7). A faixa de viscosidade deve ser mantida em todas as condições de operação.
A viscosidade dos óleos HV durante a operação diminui até
30% devido ao cisalhamento. Isto deve ser levado em consideração no dimensionamento. A viscosidade depende da temperatura. Por essa razão é necessário observar, na escolha da
classe de viscosidade, as temperaturas máximas e mínimas do
fluido no tanque. Normalmente é necessário um sistema de
refrigeração ou de aquecimento, ou ambos. Se ainda assim
houver problemas, será preciso utilizar um fluido hidráulico
com outra classe de viscosidade (classe ISO VG). Havendo dúvidas, consultar a Bosch Rexroth.
1.1 Faixa de viscosidade nas bombas de palheta
1.1.1 Bombas PV7:
Máx. 800 mm2/s para funcionamento com deslocamento
Máx. 200 mm2/s para funcionamento com curso zero
Mín. 16 mm2/s com a máxima temperatura de operação admissível
Viscosidade de operação admissível: 16 a 160 mm2/s
(Fluidos admissíveis: veja item 2.1 e 2.2)
1.1.2 Bombas PVV e PVQ:
Faixa de viscosidade admissível: 13 a 860 mm2/s
(Recomendados: 13 a 54 mm2/s)
(Fluidos admissíveis, veja item 2.2)
1.2 Faixa de viscosidade nas bombas de pistões radiais R4:
Faixa de viscosidade admissível: 10 a 200 mm2/s
(Fluidos admissíveis, veja item 2.2)
1.3 Faixa de viscosidade nas bombas de engrenamento
externo e motores de engrenamento:
bombas AZPF e motores AZMF:
Viscosidade de operação admissível: 12 a 800 mm2/s
Viscosidade de partida admissível: 2000 mm2/s
bombas AZPG3 e motores AZMG3:
Viscosidade de operação admissível: 10 a 300 mm2/s
Viscosidade de partida admissível: 1000 mm2/s
(Fluidos admissíveis, veja item 2.1 e 2.2)
1.4 Faixa de viscosidade nas bombas de engrenamento
interno
1.4.1 Bombas PGF:
Viscosidade de operação admissível: 10 a 300 mm2/s
Viscosidade máx. de partida: 2000 mm2/s
(Fluidos admissíveis, veja item 2.1 e 2.2)
1.4.2 Bombas PGH:
Viscosidade de operação admissível: 10 a 300 mm2/s
Viscosidade máx. de partida: 2000 mm2/s
(Fluidos admissíveis, veja item 2.1 e 2.2)
1.5 Faixa de viscosidade nos motores MCR:
Viscosidade de operação admissível: 10 a 2000 mm2/s
(Fluidos admissíveis, veja item 2.1 e 2.2)
1.6 Faixa de viscosidade nos motores MR(E), MRD(E),
MRT(E):
Viscosidade de operação admissível: 18 a 1000 mm2/s
Viscosidade de operação recomendada: 30 a 50 mm2/s
(Fluidos admissíveis, veja item 2.2)
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1.7 Faixa de viscosidade nos motores MKM/MRM:
Viscosidade de operação admissível: 20 a 150 mm2/s
Viscosidade máx. de partida:1000 mm2/s
(Viscosidade de operação recomendada: 30 a 50 mm2/s
Fluidos admissíveis, veja item 2.2)
2. Fluidos hidráulicos
A especificação do fluido de operação sempre depende do
componente mais exigente do equipamento. Todos os componentes do equipamento devem ser adequados para o fluido
empregado.
2.1 Óleos HL conforme DIN 51 524, parte 1:
Estes fluidos não contêm aditivos de proteção contra desgaste por atrito misto e podem ser utilizados apenas nas seguintes bombas e motores:
PGH, PGF, AZPF, AZPG3, AZMF, AZMG3 e V71), (TN 10, 16, 25
e 40), assim como motores MCR.
Fluidos para a aviação conf. MIL-H-5606 (ex.: Aero Shell Fluid
4) correspondem a óleos HL em relação à proteção contra desgaste, e podem ser usados nas bombas e motores acima mencionados, nas classes de viscosidade admissíveis. Fluidos hidráulicos que atacam chumbo ou materiais de mancais contendo chumbo, não podem ser empregados, mesmo que atendam à especificação HL de DIN 51 524, parte 1. Tratam-se
principalmente de óleos de uso múltiplo (ex.: óleos para leitos/barramentos), que contêm ácidos graxos ou ésteres de
ácidos graxos. Nas normas CETOP RP 75 H e ISO 11 158 os
óleos equivalentes também são designados com HL.
2.2 Óleos com características HLP
2.2.1 Óleo HLP conforme DIN 51 524, parte 2:
(Óleos com aditivos anti-corrosão, anti-oxidantes e anti-desgastes)
Estes fluidos são utilizados na hidráulica de um modo geral.
São apropriados para todos os componentes, desde que observadas as normas de viscosidade.
Nas classes de viscosidade VG10, VG15 e VG22, a norma DIN
51 524 parte 2 não estabelece exigências suficientes de proteção contra desgaste. Os óleos destas classes de viscosidade
portanto só são admissíveis, se alcançarem no mínimo a força
de avaria 10 no teste FZG conf. DIN 51 354 parte 2.
Fluidos hidráulicos agressivos ao chumbo ou a materiais de
mancais que contenham chumbo não podem ser utilizados,
mesmo que atendam à especificação HLP conf. DIN 51524
parte 2. Tratam-se principalmente de óleos de uso múltiplo
(ex.: óleos para leitos/ barramentos) e em parte também óleos
HLP-D. Óleos de uso múltiplo tipo CG conf. DIN 51 502 ou HG
conf. ISO 11 158 somente podem ser empregados mediante
autorização por escrito da Bosch Rexroth.
Nós autorizamos o uso de todos os fluidos HLP que atendam à
norma DIN 51 524 parte 2, com as restrições acima mencionadas, mas também alertamos que esta norma só estabelece
exigências mínimas.
Como se pode ver nas tabelas, existem óleos, que superam de
longe estas exigências no que se refere a envelhecimento, proteção contra desgaste, tolerância a metais de mancais, carga
térmica e capacidade de filtração.
O tempo de envelhecimento fornece conclusões sobre o tempo
de uso do fluido. Um baixo teor de lama leva à baixa decantação
no sistema. Uma boa capacidade de filtração evita falhas. Em
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caso de dúvida, solicitamos contatar o fabricante do óleo.
Também recomendamos aos usuários, observarem na escolha
do fornecedor do óleo hidráulico, que este ofereça a possibilidade de examinar as condições dos óleos usados em relação a
contaminação, envelhecimento e reserva de aditivo, podendo
fornecer um parecer sobre a continuidade da aplicação.
2.2.2 Óleos HVLP conforme DIN 51 524, parte 3:
(Óleos com índice de viscosidade aumentado, para uso em
equipamentos expostos a uma ampla faixa de temperatura)
Aqui valem as mesmas observações e restrições mencionadas
no item 2.2.1 para óleos HLP. Na escolha do óleo HV deve-se
levar em conta que existe uma perda de 30% da viscosidade
do óleo por cisalhamento. Isto significa que, por exemplo, na
bomba V7 com óleos HV a viscosidade mínima de 25 mm2/s
deve ser aumentada para 36 mm2/s, para que mesmo com as
perdas de cisalhamento no modo de operação, a viscosidade
não fique abaixo do valor mínimo admissível. Produtos de
melhoria VI podem agir negativamente sobre o comportamento
de demulsificação e a capacidade de separação de ar, portanto os óleos HV só devem ser empregados quando as condições de temperatura o exigirem.
O resultado do teste de queda de viscosidade conf. DIN 51
382 não representa uma conclusão sobre o comportamento
na prática. Para avaliação pode-se porém utilizar o resultado
do teste conf. E-DIN 51 350, parte 6 para 20 h. (Óleos para a
aviação conf. MIL-H-5606, veja item 2.1, óleos HL).
2.2.3 Utilização de óleos HLP-D:
(Óleos HLP com aditivos detergentes e dispersantes)
Estes óleos podem em parte absorver consideráveis quantidades de água. Isto pode ter influência na proteção contra o
desgaste, sobretudo quando se formam gotas grandes de água.
Portanto não devem ser utilizados em equipamentos, onde
possa entrar água. Nas operações de usinagem, em que são
utilizados lubrificantes refrigerantes e sintéticos, o equipamento
só trabalha bem quando se empregam óleos HLP-D. Outros
óleos produzem aderência. Estes fluidos também deram bom
resultado na área móbil. Recomendamos a utilização de óleos
HLP-D somente nos casos citados.
A capacidade umidificante destes óleos é muito diversa, dependendo do fabricante. Portanto a afirmação de que sejam
especialmente indicados contra os efeitos de emperramento
nas baixas velocidades dos êmbolo não pode ser generalizada.
Em determinados casos, onde se deve contar com maior incidência de água (ex.: aciarias ou ambientes úmidos), não é
permitido o uso de óleos HLP-D, pois a água absorvida, ao
invés de decantar-se no recipiente, é evaporada aos locais submetidos a altos esforços.
Nestes casos recomenda-se o uso de óleos hidráulicos HLP
com características demulsificantes excepcionalmente boas. A
água decantada no fundo do recipiente deve ser drenada regularmente. A capacidade de filtração dos óleos que não contêm zinco também é melhor, sobretudo na filtração fina. Ao
escolher um óleo, também é preciso observar que a capacidade de filtração do fluido não seja muito afetada se ocorrer
inclusão de água.
Os óleos HLP-D não produzem decantação de contaminantes.
Estes flutuam e precisam ser extraídos por filtração. Por isso é
necessária uma maior área do filtro (dimensionamento do
2/4
3.
filtro em Δp = 0,2 bar). Também a malha do filtro deve ser
reduzida em um estágio.
O teor de água deve estar abaixo de 0,1%, pois a água acelera o processo de envelhecimento do óleo, piora as características lubrificantes, produz corrosão e cavitação, reduz a
vida útil das vedações e prejudica a capacidade de filtração.
Diversos óleos HLP-D contêm ácidos graxos ou ésteres de
ácidos graxos. Estes fluidos não podem ser empregados, pois
agridem o chumbo. Em caso de dúvida, pedimos contatar o
fabricante do óleo. Em linhas gerais vale, com exceção do
comportamento demulsificante dos óleos HLP-D, o mesmo
do item 2.2.
Filtração
De um modo geral, é necessário observar a classe de pureza
mínima de 20/18/15 da norma ISO 4406. Recomendamos filtros com uma capacidade mínima de retenção de ß10 > 100.
É necessário observar também os dados contidos nos catálogos de cada componente hidráulico. Se o equipamento possuir componentes mais sensíveis ainda (ex.: servo-válvulas),
a capacidade de filtração deve ser adequada ao componente
mais sensível. Óleos novos muitas vezes não atendem a estes requisitos de pureza no seu estado de fornecimento. Portanto é necessária uma cuidadosa filtração no preenchimento. Seu fabricante de óleo pode dar informações sobre a classe
de pureza dos óleos nas condições de fornecimento.
10000
7000
5000
4000
3000
2000
Diagrama Viscosidade Temperatura
1000
500
400
300
200
4.
Os óleos empregados precisam apresentar uma boa capacidade de filtração não só quando novos, mas também durante o período de uso. Dependendo dos aditivos empregados,
há consideráveis diferenças.
É preciso garantir, através de monitoramento elétrico, que o
equipamento não possa ser operado com filtros entupidos.
A observação das classes de pureza necessárias exige cuidadosa filtração no sistema de desaeração do tanque. Em ambientes úmidos é necessária uma proteção com silicagel.
Mistura de diversos óleos hidráulicos
Se forem misturados óleos hidráulicos de diferentes fabricantes ou de diversos tipos provenientes de um mesmo fabricante, podem ocorrer aderências, formação de lamas e
deposições. Estes podem levar a defeitos e avarias no sistema hidráulico. Por essa razão não assumimos nenhuma garantia para o uso de óleos misturados. De um modo geral é
necessário observar que os óleos correspondentes a uma
mesma norma nem sempre são compatíveis entre si. A questão da aderência em caso de avaria com a mistura de óleos de
diversos fabricantes ou com o uso de aditivos normalmente
não pode mais ser esclarecida. O fornecedor do óleo pode,
porém, eventualmente examinar a viabilidade de mistura de
diferentes óleos e fornecer ao operador uma garantia.
VG100
VG68
VG46
VG32
VG22
VG10
100 mm2/s
Viscosidade em mm2/s
100
80
60
50
40
80
60
50
40
30
30
20
18
16
14
12
20
18
16
14
12
10
9
8
7
10
9
8
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2,6
-40 -35 -30 -25-20 -15-10 -5 0
5 10 15 20 25 30
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130 140
Temperatura em °C
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Fórmulas e normas mais frequentes
Fórmulas da física
Processos de medição e normas
a)
Velocidade do som no óleo mineral c = 1320 m/s
b)
Fator de compressibilidade b (módulo de compressão)
β =
c)
ΔV
V • Δp
= 3 a 8 • 10 –5
1
bar
3
U1 – U2
Pendor n =
sendo U = asenh ln ν
2,303 (10g T2 – 10g T1)
4
Comportamento viscosidade-pressão (viscosidade dinâmica η)
η p = η0 • eα • p (p em bar) [mPa•s]
α 20 °C = 0,00240 bar–1
α 50 °C = 0,00205 bar–1
α 100 °C = 0,00247 bar–1
(conf. manual "Fluídos Hidráulicos"
do Eng. Horst Dietterle, da empresa Shell)
e)
Capacidade térmica específica
kJ
c = 1,84 • kg • K
f)
Dilatação térmica
Δv = v • 0,0007• ΔT [cm3] (T em K )
Coeficiente de Bunsen para ar em óleo mineral = 0,09
p
VL ≈ 0,09 • 2 • VÓleo
p1
g)
h)
2
Função viscosidade-temperatura
Índice de viscosidade VI (cálculo conf. DIN/ISO 2909)
d)
1
VL = Ar dissolvido no óleo, em cm3
VÓleo = Volume de óleo em cm3
p1 = Pressão inicial em bar
p2 = Pressão final em bar
Relação de circulação (veloc. circulação)
qv
i = VEquipamento
min –1
recíproco em relação ao tempo de permanência
qv em l/min (vazão da bomba)
V em l (volume de óleo do equipamento)
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Bosch Rexroth Ltda.
Índice de neutralização em mg KOH DIN 51 558 parte 1
g
Determinação do resíduo de coque segundo Conradson
conf. DIN 51 551
Teste mecânico na bomba de palhetas
(desgaste em mg) conf. DIN 51 389 parte 2
Envelhecimento
Aumento do índice de neutralização (NZ)
após 1000 h (mg KOH/g) conf. DIN 51 587
Os dados indicados servem somente como descrição
do produto. Uma declaração sobre determinadas características
ou a sua aptidão para determinado uso, não podem ser
concluídos através dos dados. Os dados não eximem o
usuário de suas próprias análises e testes. Deve ser observado,
que os nossos produtos estão sujeitos a um processo natural de
desgaste e envelhecimento.
Av. Tégula, 888
12952-820 Atibaia SP
Tel.: +55 11 4414 5826
Fax: +55 11 4414 5791
[email protected]
www.boschrexroth.com.br
RP 07075/02.03
Viscosidade cinemática em mm2/s
Medição por exemplo, com viscosímetro de Ubbelohde
conf. DIN 51 562
Densidade a 15oC em g/cm3 com areômetro
conf. DIN 51 757
Índice de viscosidade (VI )
conf. DIN/ISO 2909
Para fluidos HL
DIN 51 524 parte 1
Para fluidos HLP DIN 51 524 parte 2
Para fluidos HV
DIN 51 524 parte 3
Classificação de viscosidade (conf. ISO)
conf. DIN 51 519
Ponto de fluidez
(O ponto de fluidez é alcançado a 3 ºC acima do ponto de
solidificação.)
Teste normal FZG A/8, 3/90
(Operação de carga de deformação de roda dentada em
12 estágios com temperatura inicial de 90º C e velocidade
de circulação de 8,3 m/s)
conf. DIN 51 354 parte 2
Pressões - conceitos - faixas de pressão
conf. DIN 24 312
Capacidade de separação de ar
conf. DIN 51 381
Características de proteção anti-corrosão
em relação ao aço (processo A)
DIN 51 585
Efeito corrosão no cobre
DIN 51 759
Capacidade de demulsificação
DIN 51 599
Teor de água
DIN/ISO 3733
Comportamento em relação ao material vedante
conf. DIN 53 538 parte 1
juntamente com DIN 53 521 e DIN 53 505
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