Os sistemas de lubrificação e refrigeração de máquinas-ferramenta exigem cuidados específicos, uma vez que cada sistema possui características muito peculiares, embora possam funcionar em conjunto. Todas as MAQUINAS têm dois sistemas distintos, um para refrigeração e outro para a lubrificação. O sistema de lubrificação, de modo geral, é bastante complexo e envolve uma combinação de vários procedimentos. Já o sistema de refrigeração é independente do anterior e se concentra principalmente na refrigeração da ferramenta de corte. O processo de refrigeração conta com um sistema de circulação em circuito fechado para recuperação de líquido refrigerante, compreendendo os seguintes componentes: bandeja, reservatórios, tubos rígidos, mangueiras e reguladores de fluxo de bomba. O fluido de corte também serve como um lubrificante para reduzir o atrito no processo de usinagem.
Sistema de lubrificação
O sistema de lubrificação de máquina-ferramenta, como um torno, por exemplo, é projetado para garantir o suprimento de uma determinada quantidade de lubrificante adequado para cada elemento, entre as diversas partes mecânicas dentro do equipamento. Alguns dos elementos críticos que necessitam de lubrificação são rolamentos, mancais, eixos e engrenagens. O procedimento utilizado para a seleção do tipo de lubrificação de tornos e dos óleos lubrificantes a serem empregados depende das características específicas do componente ou mecanismo, em particular a velocidade relativa do trabalho, a temperatura máxima prevista e a situação de uma máquina em termos de necessidade de MANUTENÇÕES, desempenho e disponibilidade.
Sendo assim, enquanto a caixa de câmbio é normalmente lubrificada por processo de imersão parcial em banho de óleo lubrificante ou graxa, os rolamentos recebem a lubrificação seja através de um duto lubrificante auxiliar, ou através do que é chamado de "sistema auto-lubrificante”, que exige um cuidado especial. A lubrificação dos rolamentos de eixo requer um projeto de circuito que incorpora uma bomba de engrenagens, além dos canais e tubulações necessárias. Outros elementos, tais como guias e fusos de esferas são lubrificadas manualmente utilizando um dispensador de óleo.
Sistema de refrigeração
Pesquisas desenvolvidas no final do século XIX por Taylor e outros mostraram que o resfriamento e a lubrificação das máquinas-ferramenta melhoram as condições de corte dos equipamentos industriais de usinagem. Obviamente, em uma operação de usinagem, que produz a remoção de metais sob certas condições de corte (profundidade de passagem, velocidade de corte, taxa de alimentação), um processo de deformação plástica ocorre antes da ruptura devido à geração de calor. Esse aumento da temperatura na ponta da ferramenta pode torná-la inutilizável em poucos segundos de trabalho. Esta situação envolve um custo insustentável com a substituição frequente de ferramentas com um acabamento de qualidade ruim das superfícies usinadas, sendo necessária determinada quantidade de fluido refrigerante fornecido de forma contínua, e cujo fluxo é diretamente dependente das condições do processo de corte e dos materiais da ferramenta e das peças.
A princípio, pode não ser tão óbvio é que a lubrificação é benéfica para o processo de corte em usinagem com o uso de tornos mecânicos, pneumáticos ou tornos CNC. Porém, no início da progressão do corte, a máquina-ferramenta deve superar uma série de resistências internas no material a ser usinado. Além disso, o contato entre superfícies e a existência de movimento relativo entre dois materiais de diferentes durezas são fatores inerentes ao processo.
Então, a ação de um filme lubrificante torna-se primordial para reduzir o atrito e, consequentemente, o trabalho de deformação da peça usinada. A presença do óleo ou fluido lubrificante irá diminuir o desgaste da ferramenta (arestas e ângulos de corte) e prolongar seu ciclo de vida. Claro que a diminuição de atrito significa uma redução das temperaturas atingidas durante o processo de corte, aprimorando a eficiência do corte com um fluido refrigerante.
Óleo de corte
“O óleo para corte” ocupa posição importante no crescimento industrial. Das três variedades de óleo de “corte” a mais empregada é o “óleo solúvel” e a este está dedicado o presente trabalho.
Óleos para corte são substâncias químicas utilizadas largamente nas indústrias mecânicas, com a finalidade de se obter melhor rendimento e melhor acabamento do material, em operações de corte e de usinagem de metais.
O óleo para corte tem tido um ciclo interessante no seu desenvolvimento, da água ao óleo e retornando aos refrigerantes à base de água.
O primeiro fluído que se empregou para o corte foi a água. Em 1883, um engenheiro americano, Frederick W. Taylor,descobriu que o jato pesado de água dirigida à borda de corte da ferramenta permitiria um aumento na velocidade de corte de até 40%. A água tem elevado peso específico e viscosidade baixa, o que facilita sua penetração até a borda do corte, porém, suas propriedades lubrificantes são reduzidas e tem tendência, a provocar corrosão na máquina e na peça. Pela adição de 1,5%, de carbonato de sódio, mas a solução formada. O desenvolvimento seguinte foi o uso de óleos gordurosos. O óleo de gordura de veado foi o primeiro óleo para corte que se empregou com êxito, porém, na atualidade, é de pouco uso pelo seu custo elevado.
A banha de porco também foi usada; lubrificava e tinha ação antioxidante, mas não refrescava bem e tinha a tendência a se tornar rançosa. O precursor dos óleos para corte emulsificáveis – a pasta de corte – foi feito misturando sabão com óleos minerais ou “coaltar” e requerendo água quente para diluição. As emulsões de óleos em água combinavam a ação refrigerante da água e as propriedades lubrificantes e anti-corrosiva do óleo.
Os óleos minerais puros são empregados para trabalhos ligeiros, geralmente com o cobre e seus derivados, quando não se pode recorrer aos óleos solúveis.
Os óleos sulfurados e clorados, devido às propriedades corrosivas, não são adequados para uma lubrificação de tipo geral e não devem penetrar no sistema de lubrificação da máquina. Eles são empregados em trabalhos pesados, especialmente quando não se pode usar ferramentas com carbeto de silício ou de tungstênio.
O volume de óleos para corte produzido foi estimado em cerca de 100 milhões de galões. Aproximadamente um milhão de operários usam óleos para corte. As funções do óleo para corte são:
a) melhorar o rendimento, aumentando a velocidade e a capacidade operacional do equipamento;
b) resfriar a peça e a ferramenta no local do corte, permitindo peças melhor acabadas;
c) impedir que fragmentos da peça se soldem à ferramenta;
d) agir como lubrificante na área de corte impedindo a formação de calor excessivo produzido pelo o atrito da peça com a ferramenta;
e) ação anti-oxidante na área de corte.
Os óleos para corte compreendem três grandes grupos:
a) Óleos insolúveis: Os óleos insolúveis tem como composição básica:
1°) óleo mineral 60 – 100%;
2º) agentes bactericidas;
3º) aditivos de pressão (sulfurados – clorados).
Esses óleos são usados principalmente em equipamento automático ou semi-automático
b) Óleos solúveis: Os óleos solúveis são largamente utilizados na indústria mecânica e tem formulação complexa e extremamente variável.
c) Óleo solúvel refrigerante (sintético):
Solução aquosa contendo pequena quantidade de óleo em emulsão. Deve ser usado em pH de 8 a 9,5.
Devido ao fato de muitas indústrias reaproveitarem o óleo por diversas vezes, há uma maior tendência para a proliferação de bactérias; esta contaminação resulta em queda do pH e acidificação do óleo solúvel. Para que este fato seja evitado, há necessidade de se produzir alcalinização desses óleos para manter-se o pH estável e evitar proliferação bacteriana. As substâncias mais comumente usadas para alcalinizar o meio são o hidróxido de sódio (Na OH) e o perborato de sódio (Na BO3, 4H20) com os quais procura-se manter o pH em torno de 9,0-9,5. Acontece que o uso desses alcalinizantes produz maior incidência de dermatoses, fato esse observado em algumas indústrias que reaproveitam o óleo solúvel mediante sua filtragem e alcalinização.
Segurança, Cuidado No Manuseio De Óleos (Ficha FISQP)
Ficha de Informação de Segurança
de Produto Químico - FISPQ
PRODUTO: ÓLEO DIESEL GERAÇÃO TIPO D
- COMPOSIÇÃO E INFORMAÇÃO SOBRE OS INGREDIENTES
PREPARADO
Natureza química: Hidrocarbonetos.
Sinônimos: Óleo diesel, óleo diesel metropolitano, óleo diesel padrão – fase IV /
Conama.
Ingredientes ou impurezas que
contribuam para o perigo:
Hidrocarbonetos parafínicos;
Hidrocarbonetos naftênicos;
Hidrocarbonetos aromáticos;
Enxofre (CAS 7704-34-9, orgânico): máx. 0,2 % (p/p);
Compostos nitrogenados: impureza;
Compostos oxigenados: impureza.
- IDENTIFICAÇÃO DE PERIGOS
PERIGOS MAIS IMPORTANTES
- Perigos físicos e químicos: Líquido inflamável.
- Perigos específicos: Produto inflamável e nocivo.
EFEITOS DO PRODUTO
- Principais sintomas: Pode causar dor de cabeça, náuseas e tonteiras.
- MEDIDAS DE PRIMEIROS SOCORROS
Inalação: Remover a vítima para local arejado. Se a vítima não estiver
respirando, aplicar respiração artificial. Se a vítima estiver
respirando, mas com dificuldade, administrar oxigênio a uma vazão
de 10 a 15 litros / minuto. Procurar assistência médica
imediatamente, levando o rótulo do produto, sempre que possível.
Contato com a pele: Retirar imediatamente roupas e sapatos contaminados. Lavar a pele
com água em abundância, por pelo menos 20 minutos,
preferencialmente sob chuveiro de emergência. Procurar assistência
médica imediatamente, levando o rótulo do produto, sempre que
possível.
Contato com os olhos: Lavar os olhos com água em abundância, por pelo menos 20
minutos, mantendo as pálpebras separadas. Usar de preferência um
lavador de olhos. Procurar assistência médica imediatamente,
levando o rótulo do produto, sempre que possível.
Ficha de Informação de Segurança
de Produto Químico – FISPQ
PRODUTO: ÓLEO DIESEL GERAÇÃO TIPO D
Ingestão: Não provocar vômito. Se a vítima estiver consciente, lavar a sua
boca com água limpa em abundância e fazê-la ingerir água. Procurar
assistência médica imediatamente, levando o rótulo do produto,
sempre que possível.
Notas para o médico: Em caso de contato com a pele e/ou com os olhos não friccione as
partes atingidas.
- MEDIDAS DE COMBATE A INCÊNDIO
Meios de extinção apropriados: Espuma para hidrocarbonetos, pó químico e dióxido de carbono
(CO2).
Métodos especiais: Resfriar tanques e containers expostos ao fogo com água,
assegurando que a água não espalhe o diesel para áreas maiores.
Remover os recipientes da área de fogo, se isto puder ser feito sem
risco. Assegurar que há sempre um caminho para escape do fogo.
Proteção dos bombeiros: Em ambientes fechados, usar equipamento de resgate com
suprimento de ar.
- MEDIDAS DE CONTROLE PARA DERRAMAMENTO OU VAZAMENTO
Precauções pessoais
- Remoção de fontes de ignição: Eliminar todas as fontes de ignição, impedir centelhas, fagulhas,
chamas e não fumar na área de risco. Isolar o vazamento de todas
as fontes de ignição.
- Prevenção da inalação e do contato com
a pele, mucosas e olhos:
Usar botas, roupas e luvas impermeáveis, óculos de segurança
herméticos para produtos químicos e proteção respiratória
adequada.
- Controle de poeira: Não se aplica (produto líquido).
Precauções ao meio ambiente: Estancar o vazamento se isso puder ser feito sem risco. Não
direcionar o material espalhado para quaisquer sistemas de
drenagem pública. Evitar a possibilidade de contaminação de águas
superficiais ou mananciais. Restringir o vazamento à menor área
possível. O arraste com água deve levar em conta o tratamento
posterior da água contaminada. Evitar fazer esse arraste.
Métodos para limpeza
- Recuperação: Recolher o produto em recipiente de emergência, devidamente
etiquetado e bem fechado. Conservar o produto recuperado para
posterior eliminação.
- Neutralização: Absorver com terra ou outro material absorvente.
- Disposição: Não dispor em lixo comum. Não descartar no sistema de esgoto ou
em cursos d'água. Confinar, se possível, para posterior recuperação
ou descarte. A disposição final desse material deverá ser
acompanhada por especialista e de acordo com a legislação
ambiental vigente.
Nota: Contactar o órgão ambiental local, no caso de vazamento ou
contaminação de águas superficiais, mananciais ou solos.
Ficha de Informação de Segurança
de Produto Químico - FISPQ
PRODUTO: ÓLEO DIESEL GERAÇÃO TIPO D
- MANUSEIO E ARMAZENAMENTO
MANUSEIO
Medidas técnicas
- Prevenção da exposição do trabalhador: Utilizar equipamentos de proteção individual (EPI) para evitar o
contato direto com o produto.
Precauções para manuseio seguro: Providenciar ventilação local exaustora onde os processos assim o
exigirem. Todos os elementos condutores do sistema em contato
com o produto devem ser aterrados eletricamente. Usar ferramentas
anti-faiscantes.
Orientações para manuseio seguro: Manipular respeitando as regras gerais de segurança e higiene
industrial.
ARMAZENAMENTO
Medidas técnicas: O local de armazenamento deve ter o piso impermeável, isento de
materiais combustíveis e com dique de contenção para reter o
produto em caso de vazamento.
Condições de armazenamento
- Adequadas: Estocar em local adequado com bacia de contenção para reter o
produto, em caso de vazamento, com permeabilidade permitida pela
norma ABNT-NBR-7505-1.
Produtos e materiais incompatíveis: Oxidantes.
- CONTROLE DE EXPOSIÇÃO E PROTEÇÃO INDIVIDUAL
Medidas de controle de engenharia: Manipular o produto em local com boa ventilação natural ou
mecânica, de forma a manter a concentração de vapores inferior ao
Limite de Tolerância.
Parâmetros de controle
- Limites de exposição ocupacional
- Valor limite (EUA, ACGIH): Névoa de óleo: TLV/TWA: 5 mg/m3.
Equipamento de Proteção Individual
- Proteção respiratória: Em baixas concentrações, usar respirador com filtro químico para
vapores orgânicos. Em altas concentrações, usar equipamento de
respiração autônomo ou conjunto de ar mandado.
- Proteção das mãos: Luvas de PVC em atividades de contato direto com o produto.
- Proteção dos olhos: Na operações onde possam ocorrer projeções ou respingos,
recomenda-se o uso de óculos de segurança ou protetor facial.
Precauções especiais: Manter chuveiros de emergência e lavador de olhos disponíveis nos
locais onde haja manipulação do produto. Evitar inalação de névoas,
fumos, vapores e produtos de combustão. Evitar contato do produto
com os olhos e a pele.
Medidas de higiene: Higienizar roupas e sapatos após o uso. Métodos gerais de controle
utilizados em Higiene Industrial devem minimizar a exposição ao
produto. Não comer, beber ou fumar ao manusear produtos
químicos. Separar as roupas de trabalho das roupas comuns.
Ficha de Informação de Segurança
de Produto Químico - FISPQ
PRODUTO: ÓLEO DIESEL GERAÇÃO TIPO D
- PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
Aspecto
- Estado físico: Líquido límpido (isento de material em suspensão).
- Odor: Característico.
Temperaturas específicas
- Faixa de destilação: 100 - 370 ºC @ 101,325 kPa (760 mmHg).
Temperatura de decomposição: 400 ºC.
Ponto de fulgor: 55 ºC (mín); Método: vaso fechado, MB48.
Densidade: 0,835 - 0,845 @ 20 ºC.
Solubilidade
- Na água: Desprezível.
- Em solventes orgânicos: Solúvel.
Viscosidade: 2,5 - 3,5 Cst @ 40 °C; Método: MB293.
- ESTABILIDADE E REATIVIDADE
Condições específicas
Instabilidade: Estável sob condições normais de uso.
Reações perigosas: Pode reagir com oxidantes fortes.
Materiais / substâncias incompatíveis: Oxidantes.
Produtos perigosos de decomposição: Hidrocarbonetos de menor e maior peso molecular e coque.
- INFORMAÇÕES TOXICOLÓGICAS
Toxicidade aguda
- Contato com a pele: Névoa de óleo: DL50 (coelho) > 5 g/kg.
- Ingestão: Névoa de óleo: DL50 (rato) > 5 g/kg.
Sintomas: Pode causar dor de cabeça, náuseas e tonteiras.
Efeitos locais
- Inalação: Irritação das vias aéreas superiores. Podem ocorrer dor de cabeça,
náuseas e tonteiras.
- Contato com a pele: Contatos ocasionais podem causar lesões irritantes.
- Contato com os olhos: Irritação com vermelhidão das conjuntivas.
- Ingestão: Pode causar pneumonia química por aspiração durante o vômito.
Toxicidade crônica
- Contato com a pele: Contatos repetidos e prolongados podem causar dermatite.
Ficha de Informação de Segurança
de Produto Químico - FISPQ
PRODUTO: ÓLEO DIESEL GERAÇÃO TIPO D
- INFORMAÇÕES ECOLÓGICAS
Mobilidade: Moderadamente volátil.
Ecotoxicidade
- Efeitos sobre organismos aquáticos: Pode formar películas superficiais sobre a água. É moderadamente
tóxico à vida aquática. Derramamentos podem causar mortalidade
dos organismos aquáticos, prejudicar a vida selvagem,
particularmente as aves. Pode transmitir qualidades indesejáveis à
água, afetando o seu uso.
- Efeitos sobre organismos do solo: Pode afetar o solo e, por percolação, degradar a qualidade das
águas do lençol freático.
- CONSIDERAÇÕES SOBRE TRATAMENTO E DISPOSIÇÃO
Métodos de tratamento e disposição
- Produto: O tratamento e a disposição do produto devem ser avaliados
tecnicamente, caso a caso.
- Resíduos: Descartar em instalação autorizada.
- Embalagens usadas: Descartar em instalação autorizada.
- INFORMAÇÕES SOBRE TRANSPORTE
Regulamentações nacionais
Número ONU: 1203
Nome apropriado para
embarque: COMBUSTÍVEL AUTO-MOTOR.
Classe de risco: 3
Risco subsidiário: -
Número de risco: 33
Grupo de embalagem: II
Provisões especiais: 90, 243
veículo: 333 kg.
Vias terrestres (Resolução 420/04 ANTT):
Quantidade limitada por:
embalagem interna: 1 L.
- REGULAMENTAÇÕES
Etiquetagem Dados não disponíveis.
Ficha de Informação de Segurança
de Produto Químico – FISPQ
PRODUTO: ÓLEO DIESEL GERAÇÃO TIPO D
- OUTRAS INFORMAÇÕES
Referências bibliográficas: Seção 14: Regulamento do Transporte Terrestre de Produtos
Perigosos da Agência Nacional de Transporte Terrestre (Resolução
Nº 420 de 31 de maio de 2004) e Relação de Produtos Perigosos no
Âmbito Mercosul (Decreto 1797 de 25 de janeiro de 1996).
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