As caixas de rolamentos são conjuntos modulares projetados para facilitar a instalação de rolamentos e eixos, ao mesmo tempo que os protegem, prolongam sua vida útil e simplificam a manutenção.
As caixas vêm em vários tamanhos e geralmente se enquadram em cinco categorias padrão: caixas de mancal divididas (ou almofadadas), caixas de mancal não divididas, caixas de flange, caixas de enrolamento e caixas de dois rolamentos. Esses produtos podem ser projetados para atender a requisitos de serviço específicos, como carga, velocidade e condições ambientais operacionais.
Projetos de mancais não padronizados também podem ser fornecidos para necessidades específicas do cliente: por exemplo, onde alturas especiais de centro de eixo, arranjos de vedação incomuns ou materiais de construção não padronizados podem ser especificados.
Se a facilidade de instalação e manutenção são considerações primárias, os mancais divididos são uma excelente escolha, pois não apenas acomodam eixos pré-montados, mas também simplificam as inspeções e manutenção dos rolamentos, pois o eixo não precisa ser desmontado. Essas unidades são projetadas para rolamentos autocompensadores de esferas CARB, rolamentos autocompensadores de rolos e rolamentos de rolos toroidais CARB. Os suportes de mancal não divisíveis são preferidos quando há cargas pesadas atuando em uma direção diferente da superfície de suporte. Eles também são usados quando o alojamento deve ser montado a partir da extremidade do eixo.
As caixas flangeadas oferecem uma solução para aplicações que não possuem uma estrutura paralela ao eixo. Eles estão disponíveis em formatos ovais, circulares e quadrados que suportam tipos de rolamentos semelhantes às caixas de mancal. Enquanto isso, os alojamentos de enrolamento são mais comumente usados para manter a tensão em aplicações de correia transportadora e são montados em uma estrutura guia.
As caixas de dois rolamentos possuem assentos de rolamento intrinsecamente alinhados, o que permite a instalação de rolamentos rígidos, como rolamentos rígidos de esferas, rolamentos de esferas de contato angular e rolamentos de rolos cilíndricos. As caixas de dois rolamentos são geralmente usadas em aplicações de carga cantilever.
Ferro fundido cinzento, ferro fundido dúctil com grafite e aço fundido são os materiais de construção mais comuns para caixas de rolamentos. O ferro fundido cinzento é o mais comumente utilizado e é suficiente para a maioria das aplicações, oferecendo uma combinação de alta resistência, bom amortecimento e boa condutividade térmica. O ferro fundido de grafite dúctil é mais dúctil e, portanto, proporciona maior grau de resistência e tenacidade, sendo capaz de suportar cargas quase o dobro do ferro fundido cinzento. Onde houver risco de corrosão, os mancais podem ser fornecidos em materiais compósitos, aço inoxidável ou ferro fundido revestido e aços fundidos.
A escolha apropriada da vedação da caixa dependerá das condições operacionais. Essas vedações vêm em uma variedade de designs, sendo os mais comuns as vedações radiais de eixo. No entanto, para ambientes extremamente contaminados ou úmidos, pode ser necessário usar uma vedação projetada compreendendo labirintos de três ou até quatro estágios em combinação com um anel em V interno para efeito de vedação adicional e purga de graxa eficaz.
As caixas de rolamento são normalmente fornecidas como dispositivos independentes, exigindo que os clientes especifiquem todos os componentes adicionais separadamente. Como essa pode ser uma tarefa demorada, os fabricantes oferecem unidades ou kits de rolamentos pré-montados completos, que incluem caixa, rolamento, vedações, sensores e anéis de localização necessários para criar um sistema de rolamento funcional.
Kits como os fornecidos pela SKF, por exemplo, contêm componentes pré-combinados para atender às necessidades específicas do cliente, garantindo facilidade de montagem, confiabilidade e longa vida útil. Fornecidos desta forma, os kits de caixa também dispensam o cliente de um grande esforço de design.
Depois que a instalação do rolamento estiver instalada, a consideração mais importante é a lubrificação. A graxa é o lubrificante mais utilizado para rolamentos e deve ser adaptada para atender às necessidades específicas da aplicação e das condições operacionais; por exemplo, altas temperaturas, altas velocidades ou produção de alimentos.
Também é importante considerar o método de distribuição do lubrificante. Onde os pontos de lubrificação são difíceis ou perigosos de alcançar, por exemplo, um sistema de lubrificação automática (SKF SYSTEM 24, por exemplo) fornece uma solução segura e confiável. São cartuchos de graxa cronometrados, operados a gás ou eletromecânicos, montados no ponto de lubrificação da caixa do rolamento, distribuindo lubrificante em quantidades precisas em intervalos selecionados.
Outra tarefa importante é monitorar o desempenho do rolamento em serviço. Isto pode ser conseguido através de inspeções visuais regulares ou através de um sistema de monitoramento de condições, sendo este último particularmente relevante para instalações críticas. O parâmetro mais comumente monitorado é a vibração, sendo a condição do rolamento determinada pela análise de alterações em sua assinatura de vibração. A temperatura do rolamento é outro parâmetro de medição importante, assim como o teste periódico da condição do lubrificante usando um kit de teste especialmente projetado.
Tópico de estudo
Um exemplo particularmente ilustrativo de bom projeto e construção de moradias pode ser encontrado na pedreira Torr Works da Aggregate Industries, perto de Shepton Mallet, em Somerset. A Aggregate Industries usa britadores de rocha da Pensilvânia neste local para triturar aproximadamente seis milhões de toneladas de calcário a cada ano. Cada britador incorpora uma série de martelos montados ao longo de um eixo central do rotor para reduzir o calcário ao tamanho necessário, um processo que é particularmente exigente nos rolamentos do eixo, vedações e mecanismos de acionamento devido à quantidade de poeira gerada.
As caixas de rolamentos de eixo anteriores não conseguiam lidar com a entrada de poeira nas vedações e a contaminação do lubrificante do rolamento. O problema foi agravado pela má qualidade das peças fundidas dos mancais existentes, que se revelaram porosas, permitindo o vazamento de óleo. A única solução foi uma reforma completa das caixas de rolamentos e peças associadas.
Trabalhando com seu distribuidor e engenheiros especializados, a SKF decidiu fornecer uma solução personalizada que permitiria que as caixas de rolamentos e o conjunto do eixo de substituição fossem fabricados fora do local para minimizar o tempo de inatividade da pedreira.
A SKF forneceu rolamentos novos, cada um pesando 500 kg e totalmente testados quanto à porosidade, juntamente com rolamentos de reposição e buchas de fixação de tamanho personalizado; estes foram necessários porque a usinagem necessária para renovar o eixo do rotor reduziu seu diâmetro efetivo. Além disso, a SKF projetou um novo arranjo de vedações de labirinto e anel em V para fornecer proteção avançada contra entrada de poeira.
O sistema renovado já está em operação há vários anos sem problemas e levou a uma melhoria na produtividade do local. A Aggregate Industries está considerando agora a substituição das caixas de rolamento do britador restante da Pensilvânia usando a solução de projeto da SKF.
