Use o óleo que a plaqueta do redutor (a placa presa na carcaça) ou o manual pede. CLP é a classe de óleo para engrenagens da norma alemã DIN 51517 parte 3, com aditivo de extrema pressão (EP) para dentes sob carga alta. ISO VG diz o quanto o óleo é grosso a 40 °C; 220 e 320 são os mais comuns. AGMA é a escala americana, e o sufixo EP indica o aditivo. "CLP 220" e "AGMA 5 EP" pedem o mesmo óleo: ISO VG 220 com aditivo EP.
O redutor é a caixa de engrenagens que baixa a rotação do motor e multiplica a força de giro (torque), como a marcha leve da bicicleta numa subida. Toda essa força passa por uma faixa estreita, de cerca de um milímetro, entre os dentes, onde só uma camada fina de óleo, o filme, separa metal de metal. Por isso o óleo de redutor tem química própria, ensaiada para carga, e a viscosidade sozinha não basta para escolhê-lo.
Qual óleo usar em cada redutor?
O grau vem da plaqueta; a família do óleo vem das condições da caixa. O quadro resume a escolha entre os óleos para redutores industriais da Kelpen Oil.
| Se na sua fábrica… | Use | Por quê |
|---|---|---|
| Redutor de engrenagens com a caixa em temperatura normal e troca de óleo sem dificuldade | linha Turan EP, no grau da plaqueta | Óleo mineral conforme DIN 51517 parte 3, do ISO VG 68 ao 1000, com o menor custo por litro |
| Caixa muito quente, partida a frio ou troca cara (turbina eólica, extrusora de plástico, redutor de acesso difícil) | linha Turan S, no grau da plaqueta | Base 100% sintética (óleo básico feito por síntese química, em vez de refinado direto do petróleo): a viscosidade varia menos com a temperatura e o óleo resiste mais à oxidação (o envelhecimento do óleo pelo calor e pelo oxigênio do ar), o que permite prolongar o intervalo de troca |
| Redutor de rosca sem fim (um parafuso que gira uma coroa de bronze) | Consulte a Equipe Técnica Kelpen Oil antes de escolher | O aditivo EP pode atacar o bronze |
| Redutor sem plaqueta ou com especificação ilegível | Cálculo do grau pela Equipe Técnica Kelpen Oil | O grau depende de velocidade, carga e temperatura, e o cálculo parte dos dados do redutor |
| Óleo em uso e dúvida sobre a hora de trocar | Análise do óleo em uso, no laboratório da Kelpen Oil | Viscosidade, acidez, água e partículas mostram a condição real do óleo |
O que significam CLP, ISO VG e AGMA?
CLP e AGMA com sufixo EP dizem o tipo de óleo e a viscosidade; ISO VG diz só a viscosidade. Se a plaqueta traz apenas o ISO VG, confirme no manual se o redutor pede aditivo EP, ou consulte a Equipe Técnica Kelpen Oil.
CLP é a classe da DIN 51517 parte 3: óleo para engrenagens com proteção contra oxidação e corrosão e com aditivo EP, cuja capacidade de carga é comprovada em ensaio. Quando a base é sintética, a DIN 51502 (a norma alemã que dá as siglas dos lubrificantes) acrescenta um sufixo: CLP HC para hidrocarboneto sintético e CLP PG para poliglicol. É a especificação mais comum na plaqueta dos redutores industriais europeus e nacionais.
ISO VG é o grau de viscosidade: a viscosidade cinemática a 40 °C, medida em mm²/s, unidade também chamada centistokes (cSt). A ISO 3448 admite 10% para cima ou para baixo do número do grau: o ISO VG 220, por exemplo, vai de 198 a 242 cSt. É a mesma escala dos óleos hidráulicos, explicada no artigo sobre tipos de óleos hidráulicos.
AGMA é a numeração da American Gear Manufacturers Association (associação americana dos fabricantes de engrenagens), na norma AGMA 9005. O sufixo EP indica aditivo de extrema pressão.
Qual a tabela de óleo de redutor?
A conversão direta é: ISO VG 68 equivale a AGMA 2 EP; 100 a 3 EP; 150 a 4 EP; 220 a 5 EP; 320 a 6 EP; 460 a 7 EP; 680 a 8 EP; e 1000 a 8A EP. A tabela mostra em cada degrau as linhas Turan EP (mineral) e Turan S (sintética) da Kelpen Oil. Grupos IV e V são as classes da classificação API (American Petroleum Institute) em que ficam os óleos básicos sintéticos.
| ISO VG (cSt a 40 °C) | AGMA | Kelpen Oil mineral | Kelpen Oil sintético (Grupos IV e V) |
|---|---|---|---|
| 68 | 2 EP | Turan EP 68 | Turan S 68 |
| 100 | 3 EP | Turan EP 100 | não há |
| 150 | 4 EP | Turan EP 150 | Turan S 150 e Turan S 150 GREEN |
| 220 | 5 EP | Turan EP 220 | Turan S 220 |
| 320 | 6 EP | Turan EP 320 | Turan S 320 |
| 460 | 7 EP | Turan EP 460 | Turan S 460 |
| 680 | 8 EP | Turan EP 680 | Turan S 680 |
| 1000 | 8A EP | Turan EP 1000 | Turan S 1000 |
Toda a linha Turan EP, do ISO VG 68 ao 1000, atende DIN 51517 parte 3. Do ISO VG 100 ao 1000, atende também a AGMA 9005-F16, edição de 2016 da norma AGMA 9005. A linha Turan S atende os principais quesitos de três normas: DIN 51517 parte 3 (categoria CLP); ISO 12925-1, nas classes CKC e CKD, de óleo para engrenagens fechadas com aditivo EP; e AGMA 9005-E02, edição de 2002. O grau AGMA 8A EP do ISO VG 1000 vem da tabela pública de conversão; os boletins do Turan EP 1000 e do Turan S 1000 não declaram grau AGMA.
O grau certo dentro da tabela depende da velocidade da engrenagem, da carga e da temperatura. Redutores rápidos e de dentes pequenos descem na escala; redutores lentos, de alto torque e com engrenagens grandes sobem. Óleo mais fino que o pedido deixa o filme fino demais e acelera o desgaste; óleo mais grosso que o pedido aumenta o atrito interno do próprio óleo, aquece a caixa e dificulta a partida a frio. Na dúvida, vale a plaqueta. Sem plaqueta, vale o cálculo, e a Equipe Técnica Kelpen Oil o faz a partir dos dados do redutor.
Para que serve o aditivo EP no óleo de engrenagem?
O aditivo EP protege os dentes nos instantes em que a carga rompe o filme de óleo e o metal toca o metal. Na Figura 1, o pinhão é a engrenagem menor, que aciona, e a coroa é a maior, acionada. A sequência é esta:
No engrenamento, a força de todo o acionamento passa por uma faixa de contato de cerca de um milímetro entre os flancos (as faces de trabalho dos dentes), o que leva a uma pressão local muito alta sobre o óleo.
Com carga e velocidade normais, o giro arrasta óleo para dentro do contato e forma um filme muito mais fino que um fio de cabelo, que mantém os dentes separados (quadro 1 da Figura 1).
A superfície do dente tem picos microscópicos (a rugosidade). Carga alta, rotação baixa ou óleo quente e fino deixam o filme mais fino que esses picos, o que leva ao toque de metal com metal.
No toque, os flancos deslizam um sobre o outro, o calor local solda os picos por um instante e o movimento os arranca. Esse dano se chama engripamento (em inglês, scuffing): risca os flancos e solta partículas no óleo (quadro 2).
O aditivo EP, em geral feito de compostos de enxofre e fósforo, reage com o aço nesses pontos quentes. A reação forma uma película de sacrifício, que se desgasta no lugar do dente e impede a microssolda (quadro 3). No Turan S, o boletim registra um pacote EP à base de enxofre e fósforo.
A película se refaz a cada contato, à custa do aditivo, que se consome com o uso. Por isso a condição do óleo precisa ser acompanhada.
Como isso aparece na sua fábrica: ruído e temperatura da caixa acima do normal, flancos com riscos no sentido da raiz para a ponta do dente e partículas metálicas no óleo drenado ou no bujão de dreno magnético (o tampão que segura as partículas de ferro), quando a caixa tem um. O risco no flanco não some com a troca do óleo. Um óleo com mais capacidade de carga ajuda a conter o dano; confira também o grau, a temperatura da caixa e o alinhamento das engrenagens.
Figura 1. O contato entre os flancos do pinhão e da coroa, ampliado. Com carga normal, o filme de óleo separa os dentes (1); com carga alta, o filme rompe e os picos se soldam enquanto deslizam (2); o aditivo EP forma uma película de sacrifício sobre os picos e impede a microssolda (3). A rugosidade está exagerada para ficar visível.
Como se comprova a capacidade de carga de um óleo de engrenagem?
Por ensaio padronizado, exigido pela norma que o óleo declara atender. O ensaio de referência é o FZG (sigla do centro de pesquisa em engrenagens da Universidade Técnica de Munique, onde ele foi criado), descrito hoje na DIN ISO 14635-1 (antes, DIN 51354-2). Uma máquina gira um par de engrenagens padrão mergulhado no óleo e aumenta a carga em estágios, de 1 a 12, até aparecer engripamento nos flancos, o mesmo dano do quadro 2 da Figura 1. Quanto mais alto o estágio suportado, maior a capacidade de carga real do óleo.
O ensaio de quatro esferas (Four Ball, ASTM D2783) mede o limite de extrema pressão de outra forma: uma esfera de aço gira apertada contra três esferas presas, mergulhadas no óleo, e a carga sobe até as esferas se soldarem.
A linha Turan EP atende a DIN 51517 parte 3, que exige estágio FZG 12 ou mais. Os boletins de alguns graus Turan EP e Turan S trazem também o resultado do FZG ou do ensaio de quatro esferas. Esse é o filtro para comparar fornecedores: "óleo de engrenagem EP" é frase de rótulo; "conforme DIN 51517 parte 3" é especificação que se confere, porque a norma fixa o estágio FZG mínimo.
Óleo com aditivo EP pode atacar bronze e vedações?
Pode, quando a formulação não combina com a caixa. O mesmo mecanismo que protege o aço explica o risco: compostos de enxofre mais reativos também atacam ligas de cobre, presentes na coroa de bronze dos redutores de rosca sem fim, em buchas e em gaiolas de rolamento. O desgaste é lento e aparece como perda de material e partículas metálicas no óleo.
Essa agressividade se mede. O ensaio de corrosão em lâmina de cobre (NBR 14359, 3 horas a 100 °C) expõe uma lâmina polida ao óleo aquecido e classifica a mancha que se forma, numa escala que vai da classe 1 (mancha leve) à classe 4 (corrosão), a mesma da ASTM D130. Os boletins do Turan EP, do 100 ao 1000, trazem esse ensaio, e a linha cita os redutores de parafuso sem fim entre suas aplicações. Nas vedações, o boletim do Turan S registra compatibilidade total com elastômeros (as borrachas dos retentores e anéis de vedação). Se a caixa tem bronze, consulte a Equipe Técnica Kelpen Oil com o resultado da NBR 14359 do óleo em mãos antes de decidir.
Quando o sintético compensa no redutor?
O sintético compensa quando a temperatura, o intervalo de troca ou o custo de parada passam do que o mineral atende bem. O mineral Turan EP resolve a maioria dos redutores industriais. O Turan S, com bases 100% sintéticas dos Grupos IV e V, entra nos outros casos, e a conta deixa de ser preço por litro e passa a ser custo por hora de operação:
Temperatura alta ou baixa. O índice de viscosidade (medida de quanto a viscosidade varia com a temperatura; quanto maior, menos varia) da linha Turan S é mais alto que o da linha mineral. Na prática, o óleo afina menos com a caixa quente e engrossa menos na partida a frio.
Intervalo de troca estendido. O boletim do Turan S registra resistência à oxidação que permite prolongar os intervalos entre trocas. Onde a troca exige parada cara ou acesso difícil, a vida útil maior paga a diferença.
Acesso crítico. O boletim recomenda o Turan S também para turbinas eólicas, em que cada troca exige subir até a nacele (a cabine no alto da torre), e para caixas de extrusoras de plástico e redutores de carga alta nas indústrias de papel, aço, petróleo, têxtil, madeira e cimento.
Identificação visual. O Turan S 150 GREEN é fornecido na cor verde.
Duas regras de migração evitam chamados. Ao converter um redutor de mineral para sintético, drene e limpe a caixa antes, como indica o boletim do Turan S, porque resíduo e verniz do óleo antigo comprometem o novo. E decida a migração pela temperatura real de operação da caixa, medida na carcaça com o redutor em carga.
Como saber a hora de trocar o óleo do redutor?
Pela condição do óleo, medida em laboratório, além do calendário. Redutor é sistema fechado, e o óleo registra o que acontece dentro da caixa. No laboratório da Kelpen Oil em Arujá (SP), esse diagnóstico usa os mesmos equipamentos que aprovam cada lote fabricado: nenhum lote sai da fábrica sem a liberação do laboratório. A lista completa está no artigo sobre os ensaios do laboratório de lubrificantes. Para o redutor, o laboratório da Kelpen Oil faz estes ensaios, sempre comparados com uma amostra do óleo novo:
| O que medimos | O que revela no redutor | Norma e equipamento |
|---|---|---|
| Viscosidade cinemática a 40 °C | Fora da faixa do grau: oxidação (a viscosidade sobe) ou contaminação e mistura com óleo mais fino (a viscosidade cai) | ASTM D7042, viscosímetro SVM 4001 |
| Número de acidez (TAN) | Acidez subindo em relação ao óleo novo: o óleo está oxidando | NBR 14448, titulador Titrino Plus |
| Teor de água | Umidade que entra pelo respiro (a abertura por onde a caixa troca ar com o ambiente) ou pelos retentores; a água acelera a oxidação e a corrosão | Karl Fischer coulométrico |
| Contagem de partículas | Sujeira ou desgaste, antes de qualquer ruído | ISO 4406, contador de partículas PAMAS |
| Bário, boro, cálcio, fósforo e zinco, em partes por milhão (ppm) | Fósforo abaixo do óleo novo: o aditivo EP está sendo consumido | NBR 14786, espectrometria ICP no Optima 7000 DV |
| Enxofre | O outro elemento do aditivo EP, que a NBR 14786 não cobre, comparado com o óleo novo | ASTM D6481, fluorescência de raios X no Épsilon 1 |
| Espectro de infravermelho | Produtos de oxidação e contaminação por outro fluido | ASTM E2412, Spectrum Two |
| Corrosão em lâmina de cobre | Agressividade do óleo às peças de bronze | NBR 14359, 3 horas a 100 °C |
A Kelpen Oil, fabricante brasileira de lubrificantes e óleos básicos desde 1999, presta esse serviço para qualquer empresa, inclusive com óleo de outro fabricante. É serviço pago. Em redutor de acesso difícil, a análise costuma ser o que permite trocar o óleo numa parada programada, em vez de abrir a caixa às pressas depois de uma falha. Para a comparação valer, colete a amostra com a caixa na temperatura de trabalho, sempre do mesmo ponto, e envie junto um pouco do óleo novo.
Perguntas frequentes
Qual o óleo para redutor de velocidade? Redutor de velocidade é o próprio redutor industrial: usa óleo de engrenagem com aditivo EP, em regra conforme a DIN 51517 parte 3 (classe CLP), no grau ISO VG que a plaqueta especifica. Na Kelpen Oil, as linhas Turan EP (mineral) e Turan S (100% sintética) cobrem do ISO VG 68 ao 1000.
Qual o melhor óleo para redutor? O que atende a especificação da plaqueta e comprova a capacidade de carga, pela norma declarada (a DIN 51517 parte 3 exige estágio FZG 12 ou mais) ou pelo resultado do ensaio no boletim. Entre mineral e sintético, o sintético vale o preço quando temperatura, intervalo de troca ou custo de parada pesam mais que o preço do litro.
Qual é o óleo para engrenagem industrial? Para redutores e caixas de engrenagens industriais, o CLP no grau especificado. O óleo de engrenagem automotivo (classificações API GL-4 e GL-5 e graus SAE 90 e 140, as marcações do óleo de câmbio e diferencial) é outra família, com outra aditivação, e não substitui o CLP industrial. Quando a plaqueta de um redutor antigo pede grau SAE, a Equipe Técnica Kelpen Oil indica o ISO VG correspondente.
Pode usar óleo hidráulico no redutor? Só quando o manual do redutor pede. O óleo hidráulico antidesgaste (HLP, DIN 51524 parte 2) é feito para bombas, em graus mais finos que os ISO VG 220 e 320 comuns nos redutores. A norma também exige dele menos capacidade de carga no ensaio FZG (estágio 10 ou mais) do que a DIN 51517 parte 3 exige do óleo de engrenagem CLP (estágio 12 ou mais). Em redutor carregado, o filme fica fino demais, e o aditivo protege menos quando ele rompe.
Glossário
Redutor: caixa de engrenagens que reduz a rotação do motor e aumenta o torque entregue à máquina.
Pinhão e coroa: o par de engrenagens do redutor; o pinhão é a menor, que aciona, e a coroa é a maior, acionada.
Filme de óleo: camada de óleo que separa as superfícies em movimento; se rompe, o metal toca o metal.
Aditivo EP (extrema pressão): em geral compostos de enxofre e fósforo, que reagem com o aço nos pontos quentes e formam uma película de sacrifício.
Engripamento (scuffing): microssolda e arrancamento de material entre os dentes quando o filme de óleo rompe.
ISO VG: grau de viscosidade do óleo a 40 °C, em cSt, pela ISO 3448.
FZG: ensaio com engrenagens padrão que mede, em estágios de 1 a 12, a carga que o óleo suporta antes do engripamento.
Índice de viscosidade: número que mostra quanto a viscosidade muda com a temperatura; quanto maior, menos muda.
Fale com a Equipe Técnica
A Equipe Técnica Kelpen Oil confirma a especificação do redutor a partir da plaqueta ou dos dados do equipamento: tipo de engrenagem, materiais da caixa (bronze, vedações), rotação, carga e temperatura da caixa e do ambiente. Fale com a Equipe Técnica Kelpen Oil, sem compromisso. Se o redutor já opera e a dúvida é a condição do óleo, envie uma amostra ao laboratório de Arujá (SP) para a análise do óleo em uso, como serviço pago. Salve este artigo ou envie para quem cuida da manutenção dos redutores na sua empresa.
