mancais de rolamento

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MANCAIS DE ROLAMENTOS

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Mancais de Rolamento

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  • MANCAIS DEROLAMENTOS

  • SENAI - PR, 2001

    CDIGO DE CATLOGO :

    Trabalho elaborado pela Diretoria de Educao e Tecnologiado Departamento Regional do SENAI - PR , atravs doLABTEC - Laboratrio de Tecnologia Educacional.

    Coordenao geral Marco Antonio Areias SeccoElaborao tcnica Ricardo Kertscher

    dson BuenoRicardo Kertscherdson Bueno

    Equipe de editorao

    Coordenao Lucio SuckowDiagramao Dalva Cristina da Silva

    Ilustrao Dalva Cristina da SilvaReviso tcnica Ricardo Kertscher

    Capa Ricardo Mueller de Oliveira

    Referncia Bibliogrfica.NIT - Ncleo de Informao TecnolgicaSENAI - DET - DR/PR

    S474u SENAI - PR. DET .Mancais de rolamentos Curitiba, 2001,153 p

    CDU - 621.82

    Direitos reservados ao

    SENAI Servio Nacional de Aprendizagem IndustrialDepartamento Regional do ParanAvenida Cndido de Abreu, 200 - Centro CvicoTelefone: (41) 350-7000Telefax: (41) 350-7101E-mail: [email protected] 80530-902 Curitiba - PR

  • Mancais de deslizamento ....................................................................................................... 05Mancais de rolamento ............................................................................................................ 07Grupo de rolamentos com referncia s cargas ................................................................... 11Critrios para a seleo de rolamentos ................................................................................. 23Carga ..................................................................................................................................... 25Grau de alinhamento .............................................................................................................. 27Folga ...................................................................................................................................... 31Preciso de giro ..................................................................................................................... 37Tolerncias ............................................................................................................................. 41Ajuste ..................................................................................................................................... 43Desvios geomtricos dos assentos ....................................................................................... 47Fixao axial dos rolamentos ................................................................................................. 49Concordncia e altura dos ressaltos ..................................................................................... 51Gaiola ..................................................................................................................................... 53Rolamentos com furo cnico ................................................................................................. 59Buchas de fixao e desmontagem....................................................................................... 61Plano de dimenses e designaes ...................................................................................... 69Lubrificao ............................................................................................................................ 73Lubrificantes a leo ................................................................................................................ 79leos lubrificantes ................................................................................................................. 85Graxas lubrificantes ............................................................................................................... 89Pr carga nos rolamentos ...................................................................................................... 93Material de rolamentos ......................................................................................................... 101Designao dos rolamentos FAG ........................................................................................ 105Processo de fabricao de esferas ..................................................................................... 139Exerccios ............................................................................................................................ 145Bibliografia ............................................................................................................................ 153

    Sumrio

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    O uso de buchas e de lubrificantes permite reduzir esseatrito e melhorar a rotao do eixo.

    As buchas so, em geral, corpos cilndricos ocos que en-volvem os eixos, permitindo-lhes uma melhor rotao. So fei-tas de materiais macios, como a frente de ligas de metais leves.

    Copo de lubrificao

    BuchasTampa

    Base

    Furo do eixo

    Geralmente, os mancais de deslizamento so constitu-dos de uma bucha fixada num suporte. Esses mancais so usa-dos em mquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rota-o, porque a baixa velocidade evita superaquecimento doscomponentes expostos ao atrito.

    Bucha

    Bucha

    Eixo

    MANCAIS DE DESLIZAMENTO

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    Rolam ento de agulhaRolam ento de esfera Rolam ento de rolo

    Quando necessitar de mancais com maior velocidade emenos atrito, o mancais de rolamento o mais adequado.

    Os rolamentos so qualificados em funo dos seus ele-mentos rolantes. Veja os principais tipos, a seguir.

    Os eixos das mquinas, geralmente, funcionam assenta-dos em apoios. Quando um eixo gira dentro de um furo produz-se, entre as superfcies do eixo e do furo, um fenmeno chama-do atrito de escorregamento.

    Quando necessrio reduzir ainda mais o atrito doescorregamento, utilizamos um outro elemento da mquina, cha-mada rolamento.

    Os rolamentos limitam, ao mximo, as perdas de energiaem conseqncia do atrito.

    So geralmente constitudos de dois anis concntricos,entre os quais so colocados elementos rolantes como esfe-ras, roletes e agulhas.

    MANCAIS DE ROLAMENTO

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    As dimenses e caractersticas dos rolamentos soindicadas nas diferentes normas tcnicas e nos catlogos defabricantes.

    Ao examinar um catlogo de rolamentos, ou uma normaespecfica, voc encontrar informaes sobre as seguintes ca-ractersticas:

    Mancal

    Eixo

    Rolam ento

    Esfera

    G orne de anel externo

    Porta-esferasou separador

    Canal ou gorne doanel interno

    Anel interno

    Anel e xterno

    Os rolamentos de esfera compem-se de:

    O anel externo fixado no mancal, enquanto que o anelinterno fixado diretamente ao eixo.

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    Caractersticas dos rolamentos:

    D = dimetro externo;

    d = dimetro interno;

    R = raio de arredondamento;

    L = largura.

    Em geral, a normalizao dos rolamentos feita a partirdo dimetro interno d, isto , a partir do dimetro do eixo emque o rolamento utilizado.

    Para cada dimetro so definidas trs sries de rola-mentos: leve, mdia e pesada.

    As sries leves so usadas para cargas pequenas. Paracargas maiores, so usadas as sries mdia ou pesada. Osvalores do dimetro D e da largura L aumentam progressiva-mente em funo dos aumentos das cargas.

    Os rolamentos classificam-se de acordo com as forasque eles suportam. Podem ser radiais, axiais e mistos.

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    Rolamentos para cargas radiais

    So rolamentos adequados para trabalhar com cargasatuantes perpendicularmente ao eixo da rotao.

    Radiais: no suportam cargas axiais e impedem o des-locamento no sentido transversal ao eixo.

    Normalmente consistem nos seguintes tipos:

    Rolamentos rgidos de uma carreira de esferas. Rolamento autocompensadores de esferas. Rolamentos de contato angular de uma carreira de es-

    feras (montados em pares, opostos). Rolamentos de contato angular de duas carreiras de

    esferas. Rolamentos auto compensadores de rolos. Rolamentos de rolos cilndricos. Rolamentos de agulhas. Rolamentos de rolos cnicos (montados em pares

    opostos).

    GRUPOS DE ROLAMENTOS COM REFERNCIAS CARGAS

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    Rolamentos para cargas axiais

    So rolamentos para suportar cargas aplicadas na dire-o longitudinal do eixo.

    Axiais: no podem ser submetidos a cargas radiais, im-pedem o deslocamento no sentido axial, isto , longitudinal aoeixo.

    Normalmente consistem nos seguintes tipos:

    Rolamentos axiais de esferas de escora simples (car-ga axial num nico sentido).

    Rolamentos de axiais de esferas de escora dupla (car-ga axial em ambos os sentidos).

    Rolamentos de contato angular de uma carreira de es-feras (montados em pares para suportar cargas axiaisem ambos os sentidos).

    Rolamentos de contato angular de duas carreiras deesferas (carga axial de ambos os sentidos).

    Rolamentos rgidos de uma carreira de esferas (pe-quenas e mdias cargas axiais em ambos os senti-dos).

    Rolamentos para cargas combinadas

    So rolamentos apropriados para suportar cargas resul-tantes de esforos radiais e axiais simultneos.

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    Z Z RS 2 RS2

    Mistas: suportam tanto carga radial como axial. Impe-dem o deslocamento tanto no sentido transversal quanto noaxial.

    Normalmente so utilizados nos seguintes tipos:

    Rolamentos rgidos de uma carreira de esferas Rolamentos de contato angular de uma duas carreiras

    de esferas. Rolamento de rolos cnicos. Rolamentos autocompensadores de rolos. Rolamento autocompensadores de esferas.

    Tipos de construo de rolamentos (referentes scargas)

    Rolamentos rgidos de esferas

    So rolamentos adequados para altas rotaes. Supor-tam cargas radiais e axiais. Podem ser fornecidos com vriostipos de blindagem ou placas, com ranhura para anel de reten-o no anel externo (capa). Em algumas execues so for-necidos pr- lubrificados, no devendo por isso, ser lavadosnem aquecidos para a montagem. So rolamentos compac-tos, baratos e de fcil aquisio.

    Fa

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    Por se tratar de rolamentos rgidos, no oscilam lateral-mente e no podem ser montados em mancais independentes,devem ser sempre montados em suportes integrantes de ummesmo bloco, isto , que tenham os alojamentos os rolamen-tos usinados simultaneamente de forma a manter sempre omesmo alinhamento entre ambos.

    Observao: Alguns rolamentos com vedaes de bor-racha atingem um limite de rotao inferior ao indicado em ca-tlogo pois h um desgaste excessivo devido ao aquecimento.

    Os chamados rolamentos tipo Y, so dotados de vedadoressemelhantes s placas 2RS ou outras ainda mais sofisticadasquando se destinam a aplicaes agrcolas. Esses rolamentostm a particularidade de possuir o anel esfrico externo, o quepossibilita compensar desalinhamentos entre mancais. Certasexecues possuem um furo no anel externo para receberrelubrificao. A fixao no eixo extremamente facilitada pelouso de um anel de trava localizado no anel interno.

    Rolamentos autocompensadores de esfera

    So rolamentos com capacidade de oscilar lateralmentepara compensar desalinhamento entre o eixo e o suporte. Pode,por isso ser montado sem problemas em mancais independen-tes. Suporta cargas radiais e, em menor grau, axiais.

    Pode ser montado diretamente no eixo ou com o auxliode uma bucha de fixao.

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    Vantagem de se utilizar bucha, o eixo no necessita deressaltos, roscas, nem arruelas de trava, totalmente liso e,portanto, de construo mais econmica. A regulagem da bu-cha requer ateno especial por parte do montador, pois umaperto excessivo ou insuficiente poder danificar o rolamento.

    O grau de desalinhamento permitido por estes rolamen-tos varia entre 1,5 a 3, dependendo da srie de dimenses. necessrio, portanto, verificar que a folga radial dos vedadorespermita o deslocamento angular do eixo.

    Rolamentos de contato angular de uma carreira deesferas

    Tm capacidade de suportar elevadas cargas axiais, gra-as a disposio angular de suas pistas. A carga axial somen-te pode ser aplicada num sentido (contra o flange alto do anelinterno ou do externo), no sentido contrrio os anis se des-montam. Por esse motivo sempre dois rolamentos desse tiponum mesmo eixo: um para suportar cargas e outro para su-portar as cargas no sentido oposto.

    Existem aplicaes em que dois rolamentos de contatoangular so montados lado a lado. Para esse tipo de disposi-o necessrio que os rolamentos tenham suas faces late-rais retificadas para evitar distribuies irregulares de carga.

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    NUNCA monte rolamentos comuns no lugar de rolamen-tos com as faces retificadas, se quiser evitar problemas deaquecimento e rpida danificao.

    Verifique os cdigos, por exemplo:

    7205 B: ROLAMENTO COMUM;7205 BG: ROLAMENTO FACEADO.

    Podemos ter 03 disposies de montagem: O, X, TAN-DEM (conforme figura abaixo). Na disposio O (linhas decontato se cruzam parecendo um O) proporciona uma monta-gem bastante rgida pois as linhas de ao de carga se afas-tam bastante do centro do conjunto. Esta disposio pode su-portar carga axiais em ambos os sentidos.

    Na disposio X as linhas de ao de carga se situamprximas ao centro do conjunto oferecendo, assim, uma mon-tagem menos rgida do que a O. Como no caso anterior, po-demos suportar com esta disposio cargas em ambos ossentidos.

    Na disposio TANDEM ambos os rolamentos so co-locados na mesma posio, de forma que as linhas de aode carga fiquem paralelas. Dessa forma a montagem tam-bm pode receber carga axial bastante elevada, porm ape-nas um nico sentido.

    Disposio em 0

    Disposio em X

    Disposio em Tandem

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    Rolamentos de contato angular de duas carreiras deesferas

    Funcionam de forma anloga disposio O. Entretan-to, como possuem anis integrais so mais estreitos do quedois rolamentos dessa execuo. Viade regra so utilizados com uma folgainterna bastante pequena para mon-tagens onde deslocamentos axiais soindesejveis. Exemplo em pinhescnicos onde no devem ocorrer per-das de ajuste com dentes da coroaquando da aplicao de carga.

    Em aplica-es que dispo-nham de pouco es-pao axial, comopor exemplo em po-lias de ponte rolan-te, a utilizao des-tes rolamentos

    bastante vantajosa. Equivale em termos de rigidez, coloca-o de dois rolamentos nos pontos em que a linha de ao decarga intercepta a linha de centro do eixo.

    Estes rolamentos normalmente tm de um dos lados umrasgo de entrada em ambos os anis para introduo de esfe-ras. Este rasgo enfraquece as pistas daquele lado e recomen-da-se que a fora axial predominante seja aplicada nas pistasopostas.

    O sentido de aplicao da fora axial de maior intensida-de geralmente indicado no anel interno do rolamento. H ro-lamentos deste tipo que tm o anel interno em duas peas eno tm rasgo de entrada. Neste caso indiferente o lado deaplicao da carga axial maior.

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    Rolamentos autocompensadores de rolos

    O princpio de aplicao idntico ao dos rolamentosautocompensadores de esferas. Somente que, pelo fato de serequipado com rolos possui uma capacidade de carga muito su-perior queles.

    Como possui elevada capacidade de carga radial, tam-bm utilizado em aplicaes em que no h problemas dedesalinhamentos mas apenas de grandes solicitaes.

    Exemplo: laminadores, mancais ferrovirios, britadores eoutros.

    Quando montado sob, bucha, permite regulagem bas-tante simples a reduo de folga controlada com auxlio decali-bradores de lminas.

    Os fabricantes geralmente, fornecem tabelas com os li-mites de folga interna recomendado para cada tamanho derolamento. Submetido a cargas predominantemente axiais, olimite de velocidade de 2/3 do valor indicado nas tabelas,para condies de carregamento normais.

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    Rolamento autocompensador de duas carreiras derolos

    um rolamento adequado aos mais pesados servios.

    Os rolos so de grande dimetro e comprimento.

    Devido ao alto grau de oscilao entre rolos e pistas,existe uma distribuio uniforme da carga.

    Rolamentos de rolos cilndricos

    Suportam elevada carga radial e via de regra nenhumacarga axial. Somente quando equipados com anis de encostopodem receber pequenas cargas axiais. So rolamentos quepodem deslocar-se axialmente sobre as pistas, compensandoassim as dilataes longitudinais do eixo ou eventuais erros deposicionamento dos mancais. So rgidos e, portanto, no po-dem ser montados em mancais independentes, salvo em apli-caes muito especiais.

    NU

    NJ NJ - HJ NUP

    N

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    Rolamentos de rolos cnicos

    Suportam elevadas cargas radicais e axiais (axiais numnico sentido). Devem ser sempre montados em pares, a fimde suportar cargas nos dois sentidos. Graas possibilidadede regular a sua folga, conseguem-se montagens bastante rgi-das. Exemplo: rolamentos de pinho, rodas de veculos sepa-rvel o anel interno, gaiola e rolos formam um conjunto (cone) eo anel externo independente (capa). As capacidades de car-ga axial e radial dos rolamentos de rolos cnicos variam bas-tante em funo do ngulo de contato de seus rolos e pistas,quando maior esse ngulo, maior a capacidade de carga axiale menor a radial.

    Rolamentos axiais de esfera de escora simples

    Suportam cargas puramente axiais e num nico sentido.Por isso, num mesmo eixo temos que utilizar, alm do rolamen-to axial, dois rolamentos radicais para suportar as cargas nes-sa direo. Seu anel de caixa deve ser montado com folga nomancal para que no receba nenhuma carga radial.

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    Quando houver possibilidade de desalinhamento entreos mancais deve-se utilizar a execuo dotada de contraplaca.Nessa execuo a contra placa suporta o rolamento sobre umbero esfrico de forma a permitir que este se acomode posi-o do eixo.

    Rolamentos axiais de esferas de escora dupla

    Rolamento anlogo ao tipoanterior, exceto que, como equipado com 2 carreiras de es-feras, suporta carga em ambosos sentidos. Exemplo: parafusossem fim com reservo. Devido aobaixo limite de rotao oferecidoest em desuso, sendo substituido por 2 rolamentos de contatoangular de duas carreiras de esferas. Em equipamentos sujei-tos a reverses constantes, costuma-se colocar molas sob osanis de caixa para garantir a unio e centralizao dos mes-mos durante as mudanas de sentido da carga.

    Rolamentos axiais autocompensadores de rolos

    Possuem extraordinria capacidade de carga axial e, con-trariamente aos outros tipos axiais, podem suportar cargas ra-diais de at 55% da carga axial aplicada. So equipados com

    gAjuste deslizante

    Mancal de escora vertical

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    rolos esfricos e por isso podem acomodar-se posio doeixo. Devido configurao de seu anel de eixo (o flange es-corregando na cabea dos rolos) somente podem ser lubrifica-dos a leo.

    So utilizados com freqncia em motores verticais degrande porte, geradores para hidreltricas, bases de guindas-tes porturios, escoras de grandes parafusos sem fim, escorasde eixos propulsores de navio, etc.

    Rolamentos de agulhas

    Funcionam de maneira anloga aos rolamentos de roloscilndricos. Apresentam vantagens quanto a sua pequena altu-ra de seo e elevada capacidade de carga. So muito utiliza-dos nas engrenagens do cmbio de automveis em geral, face necessidade de se obter montagens bastante compactas.Nessas aplicaes, s vezes, o prprio eixo substitui o anelinterno e o cubo da engrenagem o externo, o rolamento cons-titudo apenas por uma gaiola e as agulhas.

    Naturalmente tanto o eixo como o cubo da engrenagemdevem ser tratados para alcanar caractersticas semelhantess das agulhas: dureza 58 a 64 HRC e rugosidade superficialRa (ou = 0,2 mm (micrmetros).

    rola me nto de a gu lhas

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    Na seleo de rolamentos necessrio considerar umasrie de fatores para a determinao exata do melhor rolamen-to para uma certa aplicao.

    O tipo escolhido dever ser aquele que atendendo vidanominal desejada, seja, ainda o de mais fcil montagem, demenor preo e de mais fcil aquisio no mercado.

    Projetos excelentes muitas vezes tiveram que sofrer mo-dificaes de ltima hora na fase de construo, pois algumdos rolamentos escolhidos pelo projetista tinham prazo de en-trega de 24 meses ou que, mencionados em algum catlogoantigo.

    J tinham deixado de ser fabricados h muito tempo. Por-tanto, um bom entrosamento entre os setores tcnicos e desuprimentos resulta altamente produtivo.

    CRITRIOS PARA A SELEO DE ROLAMENTOS

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    Direo da carga

    A carga a ser suportada pelo rolamento predominante-mente radial ou axial? Se tratar de carga predominantementeradial NO podemos utilizar os rolamentos axiais de esferasnem, via de regra, os autocompensadores axiais de rolos. Setratar-se carga predominantemente axial podemos utilizar es-ses rolamentos e ainda os rolamentos de rolos cnicos e decontato angular de esferas.

    Cargas axiais leves tambm podem ser suportadas porrolamentos de uma carreira de esferas, ou autocompensadoresde rolos ou de esferas. Os rolamentos de uma carreira de esfe-ras podem ter sua capacidade de carga axial aumentada emat 20% quando utilizados com folga interna maior que o nor-mal (C3 e C4).

    Naturalmente estes conceitos servem para dar uma idiaou ponto de partida, ou eliminao, se reduzir a quantidade detipos at se chegar ao prximo ideal. No quadro a seguir ve-mos, de uma forma geral, quais os tipos de solicitao a quepodemos submeter os diversos tipos de rolamentos.

    Intensidade da carga

    A intensidade da carga pode influir na escolha do tipo dorolamento, se de esferas ou de rolos, por exemplo. Pode-sedizer que os rolamentos de esferas so usados geralmentequando agem cargas leves ou mdias, e os de rolos quandoagem cargas mdias ou pesadas. Citando alguns exemplos, nocaso de bicicletas, como agem cargas leves, usam-se rolamen-tos de esferas, para rodas de automveis (cargas mdias) po-dem ser usados tantos rolamentos de esferas como de rolos, eno caso de rodas de caminhes (cargas pesadas), usam-serolamentos de rolos.

    CARGA

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    Natureza de carga

    Se a carga for varivel com o tempo, esta dever serconvertida numa carga mdia, para a escolha do tipo e tama-nho do rolamento. Se a carga for de choque, deveremosmultiplic-la por fatores que podem ser obtidos em catlogos.

    Temos por exemplo, o caso de um rolamento aplicado nocmbio de um automvel submetido s seguintes solicitaes:

    Marcha Carga - kgf % Utilizao

    1a 1295 0,52a 738 2,53a 508 15,04a 0 82,0

    notrio que nesse exemplo correramos o risco de es-colher um rolamento muito grande se adotssemos as cargasprovenientes em 1 marcha, ou muito pequeno quando em 3ou mesmo em 4 marcha. Se determinarmos a carga mdia parao rolamento do exemplo dado verificaremos que esta apenasde 340 kgf.

    Para rolamentos sujeitos a cargas vibratrias intensas,como as que ocorrem em rolos compactadores e peneirasvibratrias, devem ser tomadas precaues no somente daescolha do rolamento em si, mas tambm quanto ao tipo degaiola utilizado. Nessas aplicaes no recomendvel o usode rolamentos com gaiolas do tipo standard, pois elas no re-sistem aos esforos dinmicos a que so submetidas, partindo-se e liberando os corpos rolantes. Recomenda-se gaiolas ma-cias de ao ou lato, centradas num dos anis do rolamento,ou gaiolas prensadas de ao reforadas.

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    Duas consideraes devem ser feitas: trata-se de apli-car os rolamentos em mancais independentes ou integrantesde uma estrutura nica?

    Se os mancais so independentes, devemos utilizar rola-mentos autocompensadores (figura a seguir), pois dificilmentepoder ser garantido um perfeito alinhamento entre eles. Estadificuldade pode ser ilustrada pelo seguinte exemplo:

    Por mais que um mecnico tenha se esmerado em con-seguir um bom alinhamento entre os mancais de uma mquinanuma montagem no perodo da manh a 20C, ao meio dia atemperatura perder ter subido para 32C, a estrutura metlicaonde se apoiam esses mancais ter sofrido uma srie de defor-maes suficientes para alterar todo o posicionamento original.

    Por esse motivo quando utilizamos suportes independen-tes ou de centragem duvidosa, devemos utilizar rolamentosautocompensadores, a fim de que o conjunto possa alinhar-seautomaticamente.

    GRAU DE ALINHAMENTO

    ar

    ar

    disco de resfriam ento

    Mancais independentes paraventilador de gases quentes

    Em mancais de escoras independentes, via de regra,so montados autocompensadores em conjunto: um parasuportar esforos axiais e outro para suportar esforos radi-ais.

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    Nesse tipo de montagem importante observar que ocentro de compensao do rolamento axial se situe exatamenteno centro do rolamento radial, para que ambos oscilem emtorno do mesmo ponto. Caso este detalhe no seja levado emconsiderao os rolamentos sero danificados rapidamente. interessante destacar tambm que o rolamento de escora noest centrado na caixa, evitando-se assim que receba esforosradiais. Da mesma forma foi observada uma folga g entre atampa superior e o rolamento radial para garantir que este te-nha seu anel externo livre axialmente.

    Em equipamentos sujeitos a reverses constantes costu-ma-se colocar molas sob o encosto do rolamento. Isto feitopara garantir que os anis permaneam unidos e centradosdurante as mudanas do sentido de carga.

    gAjuste deslizante

    Mancal de escora vertical

    Tratando-se de mancais integrantes de um mesmo blo-co, com por exemplo, de caixas de cmbio, motores eltricose demais equipamentos que possam receber uma boacentragem, poderemos utilizar rolamentos rgidos pois o ali-nhamento garantido de forma permanente. claro que porquestes de capacidade de carga ou disponibilidade de esto-que, quisermos colocar ali rolamentos autocompensadores,no haver nenhum inconveniente.

    Ajuste deslizante

    Mancal de dupla escora

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    Limite de rotao

    Nos catlogos geralmente so indicados os limites de ro-tao que podem ser atingidos plos diversos tipos e tama-nhos de rolamentos, quando lubrificados com graxa ou comleo. Esses limites podem ser considerados satisfatrios paraa grande maioria dos equipamentos fabricados na atualidade.

    Existem, entretanto, casos em que os valores de rotaoso bem mais elevados, como por exemplo em pequenasretificadoras, turbinas e centrifugadoras. Para trabalhar a rota-es superiores quelas indicadas nos catlogos, necess-rio que sejam previstas uma srie de medidas suplementares,como por exemplo tipo de gaiola, tolerncias, lubrificao, etc.

    No desempenho em altas rotaes se destacam os rola-mentos rgidos de uma carreira de esferas, os de contato angu-lar, e os de rolos cilndricos. Os rolamentos cnico apresentamsrias restries devido elevada temperatura que se desen-volve entre o flange de encosto do anel interno e os rolos, ondeocorre atrito de escorregamento.

    Gaiola

    Como j comentamos, os limites de rotao dos rolamen-tos com gaiolas standard so tabelados. Acima das rotaesindicadas, essas gaiolas passam a oscilar violentamente sobreos corpos rolantes provocando aquecimento e vibraes atque se destruam. Se quisermos ir alm desses limites, portan-to, devemos adotar formas construtivas e materiais mais resis-tentes (tambm encontradas no mercado).

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    Geralmente um dos anis do rolamento tem que estarfirmemente fixado no eixo ou na caixa. s vezes isto feito emambos os anis. Em qualquer caso, isto obtido fazendo o eixoum pouco maior que o furo do anel interno, e ou ento, o as-sento da caixa um pouco menor do que o dimetro externo doanel esterno. Dessa forma, o anel interno ser expandido e oanel externo ser comprimido numa certa proporo.

    Conseqentemente o espao disponvel para os corposrolantes diminuir quando o rolamento for montado, e isto levado em conta quando o rolamento fabricado. O rolamentodeve ter uma folga interna maior antes da montagem, a fim deevitar que os corpos rolantes sejam comprimidos quando o ro-lamento for montado na mquina.

    A folga interna do rolamento definida como a distnciatotal atravs da qual um anel do rolamento pode se mover emrelao ao outro na direo radial (folga radial interna) ou nadireo axial (folga axial interna). A folga radial interna umfator importante no desempenho satisfatrio do rolamento. Quan-do um rolamento posto em trabalho, a temperatura dos anise corpos rolantes aumenta. Se estes componentes no se man-tm a uma temperatura uniforme, eles tero diferentes grausde dilatao, o que tambm influenciar na folga interna dorolamento.

    Folga radia l

    Folga axia l

    FOLGA

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    Em operao a folga interna de um rolamento de esferasdeve ser prxima de zero. Os rolamentos autocompensadoresde rolos e os de rolos cilndricos necessitam sempre de umapequena folga interna, ligeiramente maior que a dos rolamen-tos de esferas. A folga normal de um rolamento tal que, comos ajustes normalmente usados para o anel interno e externo, esob condies normais de operao, seja mantida em funcio-namento a folga recomendada para este rolamento.

    Os rolamentos com folga interna diferente da normal sousados em casos onde as condies de operao exigem queambos os anis sejam montados com interferncia ou quandoas condies de temperatura so excepcionais. Um ajustedeslizante no eixo ou uma temperatura mais alta no anel exter-no podem, por exemplo, exigir uma folga menor que a normal.Ajuste interferente em ambos os anis, ou ajuste interferenteno eixo ou temperatura muito elevada no anel interno, exigemem geral folga maior que a normal. Os rolamentos com folgasdiferentes da normal so designados pelos sufixos C1 a C5.

    Os valores de folgas internas nas diferentes classes paraos principais rolamentos esto listados em catlogos.

    Folga radial

    Prxima de 0

    Um pouco acima de 0

    Um pouco acima de 0

    Menor

    Folga

    C1. C2. C3. C4. C5 .

    Folga

    Norm al

    Maior

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    Exemplos de seleo de folga diferentes da normal

    Condies de Trabalho Exemplos de Aplicaes Folga(referncias)

    Casos de grande flexo Roda traseira de Equivalente aono eixo veiculos C5

    Mquinas deCasos de passagem de papel C3 C4do vapor em eixos va-dos ou casos de aque- Mesa de rolos decimento de rolos laminadores C3

    Motor de trao C4Casos de grandescargas de choque evibrao Peneira vribratria C3 C4

    Casos de ajuste cominterferncia tanto no Acoplamentos hidru-anel externo licos C4

    Diferencial de tratores C4

    Casos de ajuste com Pescoo de cilindro Equiva-folga tanto no anel int. de laminao lente aocomo no anel exterior C2

    Casos de exigncia Motores eltricossevera no rudo e vi- pequenos (aplicao C1 C2 CMbrao durante o tra- especial)balho

    Casos como o deajuste de folga na ins-talao para controlar Eixo principal de torno CC9 CC1o desvio de giro doeixo

    Folgas C1 e C2 so utilizadas, por exemplo, em rolamen-tos para cabeotes de torno, de retificas de preciso ou emconjuntos cora-pinho, onde uma boa rigidez necessria. Ascondies de aplicao de rolamentos C1 e C2 devem ser mui-to bem estudadas. Uma montagem com muita interferncia nosassentos ou passagem de calor pelo eixo podem eliminar com-pletamente a folga interna do rolamento, danificando-o prema-turamente.

    As folgas C3, C4 e C5, so utilizadas quando o anel in-terno for mais aquecido do que o externo ou quando forem utili-zados ajustes apertados nos assentos.

    A folga C3 utilizada em equipamentos como grandesmotores eltricos, laminadores, fusos em alta rotao. Com re-lao ao ajuste, deve ser utilizado rolamento com folga C3 sem-pre que se especifiquem eixos com tolerncias n6, r6, r7.

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    As folgas C4 e C5, so utilizadas em equipamentos comcalandras e cilindros secadores onde o eixo oco para permitira passagem de vapor seco (temperatura em torno de 120C,geralmente).

    Temperatura

    Uma questo importantssima saber qual a temperatu-ra de trabalho a que ser submetido o rolamento. Esta questono apenas importante sob o ponto de vista de lubrificao,mas tambm porque: rolamentos standard no devem traba-lhar a temperaturas superiores a 120C.

    Acima dessa temperatura comea a ocorrer uma srie demodificaes na estrutura do rolamento, perda de preciso deforma de seus componentes e reduo de capacidade de car-ga. Por isso, se a temperatura de trabalho ultrapassar esselimite, devemos considerar as seguintes possibilidades:

    Utilizar um sistema de lubrificao que nos permita res-friar o rolamento: circulao de leo, atomizao deleo ou spray.

    Resfriar o eixo ou a caixa atravs de circulao de guaou de ar.

    Mancal refrigerado a gua

    Utilizar rolamentos estabilizados, isto rolamentos que,antes da retificao final, tenham sido submetidos a umrevenimento temperatura em que sero utilizados. Nas desig-naes de rolamentos desse tipo podem receber sufixos comopor exemplo:

    Sufixo TemperaturaS0 at 150CS1 at 200CS2 at 250CS3 at 300C

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    Exemplo: rolamento NU 212/S2

    Para aplicaes em vagonetas de forno-tnel, ondebaixssimas rotaes se associam a temperaturas na ordem de300 a 350C, so fabricados rolamentos especiais que rece-bem uma denominao um pouco diferente: VA2101

    Esta denominao indica um rolamento de grande folgainterna (anis estabilizados) e superfcies tratadas com cidose lubrificadas com grafite.

    Exemplos: 6205/VA201; 22309 CJ/A706

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    Nenhum rolamento possui uma concentricidade perfeitaentre o centro geomtrico de suas pistas e o de seus assentos,isto , todos os rolamentos tm um certo grau de excentricida-de entre seus anis. O deslocamento obtido girando-se o anelinterno ou anel externo do rolamento de uma volta chamadodesvio de giro (run-out) e equivale a 2 vezes a excentricidade.

    Desvio de giro radial

    (Run-out radial ) do anel interno

    Rolamentos com pequenas excentricidade so qualifica-dos como de boa preciso de giro.

    Um maior ou menor grau de preciso pode ser expressopelos sufixos:

    P6, P5, P4, SP, UP- - - - - - - - - - - - - - - >

    MAIOR PRECISO

    Esses sufixos expressos numericamente para um rola-mento de uma carreira de esferas 6210 com 50 mm de furo e90 mm de dimetro externo, apresentariam o seguinte quadro:

    Categoria de preciso Normal P6 P5 P4 SP UP

    Run-out radial do anel

    inteiro 15 10 5 4 * 2

    Valores em 0,001 mm

    PRECISO DE GIRO

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    Os sufixos P6, P5 e P4 podem ser combinados com osde folga interna, por exemplo: P6 com C3 indicado simples-mente por P63, tendo uma designao: 6205 TP/P63.

    A preciso de giro adequada a cada tipo de aplicao ditada pelas tolerncias que desejamos alcanar nas peas aserem produzidas. Tratando-se de um torno de produo, porexemplo, seria recomendvel utilizar rolamentos P6. Um tornode preciso requeria rolamentos P5, P4 ou SP.

    Retficas e equipamentos com requisitos de giro extre-mamente precisos necessitam rolamentos UP.

    Neste ponto convm chamar a ateno do projetista paraum comentrio bastante importante.

    De nada adianta instalar um rolamento de alta precisoem um eixo ou suporte totalmente ovalizado ou cnico. Esseselementos tambm devero ser construdos com tolerncias deajuste e de forma compatveis com o grau de preciso que sedeseje alcanar.

    Para o rolamento 6210/UP, por exemplo, essas tolernci-as seriam:

    eixo: dimetro 50 JS4/ IT1* 0,0035/ 0,0015 caixa: dimetro 90 JS4/ IT1* 0,0005/ 0,0025

    (* conicidade e ovalizao mximas, ver outras tabelas)desvio mximo da face do encosto da caixa:IT2 = 0,004 mm

    desalinhamento mximo entre mancais para L = 300 mme = 0,003 a 0,005 mm

    Uma vantagem paralela oferecida pelos rolamentos dealta preciso a de permitir limites de rotao mais elevados,graas a uma melhor centragem e acabamento de seus com-ponentes.

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    por isso que para rotaes acima dos limites de catlo-go se costuma usar rolamentos com preciso maior que a nor-mal.

    Tipo de gaiola, folga interna, lubrificao e preciso doscomponentes afins so fatores muito importantes no desempe-nho dos rolamentos de alta preciso. Cada um desses elemen-tos deve ser cuidadosamente estudado de forma a compor umconjunto que trabalhe harmoniosamente.

    Seleo do tamanho

    Para selecionar o tamanho de um rolamento necess-rio estar de posse dos seguintes dados:

    Fa = carga axial, kgfFr = carga radial, kgfn = rotao, r/minLh = vida nominal desejada, horas

    As trs primeiras informaes podem ser obtidas medi-ante clculo ou mediante medio no caso de haver prottiposde mquina em funcionamento. Se as foras forem variveis,devero ser convertidas em foras mdias.

    O valor Lh, ou seja da vida nominal do rolamento deveser determinado, pelo projetista, em funo do tipo de equipa-mento ou grau de confiabilidade desejado.

    Antes porm uma rpida definio do que seja vida oudurao de um rolamento:

    A vida de um rolamento defini-se como nmero de rota-es (ou nmero de horas de funcionamento a uma data velo-cidade constante) que pode suportar o rolamento antes queapaream sinais de fadiga em algum de seus anis ou de seuscorpos rolantes.

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