A instalação correta de um rolamento radial de esferas ou de rolos é fundamental para alcançar a vida útil completa do componente. Métodos de montagem inadequados que aproveitam atalhos, como o uso de martelo ou maçarico, resultarão em falha prematura ou em potencial risco à segurança. Este artigo aborda dicas para instalar rolamentos corretamente, especificamente instalar rolamentos não alojados, versus unidades de rolamentos alojados como suporte.
É imperativo que todas as questões de segurança tenham sido abordadas, que tenha sido concedido tempo suficiente para o trabalho e que o procedimento seja compreendido por todos, antes de iniciar o trabalho de instalação do rolamento. Um investimento em ferramentas adequadas, treinamento processual e tempo resultará em economia definitiva de custos e prolongará a vida útil do rolamento e da máquina na qual ele é montado. O preço do rolamento e as horas-homem necessárias para fazê-lo corretamente são minúsculos em comparação com o custo total do tempo de inatividade, o preço inicial da máquina, os potenciais danos auxiliares e, claro, os danos que podem ocorrer a um instalador ou operador da máquina. “Acertar da primeira vez” não é apenas um clichê; deve ser obrigatório e fazer parte da cultura de manutenção em suas instalações. Todos os equipamentos de proteção individual (EPI) exigidos devem ser usados durante esses processos.
Remoção mecânica, instalação e métodos
Remover um rolamento com falha de forma segura e correta é o primeiro passo. Extratores e prensas projetados para essa finalidade são as melhores opções por três motivos: segurança, economia de tempo e minimização de danos ao eixo e à carcaça durante o processo. Extratores mecânicos de duas e três mandíbulas puxam uniformemente o anel externo quando o pino roscado, que está centralizado na extremidade do eixo, é apertado (ver imagem 1).
Outro tipo de ferramenta de remoção é o separador ou tipo faca que possui duas placas colocadas atrás do rolamento. Os extratores para serviços pesados são feitos com pistões assistidos hidraulicamente, facilitando sua remoção. Se o rolamento for removido com uma ferramenta de corte de alta velocidade e usado sem cuidado, o eixo e o alojamento poderão ser danificados. Embora as limitações de tamanho e espaço às vezes determinem a necessidade desse método, quaisquer cortes e cortes subsequentes no eixo ou no alojamento resultam na remoção do metal. Essa remoção do metal, por sua vez, altera as importantes tolerâncias dimensionais e a montagem correta do rolamento. Se possível, evite chamas ou faíscas durante o processo.
Geralmente não é recomendado reutilizar um rolamento que tenha sido retirado de serviço, mas é recomendado que o rolamento seja examinado após a remoção para verificar a causa da falha. O estresse ao longo do tempo pode causar danos que não podem ser vistos a olho nu. Também requer algum treinamento e experiência em análise de falhas para determinar a causa e a natureza da falha. A única ocasião em que um rolamento pode ser reutilizado é se tiver sido enviado de volta ao fabricante para limpeza, inspeção, medição, reafiação e remontagem. Isto não é conveniente com rolamentos menores.
É imperativo manusear o rolamento de substituição com cuidado durante o armazenamento ou durante o processo de instalação. Condições de armazenamento limpas, secas, ecológicas e sem vibrações são as melhores. Não desenrole o rolamento até estar pronto para instalá-lo. Não lave o lubrificante de fábrica, a menos que seja necessário devido a requisitos especiais de lubrificação. A limpeza é um modo de vida, tanto para o mecânico quanto para o rolamento.
É importante garantir que uma substituição exata seja usada. Existem duas maneiras de identificar um componente mecânico: fazer medições e/ou verificar um número de peça. Fabricantes respeitáveis marcam os anéis de um rolamento com um número de peça. Você pode consultar esse número em um catálogo que lista tamanhos e tolerâncias de anéis. Uma medida aproximada pode ser obtida usando um paquímetro. Para medições exatas, recomendamos um micrômetro Vernier calibrado e certificado que mede 0,0001 polegada.
O eixo e o alojamento devem estar limpos e sem arranhões e rebarbas. Embora a lixa seja comumente usada na indústria para essa finalidade, lembre-se de que partículas soltas do papel protetor podem contaminar o rolamento. De preferência, devem ser usados cotonetes industriais Scotch-Brite para limpar o eixo ou o alojamento de qualquer desgaste ou corrosão. Você pode usar um óleo de máquina leve para remover umidade ou ácidos. A limpeza é fundamental em todo o processo. Lembre-se de que o tamanho, formato e condição do eixo e da caixa têm efeito direto na vida útil do rolamento de substituição.
É imperativo medir e verificar o furo do eixo e da caixa para garantir que estejam dentro das tolerâncias dimensionais recomendadas para sua aplicação e tamanho do rolamento. Devem ser usados instrumentos de medição calibrados, como um micrômetro ou um paquímetro. Um método de medição de oito pontos é recomendado tanto para o eixo quanto para o alojamento (veja a Figura 1). Isto envolve quatro medições em vários locais para determinar se o eixo e o alojamento não são elípticos e se os lados são paralelos. Os guias de instalação de rolamentos e os manuais do maquinista listarão os vários tipos de ajuste e a tolerância dimensional exata para anéis de rolamento, eixos e caixas. Caso não estejam dentro das especificações sugeridas, haverá redução na vida útil do rolamento. Um eixo superdimensionado ou uma caixa subdimensionada reduzirão a folga interna necessária no rolamento. Essa folga é necessária para permitir a livre rotação dos corpos rolantes, do filme lubrificante e da expansão do metal que ocorrerá devido às mudanças térmicas. Ajustes muito frouxos farão com que o rolamento se mova ou deslize, puxando o metal, o que inevitavelmente acaba no rolamento. Lembre-se, meça antes da montagem.
Os três tipos gerais de ajuste são: interferência ou apertado, linha a linha e lacuna ou solto. O ajuste é determinado pela natureza da aplicação, carga, tamanho, tipo de rolamento e anel giratório.
O nível de força necessário para encaixar corretamente um rolamento é determinado pelo tipo e grau de ajuste por pressão. Na maioria das aplicações, qualquer anel giratório terá um ajuste por pressão. Por exemplo, o eixo de um motor elétrico gira com o rotor. Portanto, o anel interno do rolamento exigirá um ajuste por pressão e o anel externo será um ajuste entre linhas ou folga.
Rolamentos menores que 50 mm (mm) de diâmetro podem ser montados usando uma chave de rolamento se os anéis forem instalados com um ajuste com interferência leve. As ferramentas de acionamento consistem em um tubo metálico, anéis de impacto em polímero e um martelo de percussão (ver imagem 2). Este tipo de guia de mangueira pode ser usado com buchas e anéis de vedação de óleo/graxa. É importante usar a luva e o anel de impacto do tamanho correto e garantir que a almofada não dobre durante a colocação.
Uma prensa de mandril é um método seguro para remoção e instalação. A prensa deve ser fixada em uma bancada resistente ou no chão. Uma cremalheira e pinhão junto com uma alça longa são usados para fornecer alavancagem. Pressionar a alça abaixa o rack. Nunca conecte uma mangueira à alça. Aplique pressão lentamente. Uma placa ranhurada, comumente chamada de bigorna, é usada para apoiar a peça da máquina e permitir o acesso através do eixo. O ideal é usar apenas acessórios projetados para impressão. O travamento adequado dos anéis do rolamento é essencial, assim como o alinhamento e a quadratura da peça de trabalho para obter uma força consistente e eficaz. Ao usar uma prensa, certifique-se de que os anéis do rolamento estejam travados corretamente para que as forças de montagem não sejam transmitidas através dos corpos rolantes. Essas forças causarão amolgadelas nos caminhos dos trilhos, conhecidos como verdadeiro brinelling.
Uma prensa hidráulica é uma máquina útil e eficiente para remover e instalar rolamentos, mas seu uso apresenta várias ressalvas. É imprescindível que o técnico de manutenção receba treinamento em segurança e uso correto. Existem inúmeros perigos para o operador e existe o risco de danos aos componentes usinados associados. Essas prensas são geralmente avaliadas em toneladas de pressão. Mantenha as mãos livres, identifique o botão start/stop e use EPI. As mesmas considerações que se aplicam ao uso de prensas manuais são aplicáveis ao uso de prensas hidráulicas. São necessários esquadro e alinhamento da peça de trabalho, travamento adequado do rolamento e do eixo e pressão lenta e uniforme. Abaixe lentamente o pistão e observe onde a força é aplicada. A mesma pessoa deve iniciar/configurar o trabalho e operar a impressora.
Remoção térmica, instalação e métodos
Baixar ou aumentar a temperatura do rolamento, eixo e/ou alojamento dentro dos limites prescritos é outro método de remoção e instalação de rolamentos. Todas as notas de advertência mencionadas para métodos de remoção mecânica também se aplicam aos métodos térmicos. O eixo e o alojamento devem estar limpos e sem arranhões e rebarbas. Você deve reservar um tempo para medir e confirmar se o eixo e o alojamento estão dentro das dimensões recomendadas. Se o eixo ou alojamento não estiver dentro das tolerâncias recomendadas, ele deverá ser substituído. Embora o uso de agentes de ligação possa economizar tempo temporariamente, os compostos de montagem de rolamentos não substituem a necessidade de um bom ajuste dimensional.
O uso de nitrogênio líquido ou gelo seco para baixar a temperatura de componentes de aço só deve ser utilizado em casos de ajuste com interferência extrema. Durante os meses de inverno nos climas do norte, é comum que os técnicos coloquem eixos de grande diâmetro no exterior durante a noite, depois aqueçam a almofada pela manhã e montem-nas. Lembre-se, um subproduto deste processo pode ser a formação de água devido a rápidas mudanças de temperatura e ponto de orvalho associado. Água no aço é igual a ferrugem.
Há uma variedade de aquecedores de rolamentos, como o tipo cone, placa quente, forno de pizza e o muito comum banho de óleo. Todos esses caras têm duas coisas em comum: são lentos e geralmente sujos. Para montar rolamentos em um eixo, a melhor maneira é usar um moderno aquecedor de rolamentos por indução (ver imagem 3). Eles são seguros, rápidos, eficientes e limpos. Os aquecedores por indução vêm em vários tamanhos, muitos dos quais portáteis ou colocados em um carrinho. Eles também podem ser usados para aquecer outros componentes, como cubos de acoplamento e buchas.
Aquecedores de rolamentos de indução produzem um forte campo magnético alternado para induzir correntes parasitas no metal. Essas correntes causam rápido aquecimento do anel. Pode ser comparado a um transformador que utiliza uma bobina primária com muitos enrolamentos e uma bobina secundária com poucos enrolamentos (o mancal). A bobina secundária fornecerá uma baixa tensão com alta amperagem. A almofada atua como uma bobina secundária de volta única em curto-circuito, através da qual uma baixa tensão alternada passa em amperes elevados. O resultado: o anel mais próximo da barra aquece rapidamente. Um dos subprodutos desse processo é a magnetização. Os aquecedores modernos possuem um ciclo de desmagnetização automatizado no final do processo. Lembre-se, a sonda de temperatura deve ser colocada no anel interno de expansão para acomodar um ajuste de pressão no eixo. A configuração de temperatura recomendada é 110°C ou 230°F.
Lembrete de instalação de rolamento
- Use seu EPI.
- O manuseio e a limpeza cuidadosos são importantes.
- Se possível, evite martelos de aço ou faíscas.
- Inspecione o eixo e o alojamento. Remova rebarbas.
- Meça, meça e meça novamente.
- Tamanho importa.
- Use substituições idênticas.
- Evite o superaquecimento.
- Use as ferramentas certas.
- Fique seguro, pense seguro, faça com segurança!
Conclusão
A instalação correta de um rolamento radial de esferas ou de rolos é fundamental para alcançar a vida útil completa do componente. Para que a instalação do rolamento ocorra com sucesso, é imperativo que todas as questões de segurança tenham sido abordadas, que tenha sido concedido tempo suficiente para o trabalho e que o procedimento seja compreendido por todos antes do início do trabalho.
