Muitas engrenagens podem ser afetadas por um fenômeno conhecido como micropitting. Essa condição é vista quando rachaduras microscópicas se formam nas engrenagens e, com o tempo e o estresse, resultam em pittings microscópicos. Esses pits crescem e eventualmente se rompem. Isso pode até ser um modo de falha primário para engrenagens.
Micropitting geralmente ocorre sob lubrificação elastohidrodinâmica (EHL). Quando a espessura do filme de óleo sob EHL se torna muito fina na linha de passo da engrenagem, asperezas da superfície começarão a entrar em contato. Quando essas asperezas entram em contato umas com as outras em superfícies opostas e sob alta carga, elas causam deformação elástica ou plástica, o que leva a micropitting.
A fadiga da superfície é muito semelhante. Sob lubrificação elasto-hidrodinâmica, a fadiga da superfície geralmente resulta de amassados em uma superfície devido a partículas duras ou macias. Os amassados na superfície criam o que é conhecido como bermas. Com o tempo e com carga alta repetida, os poços se desenvolvem onde a superfície se quebra. Com carga alta contínua, os poços se tornam maiores.
Os efeitos
A fadiga de superfície e micropitting são influenciadas pelo lubrificante específico que está sendo usado, incluindo seu óleo base, aditivos, seleção de viscosidade e contaminação de partículas. Embora a micropitting ou fadiga de superfície possa ocorrer com lubrificantes de óleo sintético ou mineral, os sintéticos podem fornecer melhor proteção em temperaturas mais altas do que os óleos minerais com o mesmo grau de viscosidade e pacote de aditivos. Isso se deve ao fato de que os sintéticos podem ter um índice de viscosidade mais alto. Em outras palavras, a viscosidade dos sintéticos pode mudar menos com o aumento da temperatura.
Embora aditivos de extrema pressão (EP) sejam frequentemente necessários, em certos casos eles podem ser muito agressivos quimicamente às superfícies e causar micropitting. Esses tipos de aditivos também se tornam mais ativos com temperaturas mais altas. Alguns pesquisadores afirmam que óleos que não têm aditivos EP exibirão uma resistência máxima ao micropitting. A capacidade de um óleo de proteger contra micropitting pode ser determinada usando o teste FZG FVA 54.
Óleos de alta viscosidade também têm maior resistência a micropitting devido aos seus filmes EHL mais espessos. No entanto, ir para uma viscosidade mais alta nem sempre é a melhor opção porque pode causar temperaturas operacionais mais altas, perda de energia e/ou uma taxa maior de oxidação do óleo.
Contatos de alto risco
Em qualquer lugar onde ocorra contato de rolamento em máquinas, há potencial para micropitting e fadiga de superfície. Isso incluiria rolamentos de elementos rolantes (ao longo da base da pista). Engrenagens também têm contato de rolamento, que geralmente ocorre ao redor da linha de passo. Cames e rolos são outros exemplos de onde você pode ver contato de rolamento e, portanto, possível fadiga de superfície e micropitting.
Partículas muito maiores do que a espessura do filme EHL podem ser arrastadas entre superfícies devido a uma ação de rolamento. Uma vez que essas partículas estejam na área de contato, elas são submetidas a grandes quantidades de pressão de contato. Partículas com menor resistência à compressão sob essa pressão de contato podem quebrar em pedaços menores, com algumas se incorporando nas superfícies e outras passando pela zona de contato. Partículas mais duras que são maiores do que a espessura do filme EHL podem passar pela zona de contato amassando a superfície mais macia. Como mencionado anteriormente, esses amassados criam bermas (ombros) e, com o tempo, com mais pressão de contato, podem se desalojar da superfície.
Controlando Micropitting e Fadiga de Superfície
Selecionar a viscosidade correta é essencial para reduzir micropitting e fadiga de superfície. Cargas mais altas exigirão viscosidade mais alta, enquanto cargas mais baixas permitem viscosidades mais baixas.
A velocidade também pode ter um efeito sobre micropitting e fadiga de superfície. Em velocidades mais baixas, a espessura do filme diminuirá. Da mesma forma, em velocidades mais altas, a espessura do filme pode aumentar. Este é outro fator a ser considerado na seleção da viscosidade correta para sua aplicação.
A temperatura operacional também desempenha um papel na micropitting e na fadiga da superfície. Conforme a temperatura aumenta na área de contato, a viscosidade do óleo se torna menor e a espessura do filme diminui. Conforme a temperatura aumenta, um lubrificante com viscosidade muito baixa se tornará mais fino e não fornecerá proteção adequada, levando a uma taxa maior de micropitting e fadiga da superfície. Se um óleo EP for usado, os aditivos EP se tornarão mais reativos em temperaturas mais altas e podem oferecer proteção contra desgaste adesivo.
Claro, uma viscosidade muito alta também pode gerar calor excessivo. Esse calor causado por uma viscosidade muito alta levará à oxidação acelerada. Se a análise do óleo não for usada para determinar a vida útil restante e desencadear a necessidade de uma troca de óleo, o óleo se decomporá e não fornecerá proteção suficiente.
