Redutores e moto-redutores de velocidade são conjuntos mecânicos largamente utilizados como parte de ativos móveis e industriais e são compostos, basicamente, por trens de engrenagens, árvores, mancais de rolamento, retentores etc., destinando-se a reduzir rotações e ampliar o torque de entrada em motores elétricos, turbinas movidas a gás natural ou vapor etc. Os redutores e moto-redutores de velocidade podem vir equipados com engrenagens cilíndricas de dentes retos, helicoidais, cônicas de dentes retos, cônicas de dentes helicoidais, bi-helicoidais, hipoidais, do tipo parafuso sem-fim e coroa etc.
Figuras 1/2 – Redutores de velocidade em ativos móveis
Apesar de serem equipamentos extremamente robustos, face aos grandes esforços a que são submetidos, os redutores e moto-redutores de velocidade necessitam de adequada lubrificação sob pena de sofrerem falhas catastróficas ou terem a sua vida em serviço bastante reduzida, caso seja negligenciado este aspecto tão vital dos serviços de manutenção. O primeiro ponto a ser verificado para a adequada lubrificação de redutores e moto-redutores de velocidade é a correta seleção do Grau de Viscosidade a ser utilizado no equipamento.
Figuras 3/4 – Redutores de velocidade para uso em ativos industriais
Para seleção do Grau de Viscosidade em redutores e moto-redutores de velocidade em equipamentos móveis, OEMs costumam utilizar as normas técnicas SAE J306-2019 ( ex. SAE 90, SAE 140 ) e SAE J300-2015 ( ex. SAE 50 ).
Figura 5 – Graus de Viscosidade segundo a norma SAE J306-2019
Figura 6 – Graus de Viscosidade segundo a norma SAE J300-2015
Norma técnica bastante utilizada na seleção do Grau de Viscosidade para redutores e moto-redutores de velocidade em uso industrial é a ANSI/AGMA 9005-E02 ( antiga AGMA 9005-D94 ).
Figura 7 – Graus de Viscosidade segundo a norma AGMA 9005-E02
A norma ISO 3448:1992 ( Industrial liquid lubricants – ISO viscosity classification ), muito utilizada na atualidade, os Graus de Viscosidade são denominados por números que designam o ponto médio da Viscosidade Cinemática do óleo lubrificante à temperatura de 40 ºC em mm²/s ( cSt ).
Figura 8 – Graus de viscosidade segundo a norma ISO 3448:1992
Podemos ver, por exemplo, que Viscosidades Cinemáticas compreendidas entre 414 e 506 mm²/s ( cSt ) a 40 ºC caracterizam óleos lubrificantes com Grau de Viscosidade ISO VG 460 pela norma técnica ISO 3448:1992 ( Industrial liquid lubricants – ISO viscosity classification ), o que facilitou bastante as especificações de óleos lubrificantes visto que as Viscosidades Cinemáticas recomendadas situam-se em faixa o que facilita o balanceamento dos óleos básicos para obtenção do óleo lubrificante acabado.
A indicação do Grau de Viscosidade para uso em redutores e moto-redutores de velocidade utilizados em equipamentos móveis e industriais pode ser encontrada nos manuais de operação ou em plaquetas fixadas na carcaça do equipamento ( ex. AGMA 4 ; ISO VG 460 ).
Figuras 8/9 – Plaquetas indicando Grau de Viscosidade: normas AGMA e ISO
O uso de óleos lubrificantes com Grau de Viscosidade abaixo do recomendado pelo OEM poderá levar a desgaste prematuro das engrenagens e mancais de rolamento por contato metálico em função da película lubrificante ser de espessura inferior à necessária para a separação das superfícies metálicas em movimento relativo.
Utilizar Grau de Viscosidade acima do recomendado pelo OEM poderá ocasionar consumo mais elevado de energia elétrica, elevação da temperatura de operação do equipamento, falhas em retentores, deterioração precoce do óleo lubrificante por xidação e lubrificação deficiente.
Figuras 10/11 – Muita atenção com o Grau de Viscosidade a ser utilizado
É razoavelmente comum verificar que plaquetas de identificação em redutores e motoredutores de velocidade foram lixadas, arrancadas, pintadas ou encontram-se em local de difícil visibilidade não permitindo, em função disto, a fácil identificação do Grau de Viscosidade do óleo lubrificante a ser utilizado no equipamento. É digno de nota, também, mencionar que a dificuldade de acesso aos manuais de serviço dos equipamentos aos técnicos de manutenção dá margem a práticas equivocadas de lubrificação em redutores e moto-redutores de velocidade.
Figuras 12/13 – Plaquetas de identificação devem estar bem conservadas
Uma vez identificado o adequado Grau de Viscosidade do óleo lubrificante é importante verificar se o produto atende aos Níveis de Desempenho demandados pelos OEMs, sejam eles os estabelecidos por organizações técnicas internacionais ( ex. DIN 51517 parte 3 CLP; AGMA 9005-E02:EP; AIST 224 ) ou os desenvolvidos pelos próprios OEMs ( ex. SIEMENS-FLENDER AG ). Está se tornando bastante comum a exigência da proteção aos flancos dos dentes contra micropitting sendo o ensaio utilizado para avaliar este tipo de desgaste o “Micropitting Test FVA 54/7 ( LS 5 – LS 10 )” com estágio de carga LS > 10.
Figuras 14/15 – O nível de desempenho do óleo lubrificante deve ser verificado
Em geral, óleos lubrificantes para uso em redutores e moto-redutores de velocidade demandam aditivação para Extrema Pressão ( EP ). A menção, apenas, que o óleo lubrificante possui aditivação EP talvez não seja suficiente para se comprovar a eficiência do óleo lubrificante neste aspecto. Alguns OEMs, porém, recomendam o uso de produtos sem aditivação EP ou, apenas, com aditivação anti-desgaste ( AW ). Atentar que, nestes casos, o uso de óleos lubrificantes com aditivação EP em período de garantia pode levar à sua perda, se solicitada.
Figuras 16/17 – Desgaste prematuro: deficiência em lubrificação
Prática bastante útil na prevenção da contaminação dos óleos lubrificantes utilizados em redutores e moto-redutores de velocidade é a utilização de filtros dessecantes e de material particulado sólido abrasivo nos respiradouros com vistas a se impedir a inalação de material particulado sólido abrasivo e umidade quando da redução da pressão interna do equipamento por parada do equipamento.
Figura 18/19 – Filtros dessecantes e para abrasivos em respiradouros
A temperatura do óleo lubrificante é ponto fundamental na extensão da condição de serviço do óleo lubrificante e do maquinário. Temperaturas de operação acima das máximas recomendadas significarão películas de óleo lubrificante mais delgadas que as necessárias para uma boa lubrificação com consequente contato metálico e desgaste das superfícies metálicas em movimento relativo, deterioração precoce do óleo lubrificante diminuindo, como decorrência, a disponibilidade e a confiabilidade.
Visando a redução da temperatura de operação do óleo lubrificante, muitos redutores de velocidade vem equipados com trocadores de calor que podem ser do tipo casco e feixe tubular, com radiador refrigerado a ar ou de placas.
Figuras 20/21 – Trocadores de calor de feixe tubular e de placas
A título de ilustração sobre a importância da temperatura de serviço do óleo lubrificante pode-se mencionar que, em período de 6 meses, foi necessário efetuar-se substituição de pinhão de entrada e coroa em redutor de velocidades de acionamento de dessolventizador em planta de extração de óleos vegetais por não haver sido corrigida a causa-raiz do problema: a temperatura de serviço do óleo lubrificante era da ordem de 110 ºC, o equipamento não dispunha de trocador de calor havendo, portanto, lubrificação deficiente. Após a instalação de trocador de calor de placas a temperatura de serviço foi reduzida em 55 ºC e o maquinário vem operando normalmente há vários anos. Anteriormente à instalação do trocador de calor de placas, o equipamento operava com ruídos audíveis ( contato metálico das superfícies dos dentes das engrenagens ) e, atualmente, opera com nível de ruído bastante baixo.
Figuras 23/24 – Desgaste: causa-raiz a elevada temperatura de serviço
Óleos lubrificantes sintéticos ( ex. PAG; PAO ) podem ser opção quando os redutores e moto-redutores de velocidade forem sujeitos a elevadas temperaturas de operação visto apresentarem menor queda de Viscosidade Cinemática com a temperatura em virtude dos seus Índices de Viscosidade ( IVs ) serem mais elevados e serem mais resistentes à oxidação em relação a óleos lubrificantes de base mineral.
Figuras 25/26 – Óleos sintéticos: opção para altas temperaturas de serviço
Porém, é importante avaliar com cuidado a condição de operação do equipamento visto que, até mesmo, redutores de velocidade utilizando óleos lubrificantes sintéticos necessitarão, em algumas situações, de trocadores de calor se as temperaturas de serviço forem demasiado elevadas, a fim de se evitar falhas catastróficas inesperadas por falha na lubrificação.
Figuras 27/28 – Ativos com óleos sintéticos podem necessitar trocador de calor
Fato é que a despeito dos redutores e moto-redutores de velocidade serem equipamentos bastante robustos, cuidados básicos de manutenção são imprescindíveis. Acompanhamento do estado de operação por análise de vibração, verificação de alinhamento na árvore de entrada, avaliação da condição de serviço do óleo lubrificante em uso através de análises físico-químicas regulares, monitoramento de temperatura do óleo lubrificante, verificação do estado do filtro dessecante e de material particulado sólido abrasivo do respiradouro, verificação do estado dos retentores, verificação regular do nível de óleo lubrificante, troca da carga de óleo lubrificante segundo a periodicidade recomendada pelo OEM ou segundo a condição de serviço, correta seleção do Grau de Viscosidade e do Nível de Desempenho do óleo lubrificante para a condição de operação, verificação do estado dos filtros de óleo lubrificante etc. são cuidados simples que podem prolongar imensamente a vida útil de redutores de velocidade utilizados em equipamentos móveis ou industriais.
Figuras 29/30 – Redutores e moto-redutores de velocidade: equipamentos robustos mas que necessitam de manutenção regular
Neste artigo técnico foram mencionados conceitos básicos relacionados à lubrificação de redutores e moto-redutores de velocidade visto serem equipamentos cuja paralisação imprevista causará grandes transtornos aos que trabalham na manutenção de ativos móveis e industriais e vultosos prejuízos por paradas de produção.
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Fonte: QU4TTUOR IND NEWS 16
Marcos Thadeu Giacomin Lobo
Consultor Associado
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