Resumo

Os retentores de óleo compreendem três componentes principais – o elemento de vedação (ou lábio), a caixa de metal e a mola de liga opcional, cada um contribuindo para a funcionalidade e eficácia do retentor.
A escolha de um retentor de óleo envolve a avaliação de vários fatores, incluindo projeto, necessidades de aplicação, diâmetro do eixo, diâmetro do furo, material de vedação e considerações ambientais.
A manutenção regular, incluindo lubrificação adequada, inspeções de rotina e substituições programadas, garante a longevidade e a confiabilidade dos retentores de óleo, aumentando a eficiência geral da máquina.

Introdução

No mundo mecânico, onde máquinas e equipamentos fazem a terra se mover e as engrenagens girarem, o retentor de óleo é um componente importante. As vedações de óleo , ou vedações de eixo, são uma parte crucial de vários equipamentos e aplicações industriais , garantindo que os lubrificantes não escapem e que os contaminantes não entrem. Embora possam parecer simples, sua construção, design e aplicação são tudo menos isso. Este guia detalhado tem como objetivo ajudá-lo a compreender o papel essencial dos retentores de óleo, sua construção, os vários designs disponíveis e os principais fatores a serem considerados ao selecionar um para sua aplicação.

Objetivo de um selo de óleo

Um selo de óleo serve a três propósitos cruciais em qualquer maquinário. Primeiro, evita o vazamento de lubrificantes ou fluidos para fora da vedação, mesmo sob alta pressão. Esta função garante o funcionamento eficaz do equipamento, pois a lubrificação suficiente é um requisito fundamental para o bom funcionamento das máquinas. Segundo, retém o óleo lubrificante dentro do maquinário. Esta função de retenção reduz a necessidade de manutenção ou relubrificação constante, economizando tempo e recursos. Terceiro, o retentor de óleo atua como uma barreira contra contaminantes. Impede a entrada de sujeira, poeira e outros contaminantes potenciais no maquinário, protegendo as peças sensíveis contra danos ou desgaste.

Construção de um selo de óleo

A construção de um selo de óleo é uma prova de engenharia meticulosa. Cada retentor de óleo compreende principalmente dois componentes principais: o elemento de vedação e a caixa metálica. A colaboração destas peças traz funcionalidade e eficácia ao selo. Uma mola de liga também pode ser incluída como um recurso disponível, fornecendo uma camada extra de suporte operacional.

Elemento de vedação

O elemento de vedação, também conhecido como lábio de vedação, forma o interior do retentor de óleo. Vários materiais podem compor o lábio dependendo das necessidades específicas da aplicação. Abaixo estão alguns materiais comumente usados:

Borracha Nitrílica (NBR) : É o material mais utilizado para elementos de vedação, apresentando boas propriedades de resistência ao calor e resistência a soluções salinas, óleos, óleos hidráulicos e gasolina. Sua faixa de temperatura operacional recomendada é de -40 a 248°F (-40 a 120°C). O nitrilo funciona adequadamente num ambiente seco, mas apenas durante períodos intermitentes.
Borracha de poliacrilato (PA) : PA é um material ideal para ambientes de alta velocidade superficial, pois tem melhor resistência ao calor do que nitrila. Ele tem desempenho ideal em uma faixa de temperatura de -4 a 302°F (-20 a 150°C). É incompatível com água ou temperaturas abaixo de -4°F (20°C).
Borracha de silicone (SI) : Uma escolha popular por sua resistência a baixas e altas temperaturas (-58 a 356°F ou -50 a 180°C). A borracha de silicone possui alta absorção de lubrificante, o que reduz o atrito e o desgaste, tornando-a ideal para vedações de virabrequim. No entanto, não é adequado para óleos oxidados ou hipnóides devido à sua fraca resistência à hidrólise.
Borracha Fluorocarbonada (FKM): Também conhecida como Viton®, esse material oferece excelente resistência a produtos químicos e desempenho em altas temperaturas. É altamente estimado por sua excepcional durabilidade e resistência ao calor.

Caixa metálica

A caixa de metal serve como exterior ou estrutura do retentor de óleo, proporcionando rigidez e resistência ao retentor. A seleção do material da caixa depende do ambiente em que a vedação irá operar. Muitas vezes, o mesmo material de borracha usado no elemento de vedação cobre a caixa para ajudar a vedar o exterior do retentor de óleo no furo da caixa.

Aço Carbono : O material mais comum para caixas de retentores de óleo, adequado para uso com lubrificantes padrão.
Aço inoxidável: Ideal para aplicações de água, produtos químicos ou resistência à corrosão. As caixas de aço inoxidável também são adequadas para muitas aplicações da FDA.

As vedações de óleo com carcaças metálicas externas podem incluir acabamentos ou tratamentos aplicados na borda externa para auxiliar na proteção contra ferrugem, identificação e vedação de arranhões ou imperfeições no furo da carcaça. Os acabamentos comuns aplicados na borda externa dos retentores de metal OD incluem liso (um agente de ligação geralmente de cor verde amarelado), uma borda pintada colorida e uma borda polida.

Primavera de liga

Quando incluída, a mola de lâmina aplica pressão ao lábio de vedação contra o eixo, garantindo uma vedação hermética. A escolha do material, assim como a da caixa, depende muito do ambiente de utilização.

As molas de liga são geralmente usadas quando o lubrificante é óleo, pois fornecem a força descendente necessária para manter uma vedação hermética. No entanto, quando a graxa é o lubrificante, as molas de liga muitas vezes podem ser eliminadas. Devido à sua baixa viscosidade, a graxa não requer tanta força descendente para manter uma vedação eficaz.

Projetos de lábios de vedação padrão

Os retentores de óleo vêm com vários designs de lábios, cada um atendendo a uma finalidade exclusiva e adequado para diferentes aplicações. Vamos discutir os designs de lábios padrão da indústria mais comuns:

Lábio Único: Este projeto apresenta uma mola de liga e veda principalmente contra meios internos em aplicações de baixa pressão. Não é ideal para ambientes com sujeira ou contaminantes.
Borda Dupla: Assim como o design de borda única, este projeto usa uma mola de liga com uma borda primária que veda contra o meio interno em aplicações de baixa pressão. O lábio secundário (ou auxiliar) oferece proteção extra contra poeira e sujeira.
Lábio duplo ou duplo: Este design apresenta dois lábios primários idênticos e uma mola de liga, normalmente usada para separar dois líquidos. Lubrificar o espaço entre os lábios com graxa ou substância semelhante é essencial para este desenho labial.
Lábio único, sem mola : Este design de lábio, que não inclui mola, é usado principalmente para vedar um meio sem pressão, como graxa, ou proteger contra sujeira.
Borda dupla, sem mola : Este projeto também não tem mola e geralmente é usado para vedar meios sem pressão, como graxa. Ele protege contra mídias internas e externas.

Projetos de caixas de vedação padrão

Além da variedade de designs de lábios, os retentores também vêm em vários designs de caixa, cada um desempenhando uma função única. Aqui estão alguns dos mais comuns:

Tipo A : Uma caixa externa de metal com uma placa reforçada para rigidez estrutural. É ideal para eixos com diâmetros superiores a 150 mm, eixos menores que necessitam de resistência extra ou quando usados com compostos de borracha especiais.
Tipo B: Uma caixa externa de metal geralmente usada em eixos com diâmetros inferiores a 150 mm e materiais de alojamento feitos de aço ou ferro fundido. Ele fornece uma vedação firme e precisa no alojamento, mas pode limitar a vedação estática no diâmetro externo (DE).
Tipo C: Uma caixa de metal coberta de borracha que pode ser útil em eixos de qualquer tamanho. A borracha evita ferrugem e corrosão e protege contra danos durante a montagem. Este projeto é adequado para ligas macias, materiais de carcaça de plástico ou substituição em ambientes com pequenos danos à superfície da carcaça.

Fatores na seleção do selo de óleo

A seleção do retentor de óleo correto envolve uma avaliação abrangente das necessidades e condições da sua aplicação. Abaixo estão os principais fatores a serem considerados ao escolher um retentor de óleo:

Tipo: A combinação do design do lábio e do tipo de caixa selecionado determinará o design geral do retentor de óleo.
Diâmetro do eixo: O diâmetro externo do eixo onde a vedação irá operar (às vezes chamado de ID da vedação de óleo)
Diâmetro do furo: O diâmetro interno do alojamento do furo onde a vedação irá operar (às vezes chamado de diâmetro externo da vedação de óleo)
Largura: A espessura ou largura do retentor de óleo é outra dimensão crítica que afeta o ajuste e a funcionalidade do retentor de óleo.
Material de vedação: O material usado no lábio de vedação deve ser resistente à faixa de temperatura operacional, produtos químicos, lubrificantes e pressões em sua aplicação.
Fatores Ambientais: Considere fatores externos, como exposição a sujeira, água e outros contaminantes, flutuações de temperatura, exposição a produtos químicos e velocidade do eixo. Por exemplo, vedações de óleo que devem suportar movimentos rotacionais de alta velocidade, condições de alta pressão ou temperaturas extremas exigem materiais mais duráveis e resilientes.
Lubrificação: A lubrificação utilizada na aplicação afetará a escolha do material de vedação. O material deve ser compatível com o lubrificante para evitar degradação e garantir a longevidade da vedação.
Material da mola: A escolha do material da mola-liga também é crucial, pois deve resistir a fatores ambientais, como exposição à água, produtos químicos, etc.
Requisitos da aplicação: Os requisitos específicos da sua aplicação são essenciais para fazer a escolha certa. Por exemplo, se o selo for para uma máquina de processamento de alimentos, ele deverá atender aos padrões da FDA.

Modos de falha de retentores de óleo

É crucial compreender que os retentores de óleo, como qualquer outro componente mecânico, estão sujeitos a falhas ao longo do tempo. A chave para minimizar o tempo de inatividade e aumentar a eficiência operacional é reconhecer os sinais de falha do retentor de óleo e compreender as suas razões. Aqui estão alguns modos de falha comuns:

Desgaste excessivo: Geralmente é um sinal de atrito regular entre o lábio de vedação e o eixo, geralmente resultante de lubrificação inadequada ou de um acabamento superficial áspero do eixo.
Endurecimento ou rachadura: A exposição das vedações de óleo a altas temperaturas por longos períodos pode causar o endurecimento ou rachadura do material de vedação. Esta quebra compromete a eficácia da vedação e pode causar vazamentos.
Erosão Química: Se o material da vedação for incompatível com os produtos químicos ou lubrificantes usados no maquinário, ele poderá degradar-se com o tempo, levando à falha da vedação.
Instalação inadequada: O encaixe incorreto do retentor de óleo pode causar falha imediata ou prematura. Esse ajuste inadequado pode ser causado por vários motivos, como danos durante a instalação, desalinhamento ou uso do tamanho incorreto.
Pressão Excessiva: Expor um retentor de óleo a pressão além de seus parâmetros de projeto pode resultar em deformação do retentor.

Manutenção e Inspeção de Retentores

A manutenção adequada e a inspeção regular são vitais para prolongar a vida útil dos retentores e evitar paradas não planejadas. Aqui estão algumas dicas:

Lubrificação Regular: Garantir uma lubrificação adequada minimizará o atrito e evitará desgaste na vedação. Use apenas lubrificantes compatíveis de acordo com o material da vedação para evitar erosão química.
Inspeções de rotina: Agende inspeções regulares dos retentores de óleo para detectar quaisquer sinais de falha, como vazamento, endurecimento ou desgaste visível. Detectar problemas antecipadamente pode evitar que problemas menores se transformem em falhas significativas.
Limpeza adequada: Sujeira, fuligem e detritos podem danificar a superfície de vedação, causando vazamentos. A limpeza regular da vedação e das áreas adjacentes pode ajudar a evitar isso.
Monitore as condições operacionais: Acompanhe os níveis de pressão, temperaturas e velocidade do eixo. Flutuações excessivas podem sinalizar algo errado e potencialmente danificar o retentor de óleo.
Substituição: Mesmo com manutenção impecável, os retentores não durarão para sempre. Compreender a vida útil típica do tipo de retentor de óleo e do material usado em seu maquinário ajudará você a planejar substituições oportunas.

Conclusão

Os retentores de óleo são componentes integrais em uma variedade de máquinas e equipamentos, desempenhando um papel vital em manter os lubrificantes dentro, os contaminantes fora e as máquinas operando de forma eficiente. Compreender o design, os materiais e os fatores de seleção dos retentores de óleo pode ajudá-lo a fazer uma escolha informada em relação às suas necessidades industriais. A confiabilidade, longevidade e eficiência que o retentor de óleo certo pode trazer para o seu maquinário não tem preço.

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Retentores de Óleo: Função e Manutenção