A experiência diária em engenharia de aplicações mostrou que a escolha do tipo de rolamento correto pode ser alcançada com sucesso pelos clientes com base na documentação e nas ferramentas fornecidas pelo fabricante do rolamento e usando diretrizes comparáveis como referência.
Este processo de seleção é normalmente dominado por dois fatores complementares: primeiro, o grau de vida útil do rolamento exigido na aplicação como resultado da relação entre a classificação de carga dinâmica do rolamento e a magnitude e direção(s) das forças que atuam e a velocidade de rotação. Em segundo lugar, o tamanho construtivo do rolamento em relação ao espaço disponível na aplicação.
Além disso, existem muitas outras características críticas do rolamento que nem sempre são levadas em consideração com a diligência necessária e que podem posteriormente causar problemas e dúvidas na aplicação real do rolamento. Pela experiência prática são, entre outros: tipo de gaiola; lubrificação; Variantes de vedação padrão pré-instaladas em rolamentos rígidos de esferas e outros.
O seguinte deve ser considerado uma visão geral e um auxílio ao considerar essas características em um projeto e com o objetivo de responder às perguntas mais frequentes sobre esses tópicos.
O jogo nominal
A folga nominal do rolamento é a distância entre as posições finais em que os anéis de um rolamento podem ser movidos uns contra os outros. Para a maioria dos rolamentos radiais, essa distância radial de movimento, mais conhecida como folga radial, é fornecida em publicações, enquanto os rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras ou pares e os rolamentos de rolos cônicos são listados com uma folga axial. As gamas de jogos são combinadas em classes de jogos (radiais) que são amplamente padronizadas de acordo com. de acordo com DIN 620 e facilmente identificável pelos sufixos C3, C4 etc.
A folga do rolamento tem uma influência significativa no funcionamento e desempenho de um rolamento e deve-se considerar que, com algumas exceções em aplicações especiais, um rolamento sempre requer uma certa folga para o correto funcionamento, a chamada “folga operacional”. .
Esta folga operacional resulta principalmente da classe de folga escolhida do rolamento em combinação com os ajustes do eixo e da caixa necessários para uma aplicação específica, o material do eixo e da caixa respectivamente. seu coeficiente de expansão térmica e a diferença de temperatura entre o eixo e o alojamento durante a operação, incluindo potencialmente calor adicional que é transferido para a aplicação através do eixo. Normalmente, esses fatores causam uma “constrição” do rolamento, reduzindo assim consideravelmente a folga nominal e, na pior das hipóteses, um cenário pode resultar em pré-carga inadvertida.
Para reconhecer o risco de pré-carga inadvertida que normalmente causa perdas adicionais por atrito e aquecimento, representando, portanto, um risco muito real de falha prematura do rolamento, é altamente recomendável que uma avaliação da folga operacional seja adicionada a qualquer processo de seleção de rolamento. É necessário escolher a classe de folga do rolamento que proporcione folga suficiente durante as operações.
As fórmulas correspondentes são publicadas na documentação técnica dos fabricantes de rolamentos e o departamento de engenharia de aplicação está apto a apoiar o cliente com análises detalhadas e recomendações.
Tipo de gaiola
Cada rolamento é fornecido pelo fabricante equipado com um tipo de gaiola padrão que pela soma de suas características – principalmente o material da gaiola e guia – é adequada para uso em aplicações “padrão”.
Uma verificação mais detalhada do tipo de gaiola normalmente é recomendada em conjunto com o fabricante do rolamento a ser usado em uma aplicação específica quando ocorrerem as seguintes condições operacionais, incluindo:
- Temperatura de operação – por exemplo, gaiolas de poliamida (PA 6.6.) Atingem seu limite de uso em temperaturas de operação de 120°C. Acima desta temperatura devem ser utilizadas gaiolas metálicas ou aplicação de gaiolas plásticas especiais como PEAK.
- Aceleração rápida e/ou cargas baixas: Nestes casos, dependendo do tipo e tamanho do rolamento, deve-se considerar o uso de gaiolas leves, por exemplo, gaiolas de poliamida ou aço prensado ou gaiolas guiadas por anéis, para evitar o peso da gaiola de retardar ou bloquear o movimento dos corpos rolantes, causando subsequentemente danos por rebarbas devido ao escorregamento.
O mesmo princípio também se aplica a aplicações onde os rolamentos estão sujeitos a cargas de choque, vibrações e altas forças centrífugas, por exemplo, em eixos excêntricos.
- Situação de lubrificação – em geral, as aplicações lubrificadas com graxa favorecem o uso de gaiolas guiadas por elementos rolantes, pois a formação de uma película lubrificante suficientemente estável no espaço entre uma gaiola guiada por anel e o próprio anel muitas vezes não pode ser alcançada de forma confiável.
Os rolamentos lubrificados a óleo normalmente não estão sujeitos a tais restrições. No entanto, eles exigem esforços adicionais de projeto na periferia do rolamento. Uma consideração adicional deve ser a compatibilidade de óleos lubrificantes altamente sintéticos e de alta tecnologia com plásticos e borracha usados em gaiolas e vedações externas.
Lubrificação
A seleção do lubrificante correto responde à avaliação da adequação e durabilidade de um lubrificante, por exemplo em rolamentos rígidos de esferas pré-lubrificados e vedados, representa, além do tema folga do rolamento, um dos tópicos mais subestimados em o uso de rolamentos. Por um lado, o melhor efeito de lubrificação possível deve ser considerado para minimizar o atrito e o contato com o metal sob condições operacionais realistas. Por outro lado, qualquer lubrificante está sujeito ao envelhecimento durante a operação, dependendo das condições reais de operação. Muitas vezes, o desempenho do lubrificante é degradado a ponto de atingir o fim de sua vida útil muito antes do próprio rolamento. A temperatura operacional real novamente desempenha um papel significativo neste contexto.
Variantes de vedação padrão pré-instaladas em rolamentos rígidos de esferas e outros
Existem vários equívocos em relação ao uso e desempenho de vedações de rolamento pré-instaladas oferecidas pelo fabricante, o que, por sua vez, pode afetar o desempenho real e a longevidade dos rolamentos.
Primeiro, o contato com as vedações dos rolamentos não deve ser considerado estanque. Isto surge do espaço muito limitado no qual tais vedações são integradas e do necessário compromisso de projeto entre a eficiência da vedação e a minimização do atrito e da perda por atrito associada. Portanto, dependendo da aplicação real, recomenda-se avaliar cuidadosamente as vedações de rolamento pré-instaladas em termos da eficiência de vedação necessária e equilibrá-las com perdas por atrito aceitáveis. Se as soluções disponíveis forem insuficientes, o uso de rolamentos especiais pode ser considerado, por exemplo, com retentores radiais integrados, ou medidas adicionais de vedação externa da posição do rolamento devem ser fornecidas.
Um segundo problema que surge frequentemente no contexto de rolamentos pré-lubrificados e vedados é a formação de um “colar de graxa” na folga ou no lábio de vedação. Este colar de graxa resulta da expulsão de uma pequena quantidade de graxa durante o processo interno de distribuição de graxa quando um rolamento começa a operar. Embora possa afetar a percepção visual de um rolamento, esse colar não é realmente um defeito, mas sim uma proteção adicional para o rolamento, pois captura a contaminação bem fora do rolamento e longe da folga de vedação ou lábio de vedação real, ajudando assim a atrasar ainda mais um intrusão de contaminação no próprio rolamento.
