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.
O micropitting geralmente ocorre sob lubrificação elastohidrodinâmica (EHL). Quando a espessura do filme de óleo sob EHL se torna muito fina na linha de engrenagem, as asperidades da superfície começam a entrar em contato. Quando essas asperidades se tocam nas superfícies opostas e sob alta carga, elas causam deformação elástica ou plástica, o que leva ao micropitting.
A fadiga superficial é muito semelhante. Sob lubrificação elastohidrodinâmica, a fadiga superficial geralmente resulta de amassamentos em uma superfície devido a partículas duras ou macias. Os amassamentos na superfície criam o que são conhecidos como "bermas". Com o tempo e com cargas repetidas elevadas, surgem buracos onde a superfície se rompe. Com o carregamento contínuo e elevado, os buracos se tornam maiores.
Os efeitos
A fadiga de superfície e a 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 a fadiga de superfície possam 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 sofrer menos alterações 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 maior 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, escolher uma viscosidade mais alta nem sempre é a melhor opção porque pode provocar um aumento das temperaturas operacionais, 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 roletes são outros exemplos de onde pode haver contato de rolamento e, portanto, possível fadiga de superfície e micropitting.
Partículas muito maiores do que a espessura do filme de lubrificação elastohidrodinâmica (EHL) podem ser arrastadas entre as superfícies devido ao movimento de rolamento. Uma vez na área de contato, essas partículas são submetidas a enormes pressões de contato. Partículas com menor resistência à compressão podem se quebrar em pedaços menores, com alguns se incrustando nas superfícies e outros passando pela zona de contato. Partículas mais duras, maiores do que a espessura do filme EHL, podem atravessar a zona de contato provocando amassamentos na superfície mais macia. Como mencionado anteriormente, esses amassamentos criam “bermas” (ombros) que, com o tempo e sob mais pressão de contato, podem se desprender 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 viscosidades mais altas, 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 no 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 a 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 provocado pelo uso de um óleo com uma viscosidade muito alta levará à oxidação acelerada. Se a análise do óleo não for usada para determinar a vida útil restante e indicar a necessidade de uma troca de óleo, o óleo vai se degradar e não fornecerá proteção suficiente.
