Lubrificação de chaves de parafusos esféricas – Lubrificantes, áreas de aplicação e informações gerais

As chaves de parafusos esféricas ou os fusos esféricos de recirculação nunca devem ser utilizados sem lubrificação, caso contrário a sua funcionalidade não pode ser garantida e a sua vida útil será encurtada. Podem ser utilizados lubrificantes como óleo ou massa lubrificante para a lubrificação. Este artigo explica que lubrificante é adequado para que razões e como lubrificar de forma ideal os parafusos esféricos.

Parafusos esféricos/fusos esféricos de recirculação

Os parafusos esféricos, também conhecidos como fusos esféricos de recirculação, são componentes de alta precisão que são utilizados principalmente onde quer que os movimentos rotativos tenham de ser traduzidos para e a partir de movimentos lineares. Este é o caso, por exemplo, ao elevar e baixar fixações nas direções horizontal e vertical. A precisão é causada principalmente pela baixa folga dos parafusos esféricos. Graças a esta precisão, os parafusos esféricos podem ajudar a gerar um elevado grau de repetibilidade. Se forem utilizados parafusos esféricos pré-tensos, a folga pode ser ainda mais minimizada, o que aumenta ainda mais a precisão. Funcionam de forma rápida e fiável e são frequentemente utilizados como unidade para guias lineares. Recomenda-se a instalação de parafusos esféricos sempre com um rolamento fixo ou um rolamento flutuante. Isto evita vibrações e dobragem do parafuso esférico por compressão.

Porque é que os parafusos esféricos têm de ser lubrificados?

Os parafusos esféricos devem ser lubrificados para um funcionamento suave. O lubrificante forma uma película protetora em todas as partes importantes do parafuso esférico (eixo de rosca, superfície de rolamento da porca e superfície das esferas). Graças a esta película lubrificante, o atrito é minimizado, resultando numa operação mais eficiente e evitando a geração de calor, o que, por sua vez, está a reduzir a tensão térmica em componentes individuais. Uma boa lubrificação também contribui para aumentar a já boa precisão dos parafusos esféricos. Uma boa lubrificação também contraria problemas que inevitavelmente surgem quando várias peças metálicas entram em contacto, especialmente em componentes móveis. Portanto, a lubrificação dos parafusos esféricos também faz parte da manutenção e prolonga a vida útil do parafuso esférico.

Aplicação correta do lubrificante

Os parafusos esféricos nunca devem ser operados sem lubrificação, caso contrário, ocorrerão danos. Os parafusos esféricos fornecidos pela MISUMI já estão pré-cheios. Caso seja utilizado um parafuso esférico não pré-cheio e seja necessária lubrificação inicial no momento da colocação em funcionamento ou caso este tenha de ser relubrificado, são fornecidas abaixo algumas instruções para o manuseamento correto.

A regra básica mais importante é: Utilize sempre o mesmo lubrificante. Os diferentes lubrificantes não devem ser misturados entre si. Porque se misturados, podem ocorrer reações indesejadas entre os lubrificantes, resultando, por exemplo, em aglutinação e outras impurezas, que podem ter um impacto negativo duradouro na funcionalidade do parafuso esférico. A seleção do lubrificante correto depende da área de utilização e da aplicação pretendida.

Antes da lubrificação inicial, os óleos antiferrugem e outras substâncias devem ser removidos primeiro. É relubrificado dentro dos intervalos especificados. Estes intervalos são tão diferentes quanto as próprias aplicações: Dependem do número de horas de funcionamento, condições de funcionamento ou da aplicação. Algumas condições de funcionamento requerem uma lubrificação mais frequente. As temperaturas de funcionamento elevadas, por exemplo, podem reduzir a lubrificação de um lubrificante. A elevada exposição ao pó e a outras partículas fará com que o lubrificante se suje e seja substituível mais rapidamente.

Para uma relubrificação bem-sucedida, o parafuso esférico tem de ser verificado primeiro quanto a danos, partículas estranhas e contaminações. Ruídos incomuns também podem indicar um mau funcionamento. No passo seguinte, o parafuso esférico deve ser limpo com agentes de limpeza e solventes adequados. Estes agentes têm então de ser completamente enxaguados do parafuso esférico. Agora o teste de função é realizado: A porca esférica deve ser movida várias vezes ao longo de todo o percurso sobre o fuso seco, não lubrificado. Se funcionarem suavemente sem resistência ou sem qualquer ruído, o corpo do rolo e o fuso não avariam. O lubrificante restante dispensado pelos corpos dos rolos pode agora ser removido com um pano seco e sem cotão. Em seguida, o parafuso esférico deve ser lubrificado imediatamente de acordo com as instruções do fabricante e, se necessário, protegido contra ferrugem e outros danos utilizando agentes adequados. Existem vários métodos para lubrificar o fuso. Se lubrificado manualmente, o lubrificante é aplicado com uma escova ou pistola de lubrificação, por exemplo. No entanto, existem também sistemas de lubrificação automática que fornecem precisamente a quantidade certa de lubrificante.

Diferença entre lubrificação de óleo e massa lubrificante

Lubrificantes e óleos proporcionam proteção contra corrosão. No entanto, oferecem diferentes vantagens e desvantagens, bem como possíveis aplicações.

Óleo

Os parafusos esféricos lubrificados com óleo podem necessitar de menos manutenção, uma vez que o óleo remove contaminantes e uma grande parte dos possíveis contaminantes à medida que este flui através da porca do parafuso esférico. Ao contrário da massa lubrificante, o óleo não é empurrado pela porca roscada, formando menos depósitos.

Outros benefícios do óleo são:

• O óleo pode ser aplicado diretamente no ponto de lubrificação. Remove a humidade e a sujidade e pode ser utilizado para refrigerar além da lubrificação.
• Os óleos funcionam bem a velocidades de funcionamento baixas a médias, temperaturas e tamanhos de carga.

Em condições mais extremas, um revestimento de óleo pode tornar-se inutilizável e a fricção metal com metal não detetada pode causar danos rapidamente. No geral, os óleos são mais caros do que a massa lubrificante, porque requerem uma bomba e um sistema de filtro para a aplicação. Além disso, podem ser o motivo da contaminação no parafuso esférico se for utilizado demasiado lubrificante ou se este não for adequado para a aplicação.

Massas lubrificantes

As massas lubrificantes podem ser aplicadas diretamente no fuso ou na porca esférica se tiver orifícios abertos que possam bombear a massa lubrificante.

Outras vantagens das massas são:

• Também são adequadas para altas velocidades de rotação.
• Geralmente são mais económicas e muitas vezes permitem intervalos de lubrificação longos.
• As massas lubrificantes podem ser processadas com aditivos para lubrificantes sintéticos que suportam temperaturas extremas, cargas e velocidades de rotação.
• Existem massas lubrificantes especiais para vácuo ou sala limpa.

Deve-se notar que algumas gorduras não são compatíveis e, por exemplo, levam a aglomeração. A compatibilidade deve ser sempre verificada previamente. Além disso, a massa lubrificante acumula-se frequentemente com partículas abrasivas nas porcas do parafuso esférico.

Para parafusos esféricos ou parafusos de recirculação esféricos, existem, por exemplo, também massa lubrificante do fuso especialmente desenvolvida com características especiais disponíveis. A massa lubrificante do fuso é altamente viscosa e garante uma fricção particularmente baixa.

Aditivos

Os aditivos melhoram as características da gordura. Por exemplo, as massas lubrificantes podem ser processadas com aditivos para lubrificantes sintéticos que podem suportar até temperaturas extremas, cargas e velocidades de rotação. A adição de aditivos reduz o desgaste e minimiza o atrito. A massa lubrificante, por exemplo, não deve ser utilizada em conjunto com dissulfeto de molibdénio ou grafite, uma vez que os valores de fricção que geram são demasiado baixos.

Outros benefícios podem incluir:

• A massa pode resistir melhor à sujidade
• O desgaste sob carga é reduzido
• As vibrações são reduzidas

Várias classes de massa lubrificante

O National Lubricating Grease Institute (NLGI) é uma associação comercial internacional dedicada a promover o desenvolvimento e a pesquisa de tecnologia de lubrificação. Além disso, publica normas da indústria para massas lubrificantes, por exemplo, as nove classes de massa lubrificante NLGI. Estas são padronizadas e reconhecidas em todo o mundo. Os graus variam de muito líquido a extremamente sólido. Teste de penetração a 25 °C para a classificação: O grau de massa pode ser determinado com base na profundidade de penetração que ocorre quando um cone padronizado é pressionado contra a massa. As classes de massa lubrificante são adequadas para várias aplicações:

• NLGI 000, 00 e 0: a baixas temperaturas, altas velocidades de rotação, em sistemas de lubrificação central
• NLGI 1 e 2: para fins gerais de lubrificação, amplamente utilizado, também adequado para parafusos esféricos
• NLGI 3 e 4: se for necessária uma consistência mais elevada (sistemas de rolamentos de rotação lenta e cargas pesadas)
• NLGI 5 e 6: para aplicações especiais, por exemplo, em áreas verticais e de difícil acesso

Recomendações

Para garantir que a lubrificação é constante, a regra de ouro é lubrificar a cada seis meses sob utilização normal e a cada três meses sob utilização intensiva. Isto mantém a fricção e a resistência ao rolamento entre as ranhuras e os rolamentos de esferas baixos. Os produtos de parafusos esféricos da MISUMI são normalmente cheios com lubrificante antes da entrega. Salvo especificação em contrário, é utilizado um lubrificante saponificado com lítio ou Multemp Grease PS2 como lubrificante padrão, dependendo do produto. Como alternativa aos lubrificantes padrão, estão disponíveis os seguintes tipos de lubrificante:

• Lubrificante tipo L: RT-100K – excelente resistência ao calor e à oxidação, bem como aderência e força de coesão. Além disso, tem poucos salpicos e pouco vazamento.
• Lubrificante Tipo G: LG2 – lubrificante especial compatível com sala limpa para guias lineares, transmissões de parafuso esférico, etc.

A tabela seguinte fornece uma descrição geral do desempenho de lubrificação dos lubrificantes utilizados em parafusos esféricos e compara os lubrificantes padrão com os tipos de lubrificante L e G:

Condições no local de utilização

Além da lubrificação, existem ainda algumas condições a considerar ao utilizar parafusos esféricos no local de utilização. Devem prevalecer condições ambientais limpas no local de utilização, ou seja, onde o pó ou outras partículas possam penetrar nas coberturas do parafuso esférico devem ser utilizadas. Caso contrário, o parafuso esférico pode ser danificado e o desempenho pode ser afetado. A porca não deve exceder a área utilizável (entre as setas), caso contrário, os elementos rolantes instalados na porca podem cair e causar avarias ou falha total:

Além disso, deve ser utilizado um parafuso esférico a temperaturas de 0-80 °C, caso contrário podem ocorrer danos nas peças rotativas ou nas peças vedantes.

Excursus – Lubrificantes em ambientes de sala limpa

Os componentes mecânicos também são instalados na sala limpa. Neste ambiente, o número de partículas presentes no ar é monitorizado e pode potencialmente levar à contaminação, uma vez que são fabricados aqui componentes particularmente sensíveis, como semicondutores. É imperativo cumprir os limites. Por conseguinte, não é surpreendente que os lubrificantes para parafusos esféricos estejam, por exemplo, sujeitos a requisitos particularmente elevados, se estes forem utilizados em sala limpa:

• O lubrificante não deve libertar quaisquer partículas.
• Deve ser quimicamente estável para que não liberte substâncias reativas.
• Ao mesmo tempo, também deve ser compatível com outros materiais na sala limpa para não desencadear uma reação química.

Os lubrificantes sintéticos são particularmente adequados para a sala limpa, por exemplo, devido à sua elevada pureza. Além disso, os lubrificantes baseados em óleos de poliéter perfluorado e PTFE também podem ser utilizados sem quaisquer preocupações. Oferecem uma boa proteção contra o desgaste e são quimicamente resistentes aos processos de esterilização na sala limpa (por exemplo, soluções com peróxido de hidrogénio, utilização de vapor quente).

Na MISUMI, o tipo G é ideal para utilização em salas limpas, por exemplo, para guias lineares e parafusos esféricos.