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Fundamentos dos
rolamentos
Fundamentos dos
rolamentos
Fundamentos
dos rolamentos
Índice
Seleção de rolamentos............................... página A-3
Capacidades de carga e vida útil................. página A-11
Lubrificação................................................ página A-17
Montagem................................................. página A-24
Folga interna.............................................. página A-32
Rigidez do rolamento................................. página A-33
Materiais do rolamento.............................. página A-34
Material da carcaça..................................... página A-36
Seleção da vedação.................................... página A-37
Retentores do rolamento............................ página A-39
Armazenamento do rolamento................... página A-42
ABMA e ISO................................................ página A-42
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Bearing Basics
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Bearing Selection
Seleção de rolamentos
Introdução
As informações gerais a seguir têm o objetivo de ajudar o projetista da máquina ou o usuário do rolamento ao aplicar os rolamentos
descritos neste catálogo. Os dados adicionais exclusivos de cada tipo de rolamento são encontrados em cada seção respectiva.
Referências cruzadas são feitas sempre que necessário. Os dados de engenharia devem ser cuidadosamente considerados ao
selecionar o tamanho e modelo adequado de rolamento.
Nas aplicações onde existem condições de operação incomuns ou anormais, é aconselhado consultar a Engenharia de aplicações
para obter recomendações. Exemplos dessas condições que exigem consideração especial são os que envolvem temperaturas
baixas ou elevadas, desalinhamento, fixações na carcaça e no eixo que possam fazer com que o rolamento esteja ajustado
internamente com muito aperto após a montagem, vibração, umidade, contaminação etc.
Considerações sobre aplicações
A seleção e aplicação corretas de produtos e componentes de transmissão de energia, inclusive a área relacionada de segurança
dos produtos, é de responsabilidade do cliente. Os requisitos de operação e desempenho e possíveis questões associadas
sofrerão variações consideráveis dependendo do uso e da aplicação de tais produtos e componentes. A abrangência das
informações técnicas e de aplicação incluídas nesta publicação é necessariamente limitada. Ambientes e condições incomuns
de operação, requisitos de lubrificação, suportes de carga e outros fatores podem afetar de forma material os resultados da
aplicação e de operação dos produtos e componentes e o cliente deverá revisar cuidadosamente os seus requisitos. Quaisquer
recomendações ou revisões técnicas distribuídas pela Power Transmission Solutions e suas divisões relativas ao uso de produtos
e componentes são fornecidas de boa fé e gratuitamente e a Emerson não assume nenhuma obrigação ou responsabilidade
pelas recomendações ou resultados obtidos, os quais são fornecidos e aceitos sob responsabilidade do cliente.
Para obter uma cópia dos nossos Termos e condições padrão de venda, garantia, limitação de responsabilidade e soluções
entre em contato com o nosso atendimento ao cliente Power Transmission Solutions, pelo número 1-800-626-2120. Estes
termos e condições de venda, restrições e limitações de responsabilidade se aplicam a qualquer pessoa que venha a comprar,
adquirir ou fazer uso de um produto da Emerson Power Transmission Corporation mencionado neste documento, inclusive
qualquer pessoa que compre de um distribuidor licenciado de tais produtos da marca.
Aplicações nucleares
Os produtos e/ou serviços vendidos nos termos deste documento não
se destinam ao uso em quaisquer aplicações nucleares e relacionadas.
O Comprador aceita os produtos e/ou serviços sob o entendimento precedente e concorda em informar seu conteúdo por
escrito a quaisquer compradores ou usuários subsequentes, bem como defender, compensar e isentar o Vendedor de quaisquer
reclamações, perdas, ações, julgamentos e danos, inclusive danos casuais e subsequentes, advindos de tal uso, seja a causa da
ação baseada em responsabilidade civil, contrato ou outro motivo, inclusive alegações de que a responsabilidade do Vendedor
se baseie em negligência ou responsabilidade restrita.
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Bearing Basics
Bearing Selection
Seleção de rolamentos (Continuação)
Seleção de rolamentos
Antes de começar o processo de seleção de rolamentos para uma aplicação em particular é importante ter uma boa ideia de onde
será instalado o rolamento, qual será a finalidade deste, em que condições de operação espera-se que o rolamento funcione e sua
vida útil desejada. Cada tipo de rolamento tem determinadas características, adequadas para certa(s) aplicação(ções). Um amplo
conhecimento desses requisitos ajudará na seleção do rolamento. Na maioria dos casos há vários fatores a serem considerados ao
escolher um tipo de rolamento. Portanto, as informações a seguir devem ser utilizadas apenas como guia. No processo de seleção,
devem ser considerados os seguintes fatores:
1. Limitações do equipamento
2. Carga – Magnitude e direção
• Magnitude
• Direção
◊ Radial
◊ Empuxo
◊ Combinada
3. Desalinhamento
• Estático
• Dinâmico
4. Expansão
5. Ruído
6. Cargas de vibração e choque
7. Ambiente
8. Tipo de rolamento
Limitações do equipamento
Às vezes, o diâmetro interno do rolamento e o tipo de carcaça são predeterminados pelo equipamento e o diâmetro do eixo
com o qual o rolamento será utilizado. Os eixos de diâmetro menor normalmente são utilizados quando são transferidas cargas
leves e pode levar à escolha de um rolamento de esferas. Cargas maiores normalmente determinam diâmetros maiores do eixo
e, portanto, podem ser necessários rolamentos de roletes esféricos ou cônicos. Para mancais de rolamentos, as limitações do
equipamento também podem determinar que tipo de carcaça pode ser usada (ou seja, mancal do tipo pillow block, flange de dois
parafusos, flange de quatro parafusos etc.).
Carga – Magnitude e direção
A magnitude da carga normalmente determina o tamanho do rolamento necessário, mas também pode afetar o tipo de rolamento.
Os rolamentos de esferas funcionam bem em cargas leves a moderadas, os rolamentos de roletes funcionam bem para cargas
moderadas a pesadas. Os rolamentos de roletes sem gaiola geralmente são melhores para cargas maiores do que rolamentos do
mesmo tamanho com gaiola e os rolamentos sem gaiola também são recomendados para aplicações com rotação oscilatória.
A direção da carga pode ser radial, axial ou uma combinação dessas duas direções. Essas direções, junto com a magnitude da
carga, são fatores decisivos na seleção do tipo de rolamento.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
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Bearing Basics
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Bearing Selection
Seleção de rolamentos (Continuação)
A carga radial é o tipo mais comum de carga em rolamentos e é definida como sendo uma carga perpendicular ou a 90 graus da
linha de centro do eixo. A maioria dos rolamentos de esferas e roletes são projetados para aceitar principalmente cargas radiais.
A carga axial é definida como sendo a carga na direção da linha de centro do eixo. A capacidade do rolamento em carregar uma
carga axial depende da geometria do ângulo de contato do rolamento. Quanto maior o ângulo de contato, mais carga axial poderá
ser carregada. Normalmente, os rolamentos de roletes cônicos e os rolamentos auto-compensadores de rolos de duas carreiras
são mais adequados para aplicações com um grau maior de carga axial.
A carga combinada consiste em uma carga radial e uma carga axial atuando simultaneamente no rolamento. Quando as cargas
combinadas agem no rolamento, é necessário determinar uma carga radial equivalente ao se calcular a vida útil do rolamento.
Carga radial
Carga axial
Desalinhamento
O desalinhamento do rolamento é resultado do desalinhamento angular entre o eixo e a carcaça. Este desalinhamento vem de duas
formas diferentes, estático e dinâmico. O desalinhamento estático é o resultado de rolamentos montados em planos diferentes,
causando um deslocamento angular do eixo e, como resultado, o rolamento opera em um ângulo fixo de deslocamento. Os
mancais de rolamentos de esferas, algumas séries de mancais de rolamentos de roletes e roletes esféricos têm uma característica
de projeto que permite acomodar um grau limitado de desalinhamento fixo. O desalinhamento dinâmico é uma rotação
excêntrica do eixo causada pelas imperfeições do eixo e tendo como resultado a operação do rolamento em um ângulo variável de
desalinhamento. Os rolamentos auto-compensadores de rolos normalmente são mais adequados para aplicações que envolvem
desalinhamento dinâmico.
Desalinhamento estático do sistema
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Desalinhamento dinâmico do sistema
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Bearing Basics
Bearing Selection
Seleção de rolamentos (Continuação)
Cada tipo de rolamento pode acomodar certa quantidade de desalinhamento estático, dinâmico ou a combinação deles.
Quando o desalinhamento da aplicação ultrapassa o limite permitido para o rolamento específico, ocorre um aumento nas tensões
de contato entre os elementos rolantes e as pistas, e a vida útil é reduzida. As seções individuais dos produtos contêm outras
informações quanto aos tipos e graus de desalinhamento que cada tipo de rolamento é capaz de suportar.
Exemplo de desalinhamento do mancal de rolamentos
auto-compensadores de rolos Sealmaster
Expansão
Para aplicações nas quais deve ser acomodado o crescimento linear do eixo, esta expansão deve ser considerada com a seleção
do método de montagem ou do tipo de rolamento. Normalmente, esta expansão deve-se à diferença nas alterações térmicas
do eixo em comparação com as da estrutura do suporte. Portanto, a alteração do comprimento pode ser determinada usandose equações de expansão térmica padrão. A diferença máxima de temperatura entre o eixo e a estrutura do suporte deve ser
usada no cálculo do crescimento do eixo. Do mesmo modo, os materiais do eixo e da estrutura devem ser considerados, porque
materiais diferentes podem ter taxas diferentes de expansão ou contração.
Para permitir a expansão do eixo, algumas aplicações exigirão que o rolamento seja do tipo expansão. Um rolamento do tipo expansão
é o que tem uma característica de projeto interno que permite acomodar a expansão axial. Antes da instalação, verifique se está sendo
considerada a expansão linear apropriada do eixo. As unidades de expansão devem ser colocadas em local onde o movimento relativo
entre o inserto do rolamento e a carcaça pode ser tolerado. Na maioria das aplicações que usam unidades do tipo expansão, a unidade
fixa (unidade de não expansão) é colocada na extremidade de acionamento do eixo. O não fornecimento da expansão onde ela é
necessária pode-se resultar em cargas axiais indesejadas, reduzindo-se assim a vida útil de operação do rolamento.
Exemplo de expansão e não expansão do mancal de rolamento auto-compensador de rolos Sealmaster
Sem anel
espaçador
Anel
espaçador
Expansão
Não expansão
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
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Bearing Basics
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Bearing Selection
Seleção de rolamentos (Continuação)
Ruído
Aplicações sensíveis ao ruído, como ventiladores, exigem rolamentos de funcionamento silencioso. Normalmente, esses são
ambientes de serviço leve que fazem dos rolamentos de esferas uma boa escolha. Os mecanismos de travamento concêntrico
são os mais indicados para manter a vibração no mínimo, mas não exigidos. A Power Transmission Solutions oferece um sufixo
especial que pode ser aplicado em muitos mancais de rolamentos de esferas para aplicações em ventilação e condicionamento
de ar. Esta opção oferece um ajuste com folga entre o inserto e a carcaça para facilitar o auto-alinhamento, bem como o teste de
ruídos de todas as unidades.
Cargas de vibração e choque
A carga de vibração e choque presente em esteiras vibratórias, agitadores e outras aplicações industriais pesadas transferem
grandes forças aos rolamentos e às pistas que acompanham. Essas cargas criam uma grande tensão na interface entre os
elementos rolantes e as pistas podendo causar um dano considerável e uma redução da vida útil do rolamento. Os rolamentos
de roletes podem se tornar uma boa seleção devido a maior área de contato com as pistas do rolamento. Isso permite que as
cargas sejam distribuídas em uma área maior, reduzindo assim as tensões. Ajustes especiais de carcaça podem ser adicionados
de fábrica para os mancais a fim de aumentar a vida útil do rolamento.
Ambiente
Fatores ambientais como a contaminação de sólidos (tipo de partícula, tamanho, quantidade), exposição à umidade (água, ácido
cáustico) e condições térmicas são variáveis importantes na seleção do rolamento. Os componentes do rolamento (vedações,
graxa, material do rolamento etc.) podem ser modificados para melhor adaptação a uma aplicação especial. A disponibilidade de
características especiais pode ser afetada pelo tamanho do eixo, o tipo de rolamento e o tipo de carcaça, portanto isso deve ser
considerado no processo de seleção do rolamento. As seções individuais dos produtos contém informações adicionais quanto a
essas características especiais e disponibilidade.
Tipo de rolamento
Rolamentos radiais de esferas
Os rolamentos radiais de esferas criam um contato elíptico bastante pequeno entre o
trajeto da esfera e o elemento rolante, distribuindo assim as cargas em uma área pequena.
A superfície de contato é minimizada e é gerado menos atrito e calor, o que permite uma
faixa de velocidade maior para os rolamentos de esferas. Esta pequena área de contato
também limita os rolamentos de esferas para aceitar apenas cargas leves a moderadas.
Os rolamentos radiais de esferas têm um ângulo de contato livre de zero graus, mas
podem aceitar cargas axiais leves (combinadas com uma carga radial) devido ao formato
de suas pistas. Os mancais de rolamentos de esferas possuem algum grau de capacidade
de autoalinhamento estático externo (o inserto do rolamento pode desalinhar-se em
relação à carcaça). Os mancais de rolamentos de esferas são fornecidos com vários estilos
de carcaças e características para se adaptar a uma grande variedade de aplicações.
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Bearing Basics
Bearing Selection
Seleção de rolamentos (Continuação)
Rolamentos radiais de roletes cônicos
Os rolamentos radiais de roletes cônicos criam um contato em linha entre a pista e o
elemento rolante distribuindo as cargas em uma área maior. Além disso, a dupla carreira
oferece duas vezes a quantidade de elementos rolantes disponíveis para suportar a carga
do rolamento, o que aumenta a capacidade de carga do mesmo. Como os rolamentos de
rolos cônicos estão definidos em ângulo, eles podem aceitar cargas pesadas nas direções
radial (Y) e axial (X). Isso faz com que eles sejam ideais para aplicações mais severas como
mineração, manuseio de materiais e aplicações fora-de-estrada. Muitos mancais de
rolamentos de rolos cônicos são semelhantes aos de esferas de modo a se autoalinharem
externamente para acomodar um possível desalinhamento estático. Há diversos estilos e
características de carcaças disponíveis.
Rolamentos radiais auto-compensadores de rolos
O perfil dos roletes dos rolamentos de radiais auto-compensadores possuem forma
de barril. Isso, combinado a uma pista curva, permite o movimento relativo entre os
elementos rolantes e as pistas (com autoalinhamento interno). Esse atributo faz com
que eles sejam ideais para aplicações onde há desalinhamento estático e dinâmico. Os
rolamentos auto-compensadores de rolos criam uma área de contato de forma elíptica
maior que um rolamento de esferas. Os rolamentos auto-compensadores de rolos de
uma carreira não devem ser utilizados em aplicações de carga combinada quando a
carga axial ultrapassar os 20% da carga radial aplicada. Os mancais de rolamentos autocompensadores de rolos empregam um design de duas carreiras, que são definidas em
ângulo e podem aceitar um grau limitado de carga axial combinada a carga radial. Devido
a alguns deslizamentos que ocorrem no rolamento e a interface da pista, os rolamentos
auto-compensadores de rolos geralmente não são adequados para aplicações de
velocidade mais elevada.
Rolamento radial de agulha
A agulha é um rolete cilíndrico onde o comprimento do rolete é significativamente maior
que o diâmetro. Os roletes fazem maior contato em linha com as pistas, permitindo que
eles aceitem uma boa quantidade de carga radial. Os rolamentos de agulha também
não têm um ângulo de contato e não são recomendados em aplicações onde há carga
axial. Se houverem altas cargas axiais, providências deverão ser tomadas a fim de que
rolamentos mais adequados possam suportar as cargas axiais. Os rolamentos de agulha
normalmente consistem em um anel interno (ou as vezes um eixo de precisão), uma
gaiola que orienta e contém os roletes, os próprios roletes tipo agulha e um anel externo.
Às vezes, a gaiola é omitida sendo utilizado em seu lugar um complemento total de
roletes para aplicações de alta carga e oscilatória.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
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Bearing Basics
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Bearing Selection
Seleção de rolamentos (Continuação)
Rolamentos radiais de rolos cilíndricos
Os rolamentos radiais de rolos cilíndricos são similares aos rolamentos de agulha, mas as
dimensões do diâmetro e comprimento dos roletes são mais próximas em magnitude.
Os elementos rolantes criam um contato linear com as pistas e podem suportar cargas
radiais relativamente altas. Esses rolamentos normalmente utilizam roletes separados
por gaiolas, o que permite maiores velocidades de operação. Os rolamentos de rolos
cilíndricos também podem aceitar cargas axiais eventuais a leves. Os rolamentos de
rolos cilíndricos Rollway são abaulados para maximizar o potencial de carregamento da
carga, reduzindo a mesma nas extremidades e tolerando um pequeno desalinhamento.
Rolamento axial de rolos cilíndricos
Os rolamentos axiais de rolos cilíndricos e os rolamentos axiais auto-compensadores de
rolos utilizam elementos rolantes conforme descrito acima. Porém, ao invés de anéis
radiais para as pistas, os rolamentos axiais utilizam anéis axiais para que esses designs
possam ser aplicados para suportar cargas axiais puras. Esses designs não suportam
cargas radiais. O tipo de rolete cilíndrico oferece uma construção bastante rígida, capaz
de suportar cargas axiais bastante pesadas. O tipo de rolete esférico também pode
suportar cargas axiais pesadas e acomodar algum desalinhamento.
Terminais rotativos
Os terminais rotativos são desenvolvidos para oferecer uma transferência regular e
eficiente de movimento em uma grande variedade de aplicações e equipamentos. Esse
movimento normalmente está associado a vários tipos de controles de articulações.
Normalmente chamados de rótulas ou rolamentos deslizantes, eles foram desenvolvidos
basicamente para auxiliar e fornecer transferência de movimento, sustentar uma carga,
possibilitar movimento e desalinhamento angular.
Os terminais rotativos podem ser unidos ou conectados com uma haste rosqueada ou
tubo para formar conjuntos articulados, possibilitando que os engenheiros de projeto
tenham flexibilidade na transferência de movimento entre os pontos com distâncias
longas do centro. Há duas áreas de superfície em contato esfregando uma contra a outra,
portanto a operação normal das extremidades da haste provoca o desgaste das pistas,
o que leva à fadiga ou fratura do membro externo. Leve isso em consideração ao fazer
o projeto do equipamento. Em geral, os terminais rotativos são projetados para aceitar
cargas radiais e não têm o objetivo de sustentar cargas axiais. As aplicações de terminais
rotativos com carga axial devem ser revistas com a Engenharia de aplicações.
Rótulas
Os rolamentos esféricos planos oferecem uma função semelhante como extremidades
da haste e devem ser apoiados em uma caixa. As rótulas normalmente são capazes de
suportar maiores cargas se comparadas ao tamanho equivalente do diâmetro interno
de um terminal rotativo. Isso ocorre porque a capacidade de carga do terminal rotativo
é controlada pela geometria da cabeça e da haste. As rótulas possuem uma área maior
de rolamento e geralmente são menos limitadas pelo material ou dimensões da carcaça
na qual são montadas. A capacidade de carga axial das rótulas é 20% da capacidade de
carga radial de cada unidade, mas é necessário um design adequado da carcaça para
suportar o rolamento.
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Bearing Basics
Bearing Selection
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Guia de seleção de rolamentos
O quadro a seguir pode ser utilizado como guia de referência ao trabalhar no processo de seleção. Informações mais detalhadas sobre
cada tipo de rolamento bem como as opções de carcaça e vedação disponíveis podem ser encontradas nas seções que tratam dos tipos
de rolamentos.
Tipo de rolamento
Tipo de rolamento
Carga radial
pura
Carga axial pura
Carga
combinada
Velocidades
elevadas
Capacidade de Capacidade de
autoalinhamen- autoalinhamento dinâmico
to estático
Mancais de rolamentos de esferas
Mancais de rolamentos de rolos cônicos
Mancais de rolamentos
auto-compensadores de rolos
Rolamentos de roletes cilíndricos
varia de acordo
com o design
Rolamentos de agulhas
Terminais rotativos
Rótulas
Rolamentos axiais de rolos cilíndricos
Rolamentos axiais de rolos cônicos
Rolamentos de rolos cilíndricos (tipo Journal)
= Não recomendado
Fraco
Melhor
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações
pelo número (800) 626-2093.
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Bearing Basics
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Load Ratings and Life
Classificações de carga e vida útil
Introdução
De maneira geral as informações a seguir têm o objetivo de ajudar o projetista da máquina ou o usuário do rolamento a aplicar
os rolamentos descritos neste catálogo. Os dados adicionais exclusivos de cada tipo de rolamento são encontrados em cada
seção respectiva. Referências cruzadas são feitas sempre que necessário. Os dados de engenharia devem ser cuidadosamente
considerados ao selecionar o tamanho e modelo adequado de rolamento.
Nas aplicações onde existem condições de operação incomuns ou anormais, é aconselhado consultar a Engenharia de aplicações
para obter recomendações. Exemplos dessas condições que exigem consideração especial são os que envolvem temperaturas
elevadas ou baixas, desalinhamento, fixações na carcaça e ao eixo que possam fazer com que o rolamento seja ajustado
internamente com muita interferência após a montagem, vibração, umidade, contaminação, etc.
Classificações de carga
A capacidade básica de carga ou capacidade dinâmica básica conforme definido pela ABMA (American Bearing Manufacturers
Association, Associação Norte-Americana de Fabricantes de Rolamentos) é a carga radial constante calculada, na qual 90% de
um grupo de rolamentos aparentemente idênticos com anel externo estacionário podem teoricamente suportar por uma vida
útil nominal. Para tipos de rolamentos diferentes dos roletes cônicos, a vida útil básica estimada é de um milhão de revoluções
(33 1/3 RPM para 500 horas). Para rolamentos de roletes cônicos, a vida útil básica estimada é de noventa milhões de revoluções.
A carga básica estimada é apenas um valor de referência e o valor da vida útil básica estimada foi escolhido como meio de cálculo
da vida útil.
Não está previsto que possa ser aplicada a carga do rolamento igual à capacidade dinâmica básica normalmente enquanto o
rolamento está girando. Os rolamentos deste catálogo normalmente não devem estar sujeitos a cargas dinâmicas com mais de
50% da capacidade dinâmica básica. Consulte a Engenharia de aplicações se existirem tais condições.
Vida útil do rolamento – L10
Os rolamentos que tenham sido adequadamente dimensionados para a aplicação, solidamente montados, lubrificados e
protegidos deverão operar com mínimo desgaste interno, se houver, até ocorrer a fadiga dos anéis ou elementos rolantes.
A fadiga é a primeira evidência de fragmentação das superfícies rolantes de contato dessas peças e ocorre por causa da tensão
repetida dos contatos.
A “vida útil” de um rolamento é definida como o número de revoluções (ou horas a uma determinada velocidade constante) que
o rolamento funciona antes de desenvolver a primeira evidência de fadiga no material do anel ou de qualquer um dos elementos
rolantes. A L10 ou “vida útil estimada” de um grupo de rolamentos de roletes aparentemente idênticos é definida como sendo
o número de revoluções (ou horas a uma determinada velocidade constante) que 90% do grupo de rolamentos completará ou
ultrapassará antes de desenvolver a primeira evidência de fadiga.
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Bearing Basics
Load Ratings and Life
Classificações de carga e vida útil
Cálculos da vida útil
A vida útil L10 (classificação) para qualquer aplicação e seleção do rolamento pode ser calculada em termos de milhões de revoluções
utilizando-se a Classificação dinâmica básica de rolamentos e a carga radial aplicada (ou a carga radial equivalente no caso de
aplicações radiais de rolamentos com cargas combinadas radial e de empuxo). A vida útil L10 para qualquer aplicação pode ser
calculada em termos de horas, utilizando a Classificação dinâmica básica do rolamento, a carga aplicada (ou carga radial equivalente)
e os fatores de velocidade adequados, pela seguinte equação:
(P)
C
P
x
1,000,000
C
P
( )
16,667
x
P
60 x n
n
Onde:L10=O número de horas que 90% dos rolamentos idênticos sob condições ideais funcionarão a
uma velocidade e condição específicas, antes de se esperar que ocorra fadiga.
C= Classificação dinâmica básica (lb)
1,000,000 revoluções
P= Carga radial equivalente constante (lb)
p= Expoente para a vida útil
3 para rolamentos de esferas
10/3 para rolamentos de roletes
n= Velocidade (RPM)
L10 =
=
Para os rolamentos axiais de rolos cilíndricos e axiais de rolos cônicos as equações acima mudam para:
L10 =
C
10/3
(P)
x
1,000,000
60 x n
=
C
10/3
(P)x
16,667
n
Onde:L10=O número de horas que 90% dos rolamentos idênticos sob condições ideais
funcionarão a uma velocidade e condição específicas, antes de se esperar que ocorra
fadiga.
C= Capacidade dinâmica básica axial (lb)
1,000,000 revoluções
P= Carga de empuxo equivalente constante (lb)
p= 10/3
n= Velocidade (RPM)
O BDR para rolamentos de roletes cônicos baseia-se em 90 milhões de revoluções, em vez de um milhão, para outros tipos de
rolamentos. Portanto, há uma equação específica usada para se calcular a vida L10 destes.
10/3
10/3
C90
90,000,000
C90
1,500,000
L10 =
x
=
x
60 x n
n
P
P
Onde:L10=O número de horas que 90% dos rolamentos idênticos sob condições ideais funcionarão
a uma velocidade e condição específicas, antes de se esperar que ocorra fadiga.
C90= Capacidade dinâmica básica com 2 carreiras (lb)
90.000.000 revoluções
P= Carga radial equivalente constante (lb)
n= Velocidade (RPM)
( )
( )
* Para velocidades inferiores a 50 RPM, use 50 RPM ao fazer os cálculos de L10.
Observação: A vida útil L10 não se aplica a terminais rotativos e rótulas devido ao movimento de deslizamento entre os componentes
em contraposição ao movimento de rolamento. A operação normal desses tipos de rolamentos provoca desgaste das pistas ou fadiga
ou fratura do membro externo. Leve isso em consideração ao fazer o projeto do equipamento.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
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Bearing Basics
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Load Ratings and Life
Classificações de carga e vida útil (Continuação)
Além disso, o ABMA fornece fatores de aplicação para todos os tipos de rolamentos que precisam ser considerados a fim
de determinar uma vida útil nominal (Lna) ajustada. A vida útil L10 baseia-se em condições de laboratório ainda que sejam
encontrados outros fatores na aplicação real do rolamento que reduzirão a vida útil deste. A vida útil Lna leva em consideração
fatores de confiabilidade, tipo de material e condições de operação.
Lna = a1 x a2 x a3 x L10
Onde:
Lna=Vida útil nominal ajustada.
a1=Fator de confiabilidade. Fator de ajuste aplicado onde a fadiga estimada se baseia em confiabilidade diferente de 90%
(Consulte a Tabela 1).
Tabela 1 – Fator de ajuste de vida útil para confiabilidade
Confiabilidade %
Lna
90
L10
1
95
L5
0.62
96
L4
0.53
97
L3
0.44
98
L2
0.33
99
L1
0.21
50
L50
5
a1
a2=Fator de material. Ajuste da vida útil para o material de sulco do rolamento. Os sulcos de rolamentos da Power
Transmission Solutions são fabricados com aço de qualidade para rolamentos. Portanto, o fator a2 é 1.0.
a3=Fator de ajuste de vida útil para condições de operação. Esse fator deve levar em consideração a adequação do
lubrificante, a presença de corpos estranhos, as condições que causam alterações nas propriedades do material e
condições incomuns de carga ou montagem. Presumindo-se um rolamento adequadamente selecionado e montado,
com vedações apropriadas e operação do lubrificante abaixo de 250 °F e fixação apertada ao eixo, o fator a3 deve ser 1.0.
Os rolamentos montados normalmente são “encaixados com deslizamento” no eixo e contam com características de projeto
como o tamanho do sulco interno e o dispositivo de travamento para apoio. ABMA recomenda um fator a3 de 0,456 para
rolamentos de esferas de “encaixe deslizante”.
As cargas de vibração e choque podem agir como uma carga adicional à carga constante aplicada prevista. Quando houver
choque ou vibrações, pode-se aplicar um fator de ajuste de vida útil de a3. A carga com choque tem muitas variáveis que
normalmente não são determinadas com facilidade. Normalmente, é melhor contar com a própria experiência com determinada
aplicação. Consulte a Engenharia de aplicações para obter auxílio com aplicações que envolvem carga com choque ou vibração.
O fator a3 leva em consideração uma ampla variedade de condições de aplicação e montagem bem como os recursos e o projeto
do rolamento. A determinação precisa desse fator normalmente é obtida por meio de testes e experiência em campo. A Power
Transmission Solutions oferece uma ampla variedade de opções que podem maximizar o desempenho do rolamento. Consulte
a Engenharia de aplicações para obter mais informações. Exemplos de cálculos podem ser encontrados nas seções individuais de
engenharia no final das várias seções de produtos.
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Bearing Basics
Load Ratings and Life
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Classificações de carga e vida útil (Continuação)
Fórmula de carga variável
A carga média quadrática (RML) deve ser usada quando são aplicadas muitas cargas variáveis a um rolamento durante limites
de tempo variáveis. A carga máxima ainda deve ser considerada no momento da seleção do tamanho do rolamento.
P
(L1PN1) + (L2 PN2) + (L3 PN3)
RML* =
100
Onde:
p = Expoente para a vida útil
3 para rolamentos de esferas
10/3 para rolamentos de roletes
L1, L2, etc. = Carga em libras
N1, N2, etc. = Percentual do tempo operado a cargas L1, L2 etc.
* Aplicar RML à classificação à velocidade média para determinar a vida útil resultante.
Fórmula para a velocidade média
A fórmula a seguir deve ser usada quando a velocidade de operação varia com o tempo.
Velocidade média =
S1N1 + S2N2 + S3N3
100
S1S2 etc = Velocidades em RPM
N1N2 etc = P
ercentual do tempo total operado a velocidades S1S2 etc
Vida útil do rolamento em aplicações de oscilação
A velocidade rotativa equivalente (ERS) é usada no cálculo da vida útil quando o rolamento não faz revoluções completas durante
a operação. O ERS é usado, assim, como a velocidade de operação do rolamento no cálculo da vida útil L10 (classificação).
A fórmula baseia-se na rotação angular suficiente para ter uma sobreposição de caminhos do rolete.
ERS = Velocidade rotativa equivalente
N =Número total de graus por minuto por meio do qual o rolamento girará.
ERS= N
360
Na fórmula acima, é feita a permissão para o número total de aplicações de tensão no sulco mais fraco por tempo unitário,
que, por sua vez, determina a fadiga e os fatores de velocidade. Quando o ângulo de oscilação é muito pequeno, pode ocorrer
corrosão por atrito. A teoria que permeia a corrosão por contato é melhor explicada pelo fato de que os elementos rolantes em
pequenos ângulos de oscilação traçam novamente um caminho sobre uma área inalterada dos sulcos internos ou externos, onde
o lubrificante não consegue penetrar devido à inércia, por trás do rolete, já que o rolamento oscila em uma direção. Na reversão,
essa pequena área de contato de rolamento é cruzada pelo mesmo rolete no estado seco. A fricção das duas superfícies não
lubrificadas provoca a corrosão por contato e produz falhas que são imprevisíveis do ponto de vista de uma vida útil normal.
Para aplicações com pequenos ângulos de oscilação, recomenda-se que isso seja revisado com a Engenharia de aplicações para
selecionar um tipo de rolamento que ajudará a minimizar a possível corrosão por atrito.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-14
Bearing Basics
®
®
Load Ratings and Life
Classificações de carga e vida útil (Continuação)
Selecionando-se determinado rolamento para uma aplicação de oscilação, a melhor lubrificação significa um leve óleo mineral
em condições de fluxo positivo. Com um óleo leve, há uma tendência de que todas as áreas da zona de carga do rolamento
fiquem imersas no lubrificante o tempo todo. A lubrificação de fluxo completo obriga que qualquer material oxidado, que
possa se formar, seja imediatamente carregado para fora do lubrificante e, como esses óxidos são abrasivos, há uma tendência
de evitar mais desgaste. Se for necessário usar lubrificação com graxa, é melhor consultar o fabricante do rolamento ou do
lubrificante a fim de determinar o melhor tipo possível de lubrificante. As graxas são compostas para resistir ao efeito prejudicial
da corrosão por contato nessas aplicações.
Classificação de carga estática
A “capacidade de carga estática” para os rolamentos de elementos rolantes é a carga radial estática uniformemente distribuída
que age em um rolamento não giratório, o qual produz uma tensão de contato de 580.000 psi para rolamentos de roletes
e 609.000 psi para rolamentos de esferas, no centro do elemento rolante mais sobrecarregado. Nesse nível de tensão, a
deformação plástica começa a ser significativa. A experiência comprovou que a deformação plástica nesse nível de tensão pode
ser tolerada na maioria das aplicações de rolamentos sem prejuízo da operação subsequente do rolamento. Em determinadas
aplicações onde a rotação subsequente do rolamento é lenta e onde os requisitos de uniformidade e fricção não são muito
exatos, pode ser tolerado um limite mais alto de carga estática. Onde for necessária uma uniformidade extrema ou os requisitos
de fricção forem críticos, talvez seja necessário um limite mais baixo de carga estática.
Carga mínima do rolamento
A patinagem, ou deslizamento, dos elementos rolantes no condutor, em vez de um verdadeiro movimento de rolagem, pode
provocar desgaste excessivo. As aplicações com altas velocidades e carga leve têm a tendência particular à patinagem. Como
orientação geral, os rolamentos de elementos rolantes devem ser carregados de modo radial pelo menos com 2% da capacidade
dinâmica básica para rolamentos de roletes e 1% da capacidade dinâmica básica para rolamentos de esferas. Para aplicações onde a
carga é leve em relação à classificação de carga dinâmica dos rolamentos, consulte a Engenharia de aplicações para obter ajuda.
A-15
®
Bearing Basics
Load Ratings and Life
®
Classificações de carga e vida útil (Continuação)
Cálculo das cargas dos rolamentos
No cálculo das cargas dos rolamentos em qualquer aplicação de uma unidade da Power Transmission Solutions, o fator
principal que determina a seleção da unidade é a carga radial equivalente à qual o rolamento está sujeito. Essas cargas radiais
provêm de qualquer uma das seguintes fontes, ou de qualquer combinação destas:
1. Pesos de peças da máquina sustentados por rolamentos.
2. Tensão devido à tração da correia ou da corrente.
3. Força centrífuga proveniente de ação de desequilíbrio, do excêntrico ou do came.
A carga resultante de qualquer uma das fontes acima, ou de qualquer combinação delas, será ainda determinada conhecendo-se:
1. A magnitude da carga.
2. A direção da carga.
3. O ponto de aplicação da carga.
4. A distância entre os centros dos rolamentos.
As cargas dos rolamentos são o resultado da força que age no eixo. Direção, magnitude e local com relação aos rolamentos
devem ser considerados ao se calcular as cargas dos rolamentos. Os seguintes casos são exemplos típicos de cargas encontradas
e métodos de cálculo de cargas de rolamentos.
CASO#1
1
CASE
Cálculo
de cargas
de acionamento
Drive
Load Calculation
Brg. 1
P1
200#
Brg. 2
CASO#2
2
CASE
Cantiléver
e acionamento
Cantilever
and Drive
2”
a
x
9”
k
126,000 x HP
pliqueP Ptoao
Caso
x K == AApply
Case
2,2, 3
RPM x d
ou
44
seiffor
o caso
3 or
applicable
HP = potência
horsepower
HP
RPM
RPM = revoluções
revolutionspor
perminuto
minute
d
polia em
polegadas
d = passo
pitch da
of pulley
in inches
K
para
o tipo
de acionamento
usado
K = constante
constant for
type
of drive
used
K
correias em V
K = 1,5
1.5para
for V-belts
K
=
2
a
3
para
correias
de
transmissão
planas
K 2 to 3 for flat transmission belts
K
acionamentos
por corrente
K = 1,1
1.1para
for chain
drives
CASO#3
3
CASE
Acionamento
de cantiléver
e montagem
Straddle,
Cantilever
Drive estendida
2”
a
P2
180#
6”
c
12”
d
k
P x (k + a) + (P2 x c) - (P3 x d)
Load
Bearing AA = 1
Carga
noon
rolamento
k
=
60 x (12 + 2) + (180 x 6) - (70 x 4)
12
= 137 lbs.
Carga
noon
rolamento
Load
Bearing BB =
= 271 lbs.
-(P1 x a) + (P2 + b) +P3 x (k + d)
k
P2 x (k + b) - (P1 x a)
k
Load on Bearing B =
80 x (9 + 2) - (200 x 4)
9
=
=
9 lbs.
CASO#4
4
CASE
Montagem
estendida,
acionamento
de cantiléver
Straddle
Mount,
Cantilever Drive
P1
1000#
a
4”
Brg. B
200 x (4 + 9) - (80 x 2)
9
=
P3
70#
6”
b
Brg. A
Brg. B
P x (a + k) - (P2 x b)
Load on Bearing A = 1
k
P=
P1
60#
b
Brg. A
y
z
P2
80#
4”
7”
b
4”
Brg. A
c
P2
150#
3”
Brg. B
Força = Massa x Aceleração
Force = Mass x Accelerations
Para usar essa lei, desenvolvemos dela a seguinte equação:
F = 0,000341 x WR(RPM)
k
(P x b) - (P2 x c)
Load
Bearing A = 1
Carga
noon
rolamento
k
(1000 x 4) - (150 x 3)
11
= 323 lbs.
Carga
no on
rolamento
Load
Bearing B =
Carga
forças centrífuga
e inércia
- Em uma
degyrating
rolamento
Loaddevido
due toàsCentrifugal
and Inertial
Forces
- In aaplicação
shaker or
para peneira
vibratória,
a cargathe
nosload
rolamentos
amplificada
por causaby
da
screen
bearing
application,
on the ébearings
is increased
parada
brusca, início
e inversão
de cargas normalmente
grandes.
sudden
stopping,
starting,
and reversing
of typically large
loads.
IssoThis
pode
ser
expresso
como
uma
regra
básica
da
física:
can be expressed as a basic physical law:
In order to use this law, we develop from it the
2 following equation:
11”
=
CASE
CASO#5
5
Acionamentos
vibração
Vibratingpor
Drives
(P1 x a) + (c + k) x (P2)
k
-(60 x 2) + (180 x 6) + 70 x (12 + 4)
=
12
(1000 x 7) + (3 + 11) x (150)
=
11
= 173 lbs.
= 827 lbs.
F = .000341
WR(RPM)
Onde:
F = Cargaxde
força em lb
W
= PesoFda
massaof
giratória
lb
Where:
= Load
force inem
lbs.
= Raio
de rotação
ou curso
em
WR =
Weight
of rotating
mass
inpés
lbs.
RPMR==Rotação
em revoluções
minuto
Radiusdo
of eixo
rotation
or throw por
in feet
2
RPM
= Shaftdorotation
in revolutions
per de
minute
Qual é a carga
centrífuga
rolamento
em uma peneira
vibração que pesa
2.500islb,
tem
um curso de
1/4 pol.load
e cuja
eixo éwhich
de 500weighs
RPM?
What
the
centrifugal
bearing
onvelocidade
a shaker do
screen
2,500 lbs., has a throw of 1/4 in. and whose shaft speed is 500 RPM?
.250
F = .000341 x 2,500 x
x (500)2 = 4,440 lbs.
12
PESO
WEIGHT
R
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-16
Bearing Basics
®
®
Lubrication
Lubrificação
Uma lubrificação adequada é essencial para alcançar a vida útil desejada do rolamento. Cada aplicação do rolamento cria
individualmente requisitos diferentes para lubrificação adequada. Para auxiliar na seleção do lubrificante e no método de
lubrificação, as informações a seguir são fornecidas como um guia geral. Geralmente, deve ser solicitada a ajuda de um
representante qualificado da engenharia de uma empresa de lubrificantes. Se forem necessárias recomendações específicas para
uma aplicação em particular, consulte a Engenharia de aplicações.
Os lubrificantes são utilizados para:
a. Reduzir o atrito e o desgaste
b. Reduzir a adesão
c. Oferecer uma barreira contra a contaminação
d. Esfriar os elementos móveis
e. Proteger contra a corrosão
É necessária a lubrificação adequada nas áreas de contato rolantes, nos contatos entre o elemento rolante e a gaiola, nos contatos
entre a extremidade do rolete e o flange e em outras áreas onde há deslizamento. A lubrificação é necessária para reduzir o contato,
adesão, desgaste, corrosão, fricção, solda e a corrosão puntiforme (pitting). A adequada lubrificação dos contatos do elemento
rolante (hertziano) é de fundamental importância para evitar a redução por fadiga da vida útil do rolamento. Essas áreas pesadamente
carregadas entre os elementos rolantes e as pistas impõem o requisito mais crítico sobre o lubrificante e suas propriedades.
Os lubrificantes de uma viscosidade inicial muito baixa ou aqueles muito sensíveis às alterações de temperatura podem induzir ao
esfarelamento superficial sob condições de alto deslizamento (como no desalinhamento) ou podem induzir à deformação plástica
das superfícies de contato.
Os lubrificantes normalmente são limitados por sua habilidade de:
a. Reabastecer-se
b. Dissipar o calor do atrito
c. Resistir a temperaturas ambientes elevadas
d. Permanecer estáveis sob as condições operacionais
Uma das finalidades importantes de um lubrificante é evitar a corrosão das superfícies do rolamento envolvidas no contato rolante
(hertziano). Muitas aplicações envolvem ambientes que permitem a acumulação de água na cavidade do rolamento. Seja por
admissão direta ou por condensação, a umidade é prejudicial e um lubrificante deve ser selecionado para dispersar a água ou
evitar seu ataque no metal pois a corrosão reduz drasticamente a vida útil do rolamento. As aplicações que envolvem cargas
pesadas e altas temperaturas de operação também exigem metodologias cuidadosas. Aqui, devem ser usados lubrificantes de
pressão extrema (EP). Altas velocidades do eixo geralmente determinam a seleção do lubrificante baseado na necessidade de
esfriamento, a supressão da agitação ou a ventilação do lubrificante convencional e, o mais importante de tudo, as limitações
inerentes de velocidade de certos tipos de rolamentos.
A lubrificação elasto-hidrodinâmica (EHL) é o modelo que explica a lubrificação de rolamentos antifricção. A EHL leva em consideração
a deformação dos elementos rolantes e suas pistas bem como o aumento da viscosidade do lubrificante na zona de carga.
A-17
®
®
Bearing Basics
Lubrication
Lubrificação (Continuação)
Em um rolamento de elemento rolante giratório está presente um dos três tipos de condições de lubrificação; 1) limite, 2)
película fina, 3) película grossa. A velocidade de operação do rolamento é um importante elemento para se determinar a
condição de lubrificação. A lubrificação limite ocorre quando há contato de metal com metal entre os elementos rolantes e
as pistas. Isso pode ser devido à baixa velocidade e/ou viscosidade do óleo que é muito baixa para separar as superfícies. A
lubrificação limite é a condição mais severa para os rolamentos de contato e ocorrerá desgaste dos elementos rolantes e as
pistas. Na condição de película fina, a separação parcial das superfícies dos elementos rolantes e as pistas ocorre com algumas
asperezas em contato. Esta condição pode ser devido à baixa velocidade e/ou viscosidade do óleo muito baixa para separar por
completo as superfícies. Algum desgaste das superfícies do rolamento ocorrerá na lubrificação de película fina. A lubrificação de
película grossa é a condição preferencial para o desempenho ideal do rolamento. A velocidade do rolamento e/ou viscosidade
do lubrificante é suficiente para separar os elementos rolantes e as pistas de rolagem. Os óleos de maior viscosidade (ou maiores
velocidades de operação) podem ajudar a atingir a condição de lubrificação de película grossa, mas óleos com viscosidade
excessiva podem elevar a temperaturas de operação pela agitação do óleo ou patinagem dos elementos rolantes. Os óleos
com menor viscosidade, suficiente para atingir uma condição de lubrificação de película grossa na velocidade de operação, são
selecionados em aplicações de alta velocidade, pois eles têm menos tendência à agitação ou a causar patinagem.
Lubrificação com graxa
As graxas são aplicadas onde os lubrificantes líquidos não podem ser usados por causa da dificuldade de retenção, relubrificação
ou por causa do perigo de agitação. Os rolamentos de rolos de contato normalmente são lubrificados com graxa porque a graxa
é mais fácil de reter na caixa por um longo período do que o óleo e a graxa atua, de certa forma, como vedação contra a entrada
de sujeira e outros contaminantes no rolamento. As graxas normalmente são produzidas usando sabão ou outros componentes
inorgânicos para engrossar o petróleo ou os óleos sintéticos. O aglutinante é utilizado para imobilizar o óleo, atuando como
reservatório para liberar o óleo vagarosamente. Embora o aglutinante possa ter propriedades de lubrificação por si só, o óleo que
escoa da maior parte da graxa é considerado como o fator determinante. Quando o óleo estiver reduzido aproximadamente a
50% do peso total da graxa, a capacidade de lubrificação da graxa torna-se duvidosa.
As graxas são divididas em graus pelo NLGI (National Lubricating Grease Institute), variando de 0, o mais fino, até 6, o mais
espesso. O grau é determinado se testando com um penetrômetro, medindo a profundidade de penetração de um cone
específico pesado. A maioria das graxas tem propriedades tixotrópicas (elas se tornam mais suaves com o trabalho) e, como tais,
devem ser consideradas por suas propriedades trabalhadas ao invés de sua condição “como recebida”. Reciprocamente, muitas
graxas endurecem quando expostas a altas taxas de cisalhamento em um equipamento automático de aplicação de graxa.
Para se limitar assentamentos e cargas de choque, os mancais de rolamentos lubrificados com graxa devem ter divisórias
ou vedações para manter a maior parte da graxa no seu devido lugar. A lubrificação com graxa depende de uma quantidade
relativamente pequena de lubrificante móvel (o óleo escoado da massa) para reabastecer o que escoou do rolamento durante
a operação. Se o espaço entre o volume da graxa e o rolamento for muito grande, um longo atraso (determinado pela taxa de
escoamento da graxa e sua temperatura) ocorrerá antes que o lubrificante do rolamento seja reabastecido. Este atraso pode
afetar a vida útil do rolamento.
A graxa normalmente é aplicada com o material na cavidade que faz contato com o rolamento no quadrante inferior dos
rolamentos montados em eixos horizontais. A ação inicial do rolamento quando girado é deixar o excesso de graxa e abrir
caminho para que o óleo escoado entre no rolamento. Portanto, as graxas selecionadas geralmente são de uma classificação
de consistência 2 ou 3 da NLGI, chamada de variedade de “canalização”.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-18
Bearing Basics
®
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Lubrication
Lubrificação (Continuação)
A graxa normalmente é formada por três componentes principais: óleo, aglutinante e aditivos.
O óleo é o principal componente lubrificante na graxa e consiste em dois tipos: de petróleo e sintético. Os óleos de petróleo
são os principais óleos utilizados hoje em dia. Os hidrocarbonetos sintéticos podem ser considerados como óleos de petróleo
sintético. Outros sintéticos abrangem ésteres, silicones, hidrocarbonetos fluorados, etc.
O óleo é um líquido e pode ser obtido em viscosidades variadas. Viscosidade refere-se à “espessura” do óleo e normalmente
está diretamente relacionada a uma resistência ao cisalhamento dos óleos ou sua habilidade de resistir à carga. A seleção da
viscosidade do óleo para aplicações de rolamentos com roletes normalmente depende do tamanho do rolamento, velocidade,
carga e temperatura de operação. O método de lubrificação também pode afetar a viscosidade do óleo selecionado.
Conhecendo esses fatores, a seleção adequada da viscosidade do óleo pode ser feita na base da análise elasto-hidrodinâmica,
que pode ser fornecida pela Engenharia de aplicações.
As principais finalidades dos aglutinantes são a retenção do óleo para que permaneça no rolamento, a liberação do óleo
conforme necessário e a reabsorção do óleo conforme for necessário. O aglutinante também pode oferecer vedação adicional e
proteção contra contaminação e dissipação do calor. Existem muitos tipos de aglutinantes de graxa incluindo lítio, cálcio, sódio,
alumínio, poliureia, etc.
Graxa de sabão de lítio
Para lubrificação com graxa, as graxas básicas de sabão de lítio são as mais comuns. São preferenciais para os rolamentos de agulhas
em geral por causa de sua habilidade de endurecer sob a ação da agitação dos roletes em um espaço confinado. Estas graxas não são
dos tipos de canalização, portanto fornecem lubrificação constante para as superfícies de contato do rolete. Também são insolúveis
em água. A faixa típica de temperatura operacional é de aproximadamente de -30 °F a +250 °F (-35 °C a +120 °C).
Graxa de sabão de sódio
As graxas de sabão de sódio são adequadas para muitas aplicações porque têm uma faixa de temperatura operacional útil
relativamente ampla. No entanto, geralmente são restritas às menores velocidades de operação porque normalmente são
fibrosas e mais adesivas do que outros tipos de graxa. Por causa disso, elas resistem ao desprendimento, mas a textura fibrosa
causa temperaturas operacionais mais elevadas que as graxas de sabão de lítio ou de cálcio. Quantidades muito pequenas de
água podem ser absorvidas pelas graxas de sabão de sódio, o que pode ser uma vantagem em algumas aplicações; no entanto
este tipo de graxa será eliminado com a água se houver uma quantidade excessiva de água. A faixa típica de temperatura
operacional é de aproximadamente de -20 °C a +93 °C (-5 °F a +200 °F).
Graxa de sabão de cálcio
As graxas de sabão de cálcio são utilizadas normalmente porque são resistentes à água. Elas têm textura mole e têm boa
estabilidade mecânica, mas são limitadas a temperaturas operacionais mais baixas que as graxas de sabão de lítio ou de sódio.
A faixa típica de temperatura operacional é de aproximadamente de -5 °F a +150 °F (-20 °C a +65 °C).
A-19
®
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Bearing Basics
Lubrication
Lubrificação (Continuação)
Graxa de poliureia
As graxas de poliureia têm textura fluida com boa estabilidade mecânica. Elas exibem muito boas propriedades de resistência
à oxidação e à água. Por sua resistência à oxidação, este tipo de graxa é adequado para temperaturas operacionais mais
elevadas. A faixa típica de temperatura operacional é de aproximadamente de -30 °F a +350 °F (-35 °C a +175 °C).
Graxa de bentonita ou argila
Essas graxas de textura suave têm resistência muito boa ao calor, já que o aglutinante não se dissolve. Elas são limitadas pelas
propriedades de temperatura do óleo base. Temperaturas operacionais de até 350 °F (175 °C) são típicas, com operação
intermitente de até 450 °F (230 °C) às vezes possível. As propriedades de temperatura baixa são satisfatórias. No entanto, este
tipo normalmente é formulado com alta viscosidade do óleo para temperaturas elevadas. Essas formulações talvez não sejam
adequadas para aplicações de baixa temperatura.
As graxas também podem conter aditivos. Esses aditivos podem aumentar a capacidade de carga, resistir à corrosão, resistir a
temperaturas extremas, resistir à oxidação, afetar a viscosidade do óleo, as características de consistência do aglutinante, bem
como muitas outras características.
Consulte a Engenharia de aplicações ao usar aditivos EP ou outros aditivos sólidos, como por exemplo, bissulfeto de
molibdeno, grafite, latão, níquel etc.
Graxa com classificação para alimentos
A graxa com “classificação para alimentos” pode ser selecionada em aplicações que estão extremamente próximas da
produção de alimentos. A graxa com “classificação para alimentos” é uma opção na maioria dos produtos de rolamentos da
Power Transmission Solutions. Consulte a Engenharia de aplicações para obter as especificações atuais.
Manutenção reduzida
Alguns rolamentos oferecidos pela Power Transmission Solutions têm características que podem ajudar a ampliar a vida útil
operacional do rolamento e, portanto, não são fornecidos com disposições para relubrificação. Este tipo de rolamento pode
ter uma vida útil operacional limitada pela vida útil do suprimento original de graxa e pela habilidade das vedações de proteger
o rolamento contra a contaminação. A Power Transmission Solutions tem muitas opções de graxa e vedação para rolamentos
de manutenção reduzida. Mais informações sobre essas alternativas podem ser encontradas nas seções de engenharia dos
respectivos tipos de rolamentos.
Graxa para temperaturas elevadas
As opções de graxa para temperaturas elevadas estão disponíveis para a maioria dos rolamentos da Power Transmission
Solutions. Consulte a Engenharia de aplicações para saber qual o lubrificante sugerido para sua aplicação. As temperaturas
operacionais mais elevadas também podem afetar o intervalo de lubrificação necessário. Consulte as informações sobre o
intervalo de lubrificação na seção de engenharia do respectivo tipo de rolamento.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-20
Bearing Basics
®
Lubrication
®
Lubrificação (Continuação)
Compatibilidade da graxa
As combinações de graxas com diferentes aglutinantes pode resultar em uma mistura com pior desempenho ou propriedades
físicas que os componentes individuais. A incompatibilidade também pode resultar de outras causas além dos diferentes
aglutinantes. Como a graxa é uma combinação de aglutinante, óleo e aditivos, é possível também que qualquer um desses
componentes possa ser incompatível com os da outra graxa. Portanto, deve-se tomar cuidado ao relubrificar com graxas
diferentes ou combiná-las. Entre em contato com a Engenharia de aplicações para obter as especificações de graxa atuais.
Entre em contato com o fabricante da graxa para obter informações sobre sua compatibilidade.
Os óleos de petróleo e hidrocarbonetos sintéticos são, de modo geral, compatíveis. Outros óleos sintéticos são, na maioria dos
casos, incompatíveis com outros óleos.
Os aditivos podem causar problemas de compatibilidade em alguns casos. Deve-se tomar cuidado ao relubrificar com graxas
diferentes ou combiná-las. Entre em contato com a Engenharia de aplicações para obter as especificações de graxa atuais e o
fabricante da graxa para verificar a compatibilidade dela.
Lubrificação com óleo
A lubrificação com óleo normalmente é utilizada quando as velocidades e as temperaturas são altas ou quando se deseja ter um
fornecimento central de óleo para a máquina como um todo. O óleo refrigerado às vezes é circulado no rolamento para expulsar
o excesso de calor resultante de cargas pesadas e velocidades elevadas. O óleo para lubrificação do rolamento anti-atrito deve
ser bem refinado com alta resistência da película ou filme, boa resistência à oxidação e boa proteção contra a corrosão. Os
aditivos de antioxidação geralmente são aceitáveis, mas são importantes apenas a temperaturas operacionais elevadas (acima
de 185 °F ou 85 °C). Os aditivos de anticorrosão são sempre desejáveis.
Como os óleos são consideravelmente mais uniformes em suas características do que as graxas, sua seleção é muito mais fácil.
O requisito principal, depois da viscosidade, é um óleo mineral com alto padrão de qualidade (não óleos animais ou vegetais
que têm a tendência a deteriorar-se). O óleo deve ser resistente à oxidação, adesão e evaporação para que a viscosidade assuma
a função importante. Para temperaturas iniciais extremamente baixas, deve ser selecionado um óleo no qual a temperatura
mínima de fluidez seja o suficiente para que o rolamento não trave devido a espessura do óleo. O nível de óleo normalmente
deve ser mantido no centro do elemento rolante mais baixo quando o rolamento estiver imóvel. Um fornecimento excessivo
de lubrificante causa ação excessiva de agitação que pode levar à geração de calor. Os óleos de viscosidade variável podem
ser selecionados, dependendo das condições de aplicação. A seleção da viscosidade do óleo para aplicações de rolamentos
com roletes normalmente depende do tamanho do rolamento, velocidade, carga e temperatura de operação. O método
de lubrificação também pode afetar a viscosidade do óleo selecionado. Conhecendo esses fatores, a seleção adequada
da viscosidade do óleo pode ser feita na base da análise elasto-hidrodinâmica, que pode ser fornecida pela Engenharia de
aplicações. Uma regra geral é manter as seguintes viscosidades de óleo lubrificante para os respectivos tipos de rolamentos
na temperatura de operação.
A-21
Produto
Viscosidade na temperatura
de operação
Esfera
70 SUS (13 cSt)
Rolete esférico e agulha
100-150 SUS (30 cSt)
Rolamento cilíndrico
110 SUS (23 cSt)
Axial cilíndrico
125 SUS (26 cSt)
Cônico e axial em tandem
160 SUS (34 cSt)
Bearing Basics
Lubrication
®
®
Lubrificação (Continuação)
Sistemas de lubrificação com óleo
Este método de lubrificação geralmente é aplicável aos mancais de rolamentos. O sistema de lubrificação deve oferecer a cada
rolamento de roletes um suprimento uniforme e contínuo de óleo limpo que deve satisfazer ao requisito de refrigeração do
rolamento. Os sistemas de lubrificação com óleo também são projetados para cobrir as seguintes necessidades:
a. Adaptabilidade para funcionar acima da variação encontrada no regime operacional
b. Confiabilidade em um determinado ambiente operacional e pela duração dos períodos normais de manutenção
c. Capacidade de manutenção
d. Habilidade geral para cumprir os requisitos da aplicação do sistema
e. Custo relativo quando comparado ao custo da máquina ou aplicação
A tabela a seguir fornece uma lista de sistemas de lubrificação normalmente utilizados e mostra algumas das importantes
características que devem ser consideradas em seu projeto e seleção para aplicações de rolamentos de roletes.
Sensibilidade
a alterações
ambientais
Requisitos de
vedação
Fraco
Extremamente
adaptável
Não significativo
Média
Pode ser afetada
por variações de
temperatura
Não significativo
Regular
Alto
Sensível a baixas
temperaturas,
pode acumular
umidade devido à
condensação
Geralmente crítico
Insignificante
Alto, se a
mecha for
mantida
Sensível à
temperatura baixa
Não significativo
Alto
Pode acumular
umidade devido à
condensação
Importante
Alto
Sensível à
temperatura baixa
Importante
Sistema de
lubrificação
Custo inicial
Manutenção
necessária
Fluxo de óleo
Manual
Baixa
Alto
Variável e dependente
do trabalhador para a
continuidade
Mínimo e
variável
Alimentação por
gotejamento
Baixa
Dependente do
tipo de serviço e do
local dos pontos de
lubrificação
Pode variar com o
tempo
Baixa
Salpico
Dependente
do projeto
Insignificante
Dependente da
manutenção do nível
de óleo no alojamento
Alimentação por
mecha
Baixo a médio
Médio
Uniforme, filtrado,
contínuo
Sistema de
circulação de
pressão
Névoa de ar/óleo
Alto
Alto
Médio
Médio
Arrefecimento Confiabilidade
Controlado e
contínuo. O acréscimo Excelente, pode
de filtragem garante incluir trocador
de calor
um suprimento de
óleo limpo
Positivo, entrega
automática da
quantidade de óleo
regulada, livre de
contaminação
Excelente
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-22
Bearing Basics
®
®
Lubrication
Lubrificação (Continuação)
Frequência de lubrificação
A frequência de lubrificação depende da velocidade, temperatura e nível de contaminação da aplicação. As programações de
relubrificação são apenas recomendações gerais. Talvez seja necessário ter experiência e fazer testes para aplicações específicas.
Verifique as seções individuais dos produtos para obter mais informações sobre as orientações específicas de lubrificação dos
produtos da Power Transmission Solutions.
Lubrificantes sólidos
Os polímeros saturados de óleo (OSP) são geralmente um plástico poroso que retém óleo e são utilizados em lugar da graxa.
Esta opção pode ser utilizada em áreas inacessíveis onde a relubrificação for difícil. O óleo é liberado durante a operação do
rolamento e o excesso de óleo é reabsorvido quando a operação é interrompida. Como o material do polímero preenche
a cavidade do rolamento, também ajuda a afastar a contaminação. Este produto geralmente é limitado para velocidades
operacionais mais baixas e para temperaturas abaixo de 200 °F (93 °C).
O grafite é outra forma de lubrificação sólida. Uma mistura de grafite semi-sólido é inserida no rolamento e tratada
termicamente para curar o material. A lubrificação vem na forma de uma fina camada de grafite sólido que é depositado
em todas as superfícies de atrito. Este tipo de lubrificação funciona bem em temperaturas extremas (elevada ou baixa), alta
contaminação ou inclusive quando o rolamento está submerso (o lubrificante não tem propriedades anti-corrosão).
Película seca
Os lubrificantes de película seca, como por exemplo, o bissulfeto de molibdeno ou grafite são adequados para aplicações
especializadas como: temperatura elevada, rotação oscilatória, operação livre de manutenção, ou locais onde os rolamentos
não podem ser alcançados para fácil manutenção. O lubrificante é aplicado como uma película fina e é colado de forma
permanente às superfícies do rolamento. A interação dos elementos rolantes com este lubrificante sólido funciona compactando
o lubrificante nas imperfeições da superfície dos elementos do rolamento e reduz o contato de metal com metal.
A-23
®
Bearing Basics
Mounting
®
Montagem
A montagem do rolamento tem importantes efeitos no desempenho, durabilidade e confiabilidade. As ferramentas, acessórios
e técnicas adequadas são imprescindíveis para qualquer aplicação do rolamento, e é responsabilidade do engenheiro fornecer
em seu projeto, observações e dicas, instruções de montagem e manuais de serviço. Entalhes, cavidades, incisões, arranhões,
manchas de corrosão e sujeira devem ser evitados se a confiabilidade, a longa vida útil e o funcionamento suave forem
prioridades. Esta seção é fornecida apenas como referência, os dados adicionais exclusivos de cada tipo de rolamento são
encontrados em cada seção respectiva.
As seleções de encaixe dadas nas várias seções servirão como guia para a maioria das aplicações em que os rolamentos estão
sujeitos a cargas normais ou pesadas e outras condições operacionais normais. Quando os rolamentos estão sujeitos a cargas
muito pesadas ou vibratórias pode ser necessário empregar encaixes do eixo e da carcaça mais justos que o padrão. O mesmo se
aplica se forem utilizados eixos ou caixas de metal maleável ou os que não têm assentos de rolamento suavemente esmerilhados
(ou seja, a suavidade normalmente associada a diâmetros internos esmerilhados ou mandrilados). Além disso, se as velocidades
forem demasiadamente altas, pode ser necessário manter encaixes de eixo e de caixa diferentes dos mostrados nas tabelas.
Consulte a Engenharia de aplicações para obter recomendações para essas condições anormais.
Ajuste do eixo - Produto montado
A maioria dos mancais é utilizada para fornecer suporte rotacional inserindo-lhes um eixo, normalmente com encaixe deslizante.
O acabamento e tolerância dos eixos é da maior importância para a vida útil e o funcionamento adequado do rolamento. Os
acabamentos retificados dos eixos normalmente são sugeridos para a maioria das aplicações; mas, em alguns casos, não é prático.
Nessas situações, um acabamento usinado pode ser aceitável; consulte a Engenharia de aplicações para obter recomendações.
Requisitos adicionais para o eixo, exclusivos de cada tipo de rolamento, são encontrados em cada seção respectiva.
Aplicações de alta carga - Produto montado
Aplicações onde a carga estiver próxima da carga da lista na respectiva tabela de classificação do produto montado a 5000 horas
de vida útil e 150/250 rpm, devem ser revistas e receber consideração especial. As modificações a ser consideradas incluem:
•
•
•
•
O tamanho do eixo deve ser controlado rigorosamente de linha a linha até um leve ajuste da pressão.
O colar de travamento Skwezloc® ou travamento duplo é o sistema de travamento preferencial.
Podem ser necessários lubrificantes com aditivos de pressão extrema “EP”.
É necessário ter cuidado na seleção da carcaça, direção da carga e técnicas de montagem Consulte as respectivas instruções
de instalação do produto montado.
Aplicações de alta velocidade - Produto montado
Aplicações onde a velocidade está na faixa de 80% a 100% da velocidade máxima constante da lista da respectiva tabela de
classificação do produto montado, devem ser revistas e receber consideração especial. As modificações a ser consideradas incluem:
•
•
•
•
•
O tamanho do eixo deve ser controlado para cumprir as especificações da lista da seção de instalação.
O colar de travamento Skwezloc ou travamento duplo é o sistema de travamento preferencial.
Devem ser usados lubrificantes de alta qualidade.
Deve-se adicionar graxa com mais frequência e em pequenas quantidades. Consulte a respectiva programação de
relubrificação do produto montado.
É necessário ter cuidado com as técnicas de montagem. Consulte as respectivas instruções de instalação do produto montado.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-24
Bearing Basics
®
®
Mounting
Montagem (Continuação)
Ajuste do eixo - Produto não montado
Ocorre o escorregamento ou deslizamento da superfície de contato de um rolamento em um eixo giratório, ou em uma carcaça
giratória, quando o encaixe é sem interferência. Essa ação de escorregamento ou deslizamento pode ter como resultado o desgaste
rápido tanto do eixo como das superfícies de contato do rolamento quando as mesmas estiverem secas e com cargas pesadas.
Para ajudar a prevenir esse tipo de situação, o rolamento normalmente é montado com um ajuste por pressão na superfície
giratória e um ajuste por esforço na superfície estacionária e o aperto ou folga dependem do serviço desejado. Os rolamentos
devem ser montados diretamente quando ajustados por pressão, seja nas carcaças ou nos eixos, e a pressão da instalação deve ser
aplicada apenas no membro ajustado com pressão, ou deve ser distribuída de forma uniforme em ambos os membros. Onde serão
encontradas cargas de choque ou vibratórias, os ajustes devem ser feitos mais apertados do que para serviço normal. Quando são
encontrados ajustes de eixos mais pesados, a montagem de um rolamento em um eixo é melhor expandindo-se o anel interno
por calor. O calor não deve ser aplicado diretamente no rolamento, mas sim conduzido ao rolamento por algum meio líquido.
Recomenda-se que esse aquecimento seja realizado em óleo mineral limpo ou em um forno com temperatura controlada de 200 °F
a 250 °F (93 °C a 121 °C ) já que o superaquecimento reduzirá a dureza das pistas. Os rolamentos com vedação não devem ser
montados por este método pois a graxa com a qual os rolamentos são pré-lubrificados pode ser afetada.
Ajuste da carcaça - Mancais de rolamentos
Nos rolamentos montados (mancais tipo pillow block, blocos de flange…) uma fixação adequada à carcaça depende das
variáveis da aplicação do rolamento: quantidade de choque/vibração, aplicações de ventilador de alta velocidade e necessidade
de capacidades de auto-alinhamento de baixo torque. As aplicações com alto choque e vibração necessitam de ajustes mais
apertados entre o inserto do rolamento e a carcaça. O choque e a vibração provocam o afrouxamento do ajuste com o tempo,
portanto é melhor começar com ajustes apertados. As aplicações em ventiladores exigem um encaixe sem interferência para
permitir um fácil auto-alinhamento e ajustar-se às variações nas superfícies que tipicamente são encontradas nas estruturas de
montagem de ventilação.
Ajuste da carcaça - Rolamentos
Estes tipos de rolamentos serão montados na carcaça do mancal do cliente e portanto dependem da aplicação. No caso de
rolamentos de roletes ou rolamentos do estilo ER, o ajuste da carcaça depende se o anel externo está fixo ou giratório. Em geral,
um anel externo giratório exige um encaixe mais apertado que o anel externo estacionário. Em aplicações onde as carcaças dos
rolamentos são feitas de materiais macios (alumínio, magnésio, folha metálica leve etc.) ou não possuem ajuste por interferência
devido à diferente expansão térmica, a montagem do anel externo deve ser realizada cuidadosamente. Primeiro, determine as
possíveis consequências pelo ajuste não ser por interferência. O tipo de carga também deve ser considerado para determinar seu
efeito no ajuste sem interferência. A força exercida pelos elementos giratórios sobre o anel externo pode iniciar uma precessão
que agravará o ajuste sem interferência por meio de desgaste, batidas e abrasão. Como a força da pressão normalmente é
maior que as forças de atrito no efeito entre o anel externo e a carcaça, não pode ser recomendado nenhum método infalível
para assegurar os anéis externos nas carcaças, que são deformadas significativamente sob carga ou após um desgaste de
serviço notável. A solução mais segura é pressionar o anel em uma carcaça com rigidez suficiente para a fixação mais pesada,
consistente com as folgas operacionais do rolamento. Geralmente, são utilizados insertos ou camisas de ferro fundido ou aço
para manter o ajuste desejado e aumentar a vida útil do rolamento e da carcaça. Quando necessário que os anéis externos
fixos flutuem (movimentem-se axialmente no furo da carcaça para compensar a expansão), recomenda-se um acabamento de
superfície do diâmetro do furo da carcaça de no máximo 65 micro polegadas Ra.
A-25
®
Bearing Basics
Mounting
®
Montagem (Continuação)
Ajuste da carcaça - Rolamento de comando ou rolo de apoio
A montagem adequada dos rolamentos de roletes de trilho e de seguidor do came do tipo parafuso prisioneiro exige um encaixe
estreito entre o parafuso prisioneiro do rolamento e o furo da caixa. A chapa da extremidade deve ser recuada pela face do
membro da caixa. Do mesmo modo, a face da caixa adjacente à face da chapa da extremidade do rolamento deve ser ajustada ao
diâmetro interno da caixa.
A placa da extremidade também é crítica na montagem dos rolos de apoio e rolamentos de comando. Se as placas da
extremidade não estiverem montadas adequadamente, podem trabalhar fora do anel interno de modo parcial ou total.
O método de montagem preferencial é com o uso de uma bucha em separado de um lado para permitir a completa fixação
axial das placas da extremidade. Se as chapas das extremidades não podem ser engastadas até o fim, é essencial ter uma fixação
estreita axialmente no garfo no qual é montado o rolamento para evitar o deslocamento axial das chapas das extremidades do
rolamento. Consulte a seção de engenharia dos rolos de comando e rolos de apoio para obter informações mais detalhadas
quanto à montagem dos mesmos.
Montagem para aplicações de precisão e operação silenciosa - Rolamentos de
roletes radiais cilíndricos
Em aplicações de rolamentos de roletes onde a suavidade da operação é importante, devem ser tomadas precauções especiais
para eliminar as condições que servem para iniciar movimentos radiais e axiais. Junto com estes movimentos há forças que podem
provocar deslocamentos do sistema do rolamento em ressonância com os componentes da carcaça ou do eixo em uma faixa
de frequências que vão bem abaixo da velocidade do eixo até 100 vezes acima dela. Quanto mais sensível for a configuração,
maior é a necessidade de precisão no rolamento e na montagem. Entre os elementos importantes a ser controlados estão a
exatidão na circularidade da carcaça, eixo e pista, a perpendicularidade das faces, diâmetros e ressaltos. Embora não seja fácil
de perceber, a vibração com trituração, a falta de exatidão na circularidade lobular, a ondulação e qualquer desvio localizado
em um diâmetro médio (mesmo como consequência de pontos planos de apenas 0,0005 pol.) podem causar irregularidades
operacionais significativas. Para detectar as deficiências anteriormente mencionadas e garantir a seleção de bons componentes,
deve ser realizada uma inspeção do indicador eletrônico de três pontos. Para aplicações de ultra-precisão ou silenciosas, os
componentes são normalmente verificados em um instrumento de registro contínuo capaz de medir até alguns milionésimos de
polegada. Embora isso possa parecer extremo, foi comprovado que as deformidades do eixo serão refletidas nas pistas de rolagem
dos rolamentos. De modo semelhante, os ajustes feitos por interferência dos anéis externos imprimem desvios significativos
nas carcaças. É necessária atenção especial no projeto da carcaça e na montagem do rolamento no eixo e na carcaça. A resposta
da carcaça ao deslocamento axial forçado pela oscilação do rolamento resultante da montagem fora de ângulo foi detectada
como uma importante fonte de ruído e chiado no equipamento giratório. Carcaças rígidas e alinhamento cuidadoso dos anéis do
rolamento fazem melhoras significativas em aplicações onde o ruído ou as vibrações são consideradas desagradáveis.
Perpendicularidade e alinhamento - Rolamentos de roletes radiais cilíndricos
Além dos limites para a circularidade, a perpendicularidade das faces das extremidades e dos ressaltos deve ser controlada
rigorosamente. Normalmente são necessárias tolerâncias na leitura do indicador total de 0,0001 pol. por polegada de diâmetro
para os ressaltos, além dos limites adequadamente selecionados para as excentricidades dos filetes. O último também deve ficar
dentro dos limites especificados para tolerâncias do raio a fim de evitar interferência com os filetes da pista do rolamento, o que
dá como resultado a marcação da pista. Deve-se consultar as tabelas individuais de dimensões dos rolamentos, que relacionam o
raio do canto de cada rolamento. O ressalto também deve ter altura suficiente para garantir o suporte adequado para os anéis.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-26
Bearing Basics
®
Mounting
®
Montagem (Continuação)
Rolamentos de rolos cilíndricos Rollway e rolamentos auto-compensadores
de rolos McGill – Diâmetros do assento da carcaça e do eixo
As tolerâncias, especificadas nos quadros a seguir para os encaixes de assento do rolamento da caixa e do eixo, podem ser
seguidas para as condições de aplicação específicas encontradas, como indicado. Para aplicações especiais não mencionadas
nos quadros a seguir, consulte a Engenharia de aplicações para obter mais ajuda. As tolerâncias adequadas do assento da carcaça
e do eixo são identificadas por uma letra e um número. Para os eixos, é utilizada uma letra minúscula, e para as carcaças, uma
letra maiúscula, ambas indicando a localização da faixa de tolerância em relação à dimensão nominal do rolamento. Os números
indicam o grau de precisão.
Encaixes do assento da carcaça
Construção da carcaça
Condições de operação
Carcaça girando
em relação ao sentido
da carga
Símbolo do
encaixe*
Cargas pesadas sobre rolamentos
em carcaças de parede fina
P7
Cargas normais e pesadas
N7
Carcaça não dividida
radialmente
Cargas leves
M7
Cargas altas de impacto
Sentido da carga
indeterminado
Deslocamento axial com carga
pesada e normal do anel externo não
necessário
Deslocamento axial com carga
normal e leve do anel externo
desejável
Carcaça dividida ou não
dividida radialmente
K7
J7
Cargas de impacto, descarregamento
temporário completo
Carcaça estacionária
em relação ao sentido
da carga
Carcaça não dividida
radialmente
H7
Carcaça dividida
radialmente
H8
Calor fornecido através do eixo
G7
Todas as
cargas
* Para carcaças de aço ou ferro fundido.
Para carcaças de metal leve, geralmente são selecionadas tolerâncias que permitem um encaixe ligeiramente mais firme do
que aquelas exibidas.
A-27
Bearing Basics
Mounting
®
®
Montagem (Continuação)
Encaixes de assento do eixo
Rolamentos de roletes esféricos
Condições de operação
Diâm. nominal do eixo
Rolamentos de roletes cilíndricos
Diâm. nominal do eixo
Símbolo
Anel interno fixo
relativo à direção
da carga, todas
as cargas
Anel interno
giratório relativo
à direção da
carga, ou direção
indeterminada da
carga
Símbolo
do
do
MM
Polegada
encaixe
MM
Polegada
encaixe
Anel interno
facilmente
deslocado
Todos os diâmetros
Todos os diâmetros
g6
Todos os diâmetros
Todos os diâmetros
g6
Anel interno
não facilmente
deslocado
Todos os diâmetros
Todos os diâmetros
h6
Todos os diâmetros
Todos os diâmetros
h6
Carga radial
≤ 0,08 BDR*
≤ 40
Mais de 40 a 100
Mais de 100 a 200
≤ 1.57
Mais de 1,57 a 3.94
Mais de 3,94 a 7.88
j6
k6
m6
≤ 40
Mais de 40 a 140
Mais de 140 a 320
≤ 1.57
Mais de 1,57 a 5.51
Mais de 5,51 a 12.6
j6
k6
m6
Carga radial
> 0,08 BDR*
≤ 0,18 BDR*
≤ 40
Mais de 40 a 65
Mais de 65 a 100
Mais de 100 a 140
Mais de 140 a 280
≤ 1.57
Mais de 1,57 a 2,56
Mais de 2,56 a 3.94
Mais de 3,94 a 5,52
Mais de 5,52 a 11.10
k5
m5
m6
n6
p6
≤ 40
Mais de 40 a 100
Mais de 100 a 140
Mais de 140 a 320
Mais de 320 a 500
≤ 1.57
Mais de 1,57 a 3.94
Mais de 3,94 a 5.51
Mais de 5,51 a 12.6
Mais de 12,6 a 19,7
k5
m5
m6
n6
p6
Carga radial
> 0,18 BDR
≤ 40
Mais de 40 a 65
Mais de 65 a 100
Mais de 100 a 140
Mais de 140 a 200
Mais de 200 a 500
≤ 1.57
Mais de 1,57 a 2,56
Mais de 2,56 a 3.94
Mais de 3,94 a 5,52
Mais de 5,52 a 7,88
Mais de 7,88 a 19,69
m5
m6
n6
p6
r6
r7
≤ 40
Mais de 40 a 65
Mais de 65 a 140
Mais de 140 a 200
Mais de 200 a 500
Mais de 500
≤ 1.57
Mais de 1,57 a 2,56
Mais de 2,56 a 5,51
Mais de 5,51 a 7,87
Mais de 7,87 a 19,7
Mais de 19,7
m5
m6
n6
p6
r6
r7
* BDR - Classificação dinâmica básica do rolamento
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-28
Bearing Basics
®
Mounting
®
Montagem (Continuação)
Encaixes padrão do eixo
Dimensões em 0,0001 polegadas
Furo em mm
3
6
7
10
11
18
19
30
31
50
51
80
81
120
121
180
181
200
201
225
226
250
251
281
315
316
355
356
400
401
450
451
500
501
560
561
630
631
A-29
280
710
g6
h6
j5
j6
k5
k6
m5
m6
n6
p6
-2
0
+1
+2
+2
-
+4
-
-
-
r6
-
-5
-3
-1
-1
0
-
+2
-
-
-
-
-2
0
+2
+3
+3
-
+5
-
-
-
-
-6
-4
-1
-1
0
-
+2
-
-
-
-
-2
0
+2
+3
+4
-
+6
-
-
-
-
-7
-4
-1
-1
0
-
+3
-
-
-
-
-3
0
+2
+4
+4
-
+7
-
-
-
-
-8
-5
-2
-2
+1
-
+3
-
-
-
-
-4
0
+2
+4
+5
+7
+8
+10
-
-
-
-10
-6
-2
-2
+1
+1
+4
+4
-
-
-
-4
0
+2
+5
+6
+8
+9
+12
+15
-
-
-11
-7
-3
-3
+1
+1
+4
+4
+8
-
-
-5
0
+2
+5
+7
+10
+11
+14
+18
+23
-
-13
-9
-4
-4
+1
+1
+5
+5
+9
+15
-
-6
0
+3
+6
+8
+11
+13
+16
+20
+27
+35
-15
-10
-4
-4
+1
+1
+6
+6
+11
+17
+26
-6
0
+3
+6
+9
-
+15
+18
+24
+31
+42
-17
-11
-5
-5
+2
-
+7
+7
+12
+20
+30
-6
0
+3
+6
+9
-
+15
+18
+24
+31
+43
-17
-11
-5
-5
+2
-
+7
+7
+12
+20
+31
+44
-6
0
+3
+6
+9
-
+15
+18
+24
+31
-17
-11
-5
-5
+2
-
+7
+7
+12
+20
+33
-7
0
+3
+6
+11
-
+17
+20
+26
+35
+50
-19
-13
-6
-6
+2
-
+8
+8
+13
+22
+37
-7
0
+3
+6
+11
-
+17
+20
+26
+35
+51
-19
-13
-6
-6
+2
-
+8
+8
+13
+22
+39
-7
0
+3
+7
+11
-
+18
+22
+29
+39
+57
-21
-14
-7
-7
+2
-
+8
+8
+15
+24
+43
-7
0
+3
+7
+11
-
+18
-
+29
+39
+59
-21
-14
-8
-7
+2
-
+8
-
+15
+24
+45
-8
0
+3
+8
+13
-
+20
-
+31
+43
+65
-24
-16
-8
-8
+2
-
+9
-
+16
+27
+50
-8
0
+3
+8
+13
-
+20
-
+31
+43
+68
-24
-16
-8
-8
+2
-
+9
-
+16
+27
+52
-9
0
+3
+9
+12
-
+22
-
-
+48
+76
-26
-17
-9
-9
0
-
+10
-
-
+31
+59
-9
0
+3
+9
+12
-
+22
-
-
+48
+78
-26
-17
-9
-9
0
-
+10
-
-
+31
+61
-9
0
+4
+10
+14
-
+26
-
-
+54
+89
-29
-20
-10
-10
0
-
+12
-
-
+35
+69
Bearing Basics
Mounting
®
®
Montagem (Continuação)
Encaixes padrão do eixo
Dimensões em 0,0001 polegadas
Furo em mm
3
6
7
10
11
18
19
30
31
50
51
80
81
120
121
180
181
200
201
225
226
250
251
280
281
315
316
355
356
400
401
450
451
500
501
560
561
630
631
710
g6
h6
j5
j6
k5
k6
m5
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Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-30
Bearing Basics
®
Mounting
®
Montagem (Continuação)
Encaixes padrão da carcaça
Dimensões em 0,0001 polegadas
Diâmetro externo
em mm
10
19
30
31
50
51
81
80
120
121
150
151
180
181
251
250
315
316
400
401
500
501
630
631
801
A-31
18
800
1000
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0
-13
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-22
-39
-39
®
®
Bearing Basics
Internal Clearance
Folga interna
Folga interna radial e axial
Os rolamentos anti-atrito são fabricados com folgas radiais específicas entre as pistas e os elementos rolantes. As folgas são
projetadas para condições de aplicação e temperaturas operacionais normais. Certos rolamentos, como os rolamentos autocompensadores de rolos, estão disponíveis com os ranges de folga radial padrão do setor. Outros rolamentos incorporarão
a folga radial conforme determinado pelo fabricante. Para aplicações de temperatura elevada e alta velocidade, podem ser
disponibilizadas mais opções de folga radial para permitir a expansão térmica. Para os mancais de rolamentos expostos a alta
vibração e carga de choque, uma folga interna reduzida pode ser uma opção para distribuir carga em mais elementos rolantes
e reduzir a pressão por elemento rolante. As aplicações oscilatórias também podem se beneficiar da folga interna reduzida.
A carga é suportada por mais elementos rolantes colocando assim menos pressão nas pistas de rolagem do rolamento e
reduzindo potencialmente o desgaste.
O espaço axial entre os elementos rolantes e as pistas também permite um movimento axial inerente dentro do rolamento,
conhecido como folga. A folga é o máximo deslocamento relativo dos anéis do rolamento um em relação ao outro, em uma
direção paralela ao eixo de rotação. A folga em determinado rolamento é baseada na experiência de projeto do fabricante e
parcialmente controlada pelas tolerâncias na fabricação.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-32
Bearing Basics
®
®
Bearing Stiffness
Rigidez do rolamento
A rigidez do rolamento é a relação entre a carga do rolamento e a deflexão do rolamento devido a essa carga. A rigidez do rolamento
depende de inúmeras variáveis: o tipo de elemento rolante, o ângulo de contato, a carga aplicada e a pré-carga do rolamento.
O tipo de elemento rolante entra em ação devido aos diferentes padrões de contato que os elementos rolantes fazem com as
pistas de rolagem. Portanto os rolamentos de roletes, com seu amplo contato em linha, serão mais rígidos que o contato do
tipo ponto produzido pelos rolamentos de esferas. Além disso, quanto maior for o número de elementos rolantes dentro do
rolamento, mais rígido ele será.
O ângulo de contato determina se um rolamento terá melhor rigidez radial ou axial. Um ângulo de contato pequeno produzirá
um rolamento com maior rigidez radial enquanto um grande ângulo de contato criará maior rigidez axial.
A pré-carga aumenta a rigidez removendo a folga interna que por sua vez coloca mais elementos rolantes em contato com a
pista de rolagem. Como efeito negativo, a pré-carga pode aumentar as temperaturas operacionais e o atrito interno, o que pode
levar a reduzir a vida útil do rolamento.
Para obter informações específicas referentes aos dados de rigidez relacionados aos rolamentos da Power Transmission
Solutions, entre em contato com a Engenharia de aplicações.
A-33
®
Bearing Basics
Bearing Materials
®
Materiais do rolamento
Uma parte da vida útil do rolamento e a confiabilidade de um rolamento de elementos rolantes é baseada no material com o qual
são fabricados os componentes do rolamento. As equações da vida útil L10 do rolamento são baseadas no limite de fadiga das
superfícies de metal, tanto para as pistas como para os elementos rolantes. Portanto devem ser utilizados materiais adequados e
da mais alta qualidade.
Aços tratados por têmpera
O 52100 é o tipo mais comum de aço tratado por têmpera, utilizado para componentes de rolamentos, pois é amplamente
reconhecido como um aço superior para rolamentos. É resistente à carga de choque e suporta bem a capacidade de fadiga do
metal. Além disso, a Power Transmission Solutions especifica que todo o aço deve ser desgaseificado a vácuo (VDG). Essa é uma
operação extra de fabricação para filtrar impurezas e remover inclusões que geralmente surgem durante a segunda fase da
fabricação de aço. O resultado é um material mais limpo e mais puro que é capaz de resistir melhor à fratura abaixo da superfície
e as falhas subsequentes de fadiga prematura do metal.
Alguns rolamentos produzidos em aço 52100 utilizam um processo de têmpera de zonas em que apenas as pistas e áreas
intermediárias são endurecidas. Isso cria uma superfície mais dura para os elementos rolantes, mas dúctil em outras áreas para
aumentar a durabilidade e a resistência à carga de choque.
Aços tratados por têmpera superficial
A têmpera superficial é utilizada para certas aplicações quando não é desejada uma peça totalmente endurecida. A superfície pode
ser endurecida até um nível aceitável, mas o núcleo da peça permanece suave para resistir à vibração e às cargas de impacto.
8620, 4118 e 9310 são exemplos de aços para têmpera superficial utilizados pela Power Transmission Solutions nos
componentes dos rolamentos. Esses aços baixo carbono possuem boas propriedades de dureza e resistência quando
cementados e endurecidos corretamente.
Aços resistentes à corrosão
Uma variedade de aços resistentes à corrosão é utilizada na linha de rolamentos da Power Transmission Solutions. O tipo de aço
utilizado depende do componente, da relação custo-benefício e do nível necessário de resistência à corrosão.
O aço mais comum utilizado para produtos de rolamentos com resistência à corrosão é o aço inoxidável da série 400. Sua
resistência à corrosão é menor que os graus austeníticos mas pode ser tratado termicamente para obter o valor de dureza
aceitável necessário para rolamentos anti-atrito.
O aço inoxidável da série 300 é o tipo mais comum de aço inoxidável utilizado para produtos destinados ao consumidor. Ele tem
excelente resistência à corrosão quando comparado ao 440C ou revestimentos. Entretanto não pode ser endurecido a níveis
aceitáveis para uso em rolamentos. Portanto só pode ser utilizado em certas áreas do rolamento que não tenham uma carga
direta dos elementos rolantes. Isso abrange componentes como carcaças, vedação, parafusos de ajuste, graxeiras, etc.
Os aços padrão utilizados na fabricação de rolamentos também podem ser revestidos ou folheados com várias substâncias para
proporcionar boa resistência à corrosão assim como bons valores de dureza.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-34
Bearing Basics
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Bearing Materials
Materiais do rolamento
Aços para alta temperatura
Com o aumento da temperatura, a vida do rolamento é reduzida, dependendo do material e da temperatura operacional. Vários
tipos de aço ferramenta, aço inoxidável e alguns dos mais exóticos materiais estão sendo utilizados para atender a necessidade
de operação dos rolamentos a temperaturas elevadas.
As aplicações que envolvem temperaturas elevadas impedem o uso de materiais de rolamento padrão se for necessária a
capacidade total. Em geral, as faixas de temperatura são divididas da seguinte forma:
• 250 °F a 400 °F (121 °C a 204 °C)
• 204 °C a 426 °C (400 °F a 800 °F)
• Acima de 426 °C (800 °F)
As aplicações da faixa (a) geralmente podem ser atendidas por aços de liga padrão, como SAE 52100 ou SAE 8620 cementado,
adequadamente endurecidos e estabilizados para a faixa de temperatura operacional. Deve-se esperar pouca ou nenhuma
redução na capacidade básica. Para a faixa (b), podem ser utilizados aços ferramenta de alta liga (M-50). Para a faixa (c),
geralmente são necessários materiais cerâmicos. As opções de projeto nesta faixa geralmente são limitadas.
Compostos - Buchas
Substituindo os roletes, uma bucha não metálica fornece apoio à carga e um movimento deslizante que elimina ou reduz
a necessidade de lubrificação do rolamento. Recomendadas para uso onde a re-lubrificação não é conveniente ou onde a
possibilidade de contaminação da graxa do produto que está sendo processado não é aceitável. As limitações da aplicação são
cargas mais leves e velocidades menores, quando comparado com um rolamento de elementos rolantes.
Os rolamentos McGill CAMROL® do tipo com bucha têm uma temperatura operacional máxima contínua permissível de 200 °F
(120 °C). As buchas destinam-se ao uso no modo de auto-lubrificação. No entanto, a lubrificação contínua de óleo pode ser
usada para fornecer taxas menores de desgaste. Não deve ser usada lubrificação com graxa.
A-35
®
®
Bearing Basics
Housing Material
Material da carcaça
Uma variedade de materiais da carcaça é oferecida na linha de produtos de mancais da Power Transmission Solutions. A seleção
dos materiais apropriados depende da aplicação e é baseada em variáveis como o tipo de carga, custo e condições ambientais.
O ferro cinzento, ou ferro fundido, é o tipo de material mais comum para a carcaça e tem a resistência adequada para a maioria
das aplicações. No entanto, certas condições de aplicação devem ser consideradas. O ferro fundido pode ser um material
quebradiço quando forças de tração mais altas forem aplicadas (acionamento de tração); portanto não é recomendado em
aplicações onde há cargas de choque.
Prefere-se ferro dúctil ou aço fundido em aplicações com cargas pesadas, choque e vibração já que esses materiais têm maior
resistência à tração e ductilidade. O quadro abaixo mostra uma comparação de materiais da carcaça e sua resistência à tração.
Existe um custo ligeiramente maior associado às carcaças de ferro dúctil e aço fundido e a disponibilidade pode ser limitada
dependendo da linha de produtos.
Força
mínima
de tração
Minimum
Tensile
Strength
80,000
50,000
Castfundido
Steel
Aço
60,000
Ductile
Iron
Ferro dúctil
lb por
quadrada
lbs
perpolegada
Square Inch
(psi)
(psi)
70,000
40,000
20,000
10,000
Gray
Iron
Ferro
cinzento
30,000
Aço
inoxidável
Sealmaster
Stainless
Steel --Sealmaster
Composto
Composite--Sealmaster
Sealmaster
Em aplicações onde houver umidade significativa ou produtos químicos presentes existe grande possibilidade de ocorrer
corrosão com o tempo. Pode ser necessário um revestimento ou material alternativo para cumprir com o desempenho do
material ou os requisitos de acabamento do cliente. Para cada linha de produtos, a Power Transmission Solutions pode oferecer
um material ou revestimento alternativo para melhorar a resistência à corrosão. Consulte cada seção de produtos ou a seção K,
CRES (Corrosion Resistant Engineered Solutions, Soluções de Engenharia em Resistência à Corrosão) para obter mais detalhes
sobre as opções disponíveis.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-36
Bearing Basics
®
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Seal Selection
Seleção da vedação
A finalidade de uso das vedações em um rolamento é ajudar a evitar que a contaminação entre no rolamento e ajudar a reter o
lubrificante dentro da cavidade do rolamento. A seleção da vedação apropriada depende de um número de variáveis da aplicação:
velocidade operacional, nível de contaminação, tipo de contaminação, temperatura operacional e tipo de lubrificante utilizado.
Tipo de vedação
Vedações tipo labirinto/sem contato
Recomendado para uso em ambientes secos de baixa contaminação. Construído a partir de
várias estampagens de metal, normalmente com um elemento que gira com o eixo, criando
uma força centrífuga para ajudar a manter longe a contaminação. O excesso de graxa sai
da vedação para ajudar a remover os contaminantes contidos no lubrificante e evitar danos
à vedação por lubrificação excessiva. Estes tipos de vedações sem contato economizam
energia, reduzindo o arrasto e normalmente não podem sofrer pressão por excesso de graxa.
Vedações de contato
As vedações de contato podem ser utilizadas em várias aplicações dependendo do tipo de
vedação e do material utilizado. Esses fatores afetam o tipo e a gravidade da contaminação
que a vedação pode suportar.
Vedação de feltro
O projeto incorpora uma série de passagens com um meio de filtragem altamente efetivo
que, juntos, bloqueiam a entrada de contaminantes e permitem a limpeza da graxa oxidada
durante a relubrificação. Os defletores de poeira metálicos de proteção são fatores principais
no desempenho da vedação. O defletor interno de poeira é pressionado no sulco externo e
é uma base fixa para o sistema de vedação. O defletor externo de poeira, a primeira barreira
para a entrada dos contaminantes, está acoplado ao sulco interno e portanto gira com
o eixo. A rotação do defletor externo de poeira oferece dois benefícios significativos. O
primeiro é a criação de uma força centrífuga que repele detritos “lançando-os” para fora da
área de vedação. O segundo é uma extensão do defletor de poeira internamente na câmara
do rolamento que inicia a turbilhonamento de ar, que agita o lubrificante de volta para o
caminho da esfera. O modelo funciona com menos arraste e menos geração de calor que as
vedações de contato de borracha.
Recomendado para uso em aplicações secas com contaminação leve a moderada. As
vedações de feltro padrão podem operar em temperaturas de até 200 °F (93 °C). O feltro
Nomex pode ser usado para temperaturas de 200 °F a 400 °F (93 °C a 204 °C).
Lábio de borracha
Vedação com lábio de borracha moldada com contato positivo com ou sem defletor de
poeira auxiliar. Este tipo de vedação funciona bem em ambientes úmidos e sujos de até
250 °F (121 °C). As versões de temperatura elevada estão disponíveis para condições de
até 450 °F (232 °C). As vedações de vários lábios também estão disponíveis para aplicações
difíceis. As vedações com lábio de borracha são fornecidas em uma variedade de materiais:
Nitrilo de Buna N, FKM e silicone.
A-37
®
Bearing Basics
Seal Selection
®
Seleção da vedação (Continuação)
Carregado com mola
Essa vedação de borracha com forma de V é moldada em uma chapa estampada. Uma mola
é retida no corpo do “V” para manter pressão constante contra o sulco interno durante a
vida útil da vedação. O lábio da vedação pode ser orientado para dentro para aumentar a
retenção do lubrificante. Para uma melhor exclusão de contaminantes o lábio é orientado
para fora. Versões para temperatura elevada disponíveis.
Anel V
A vedação de borracha da face de contato é projetada para reter o lubrificante e ajudar
a excluir os contaminantes. A vedação é projetada com uma longa face flexível que
veda axialmente contra a contraface. A vedação de contato faz auto-limpeza. Retém
características de baixo torque e gira com o eixo para ajudar a reduzir o acúmulo de
contaminantes na vedação. Seu baixo atrito reduz a geração de calor e o desgaste.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-38
Bearing Basics
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Bearing Retainer
Retentores do rolamento
A função de um retentor de rolamento (gaiola) é separar os elementos rolantes a intervalos de espaço uniformes e reduzir o atrito
interno que permite aumentar as velocidades. No rolamento de roletes o retentor também fornece estabilidade para os elementos
rolantes, evitando que desviem enquanto giram. Os retentores às vezes são omitidos e um complemento total de elementos
rolantes é utilizado em seu lugar. Os elementos rolantes adicionais ajudam a aumentar a rigidez e a capacidade estática.
Em alguns casos, o uso de retentores pode ajudar também a aumentar a vida útil do rolamento. Um rolamento com retentor tem
um maior reservatório de graxa que um rolamento similar com complemento total de roletes.
Esferas
“Land Riding”
O design “Land Riding” é utilizado no mancal de esferas da Sealmaster. Este design minimiza
o atrito e oferece circulação máxima de graxa. O retentor é projetado para “flutuar” na
extensão da base (ou apoios) do anel externo ao espaçar as esferas precisamente para
uma distribuição da carga mais uniforme. Isso minimiza o desgaste tanto nas esferas como
no retentor, maximizando a estabilidade, especialmente importante em aplicações que
envolvem vibração, carga de choque ou altas velocidades operacionais. Para aplicações que
envolvem altas temperaturas 104 °C (220 °F), estão disponíveis os retentores de latão do tipo
“land riding”.
“Ball Riding”
Os retentores designados “ball riding” são projetados para reter as esferas dentro dos seus
respetivos espaços na gaiola, o que melhora o processo de fabricação e pode manter o
óleo fora dos elementos rolantes removendo-o desses componentes críticos. Os mancais
Sealmaster para manuseio de materiais e os mancais de esferas Browning utilizam um
retentor do tipo “ball riding” de náilon moldado em náilon 6/6. Os retentores de náilon são
alternativas de baixo custo aos retentores de latão que possuem muitas características boas:
baixa fricção, lubricidade natural e resistência a vários produtos químicos. Os retentores de
náilon são capazes de uso contínuo de até 250 °F (121 °C), mas muitos outros componentes
podem limitá-lo. Alguns fabricantes utilizam um retentor de esferas rebitado, de aço, com
dispositivo que reduz a fricção e aumenta o volume de graxa.
Roletes
Aço estampado
Peça única estampada de aço de baixo teor de carbono. Este tipo de retentor fornece
orientação para o rolete bem como retém os elementos rolantes com o anel interno.
A-39
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Bearing Basics
Bearing Retainer
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Retentores do rolamento (Continuação)
Rolamentos McGill
Retentor estampado de aço – SPHERE-ROL
Peça única estampada de aço de baixo teor de carbono. O design “land riding”
apenas oferece espaçamento do rolete e ajuda a fornecer maior capacidade de
velocidade.
Retentor estampado de aço – CAGEROL
Peça única estampada de aço de baixo teor de carbono. Retém e espaça os roletes.
Fornece orientação para o rolete para evitar desvios. Permite um maior reservatório
de lubrificante. Minimiza a folga radial dos roletes para facilitar a montagem. Ajuda a
fornecer capacidade de velocidade mais elevada.
Retentor estampado de aço – CAMROL,
sistema métrico
Peça única estampada de aço de baixo teor de carbono. Os retentores têm
tratamento térmico para permitir a orientação do rolete. Os retentores são
projetados com dois roletes por bolso (exceto diâmetros externos de 13, 16 e
19 mm) para ajudar a maximizar as classificações de carga estática e dinâmica,
oferecendo ainda as vantagens de uma construção com gaiola.
Observação: O rolamento CAMROL em polegadas com complemento total não
utiliza retentor.
Rolamentos Rollway
Retentor estampado de aço
Peça única estampada de aço de baixo teor de carbono. Fornecida em alguns
rolamentos com retenção em anel elástico. (sufixo de numeração “B” TRU-ROL)
Recomendado para operações de baixa velocidade.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
A-40
Bearing Basics
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Bearing Retainer
Retentores do rolamento (Continuação)
Retentor segmentado de aço
Um tipo de retentor que utiliza segmentos de aço com baixo teor de carbono presos
rigidamente entre as chapas das extremidades estampadas em aço com baixo
teor de carbono. Este é o retentor padrão fornecido com rolamentos comerciais
identificados com o sistema de numeração TRU-ROL. Recomendado para aplicações
de velocidade moderada.
Retentor de duas peças
Este tipo de retentor é fabricado com latão. Este é o retentor padrão fornecido com
os rolamentos Rollway identificado com o sistema de numeração MAX, sistema de
numeração ISO, sistema de numeração TRU-ROL quando o sufixo “MR” é utilizado, e
qualquer rolamento com diâmetro interno de mais de 180 mm. Recomendado para
aplicações de velocidade moderada a alta.
Retentor de uma peça
Este retentor piloto de apoio é feito de latão ou aço com retenção radial dos
roletes fornecida fechando o “bolso” do rolete com pequenas projeções formadas
levantando mecanicamente o material do retentor. O projeto deste retentor
normalmente é feito sob encomenda para aplicações de velocidade elevada, embora
seja usado em outras aplicações.
Axial cilíndrico - Latão usinado
Os retentores do rolamento axial são usinados de latão fundido de modo centrífugo.
Os retentores para todos os rolamentos axiais de rolos cilíndricos são projetados
para rodar sem atrito. O entorno dos bolsos do rolete são usinados com precisão nos
ângulos corretos à força axial, que será aplicada ao rolamento. Os roletes são retidos
na montagem por um anel de aço fixado ao diâmetro externo do retentor.
Axial cônico - Latão usinado
Os retentores do rolamento axial cônico são usinados em uma peça de latão fundido
de modo centrífugo. O retentor é projetado para ser piloto nos flanges axiais das
placas. Os bolsos onde estão localizados os roletes são usinados com precisão nos
ângulos corretos à força axial que será aplicada ao rolamento. Os retentores do
tipo “T-Flat” são do estilo “pino atravessado” (os pinos estendem-se pelo centro
do rolete). O retentor consiste em dois anéis de aço por meio dos quais os pinos de
aço endurecido são fixados. Um projeto alternativo é um retentor usinado de latão
fundido de modo centrífugo de uma peça com os roletes retidos por dois pinos.
A-41
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Bearing Basics
Bearing Storage
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Armazenamento do rolamento
A limpeza e precisão são enfatizadas em todas as fases da fabricação do rolamento para ajudar a fornecer um instrumento
mecânico limpo e preciso. Portanto é essencial que se tenha o mesmo cuidado na remessa, armazenamento e manuseio
subsequentes, bem como na montagem para garantir o máximo de desempenho do rolamento.
Após a conclusão, cada rolamento é cuidadosamente limpo, preservado e embalado em uma caixa para remessa com a
identificação adequada.
Os materiais de embalagem comercial sem fiapos como os materiais de embalagem de espuma de poliestireno, jornal amassado
ou material de enchimento podem ser utilizados para acolchoar caixas de rolamentos em recipientes para transporte. Materiais
de partículas finas, como pó de serra, não são recomendados, pois esse material pode contaminar os rolamentos. As embalagens
nunca devem ser removidas dos rolamentos até que estejam prontos para serem montados. Para os rolamentos preservados
com um composto protetor neutro, geralmente é desnecessário remover esse revestimento pois normalmente será misturado
com qualquer tipo de lubrificante.
Quando for necessário armazenar os rolamentos, eles devem ser colocados em local seco e frio e deve-se tomar providências
para usar o estoque antigo antes de usar o novo. Evite quedas ou outros grandes impactos no rolamento pois essas forças
causarão danos nos componentes do rolamento e terão como resultado uma vida útil do rolamento menor que a ideal.
ABMA e ISO
ABMA
Estas letras significam American Bearing Manufacturers’ Association, Associação Americana de Fabricantes de Rolamentos - uma
organização formada pelos principais fabricantes de rolamentos e relacionados com rolamentos nos Estados Unidos. O objetivo
principal da ABMA é promover a padronização no setor e passar esses benefícios para os usuários de rolamentos.
ISO
ISO é o nome da International Organization for Standards, Organização Internacional de Normas. ISO é uma federação mundial
de órgãos nacionais de padrões. A missão da ISO é promover o desenvolvimento da padronização e as atividades relacionadas
no mundo. O trabalho da ISO tem como resultado acordos internacionais que são publicados como Normas internacionais.
Para obter mais informações sobre os fundamentos dos rolamentos, entre em contato nos EUA com a Engenharia de aplicações pelo número (800) 626-2093.
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