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Tudo o que você deve saber sobre rolamentos de seção fina
Rolamentos de seção fina são projetados para aplicações com espaço limitado e ajudam a atender especificações desafiadoras frequentemente encontradas em aplicações de alta tecnologia. A construção de rolamentos de seção fina ajuda a economizar espaço, reduzir o peso, melhorar a precisão de funcionamento e a flexibilidade do projeto. Esses rolamentos de seção fina são projetados em um número limitado de larguras e espessuras/seções transversais. Cada seção transversal possui uma ampla variedade de tamanhos de poros. À medida que o tamanho dos poros aumenta, a secção transversal permanece constante. Os rolamentos de seção fina apresentam pistas de ultraprecisão que proporcionam um acabamento superficial liso que ajuda a reduzir o atrito. Os rolamentos também apresentam conjuntos de esferas de alta qualidade para garantir um desempenho de rolamento suave. Os rolamentos de seção fina são usados em indústrias como equipamentos médicos, robótica, equipamentos de construção, processamento de alimentos e máquinas têxteis.
Economiza peso
Economiza espaço
Reduz o atrito
Desempenho de alta velocidade
Alta precisão de rotação
Posicionamento preciso
Variedade de seções transversais e tamanhos
Vários diferentes tipos de rolamentos de seção fina estão disponíveis dependendo das necessidades da aplicação. ABMA STD 26.2 – Projetos em polegadas de rolamentos de esferas de seção fina – Esta norma especifica tolerâncias para dimensões, precisão de funcionamento e folga interna. Os rolamentos de seção fina variam em tamanho e largura dependendo do uso e aplicação. Esses rolamentos são construídos de Aço cromado 52100 e aço inoxidável 440C. Eles também vêm em uma série incluindo Série SR Série 6700, Série 6800, Série 63800 e Série 6900. Certos tamanhos desses rolamentos podem ser produzidos como abertos, blindados ou vedados. Os rolamentos são considerados rolamentos de seção fina quando o diâmetro do furo é maior que 4 vezes a seção transversal radial. Existem três tipos de contato para rolamentos de seção fina: contato radial tipo C, contato angular tipo A e contato de quatro pontos tipo X.
Os rolamentos de parede fina tipo C de contato radial são usados principalmente para suportar cargas radiais.
Os rolamentos de seção fina tipo A de contato angular são projetados para suportar cargas axiais e axiais mais altas.
O rolamento de seção fina tipo X de contato de quatro pontos possui uma pista especial, que forma quatro pontos de contato com o rolamento de esferas, para que o rolamento possa suportar cargas radiais e axiais.
Os rolamentos de seção fina também vêm em muitas outras variantes. Os rolamentos de seção fina também podem ser revestidos com revestimentos especializados, como cromagem fina e densa ou vários outros revestimentos.
Bearing Formato | Contato | Radial | axial | Momento | Invertendo axial | Combinado Impulso radial |
C | Radial | Excelente | Bom | Bom | Bom | Bom |
A | Angular | Bom | Excelente | Não use | Não use | Bom |
X | Ponto 4 | Pobre | Bom | Excelente | Excelente | Pobre |
Rolamentos de esferas de seção fina tipo A de contato angular
Em aplicações com altas cargas axiais, tipo A rolamentos de esferas de contato angular deve ser usado. Este rolamento também funciona bem em aplicações de impulso radial ou radial combinado. Os rolamentos tipo A nunca devem ser usados sozinhos para cargas de momento ou cargas axiais reversas. Dois rolamentos tipo A são geralmente usados como um par duplex.
Rolamentos de esferas de seção fina tipo C de contato radial
Os rolamentos de esferas de contato radial tipo C são projetados com ranhuras esféricas profundas para suportar cargas elevadas. Embora este rolamento seja usado principalmente para aplicações de carga radial, ele também pode acomodar cargas axiais moderadas, cargas axiais reversas e cargas de momento.
Rolamentos de esferas de seção fina tipo X de contato de 4 pontos
Os rolamentos de esferas de contato tipo X ou de 4 pontos são ideais para cargas momentâneas. Os rolamentos Tipo X são projetados com pistas em arco gótico que criam 4 pontos de contato entre as esferas e a pista. Este projeto é adequado para cargas momentâneas e cargas axiais opostas. Os rolamentos do tipo X podem ser usados para outras condições de carga leve, mas não são recomendados para substituir os rolamentos do tipo C ou do tipo A sob cargas puramente radiais.
Escolha o rolamento de seção fina correto
Depois de considerar o máximo carga estática e dinâmica, a vida útil necessária do rolamento, consultando os dados do catálogo – tamanho, velocidade e classificação de carga, ambiente operacional, desempenho rotacional, condições de montagem e temperatura, o tipo final, tamanho e disposição do rolamento podem ser selecionados para determinar a especificação do rolamento. Classe de precisão, folga, lubrificante e tipo de fechamento (blindagem ou vedação) também constituem uma parte importante da especificação o rolamento certo.
Quando a carga está principalmente na direção radial, o uso de rolamentos radiais de paredes finas também pode suportar cargas axiais e reversas limitadas. Para esse tipo, geralmente a melhor escolha é um rolamento de série padrão.
Rolamentos de seção fina tipo contato angular são usados quando altas cargas axiais e de impulso estão presentes. Esses tipos de rolamentos, quando utilizados em par duplex (conjunto casado), oferecem maior capacidade de carga e rigidez, além de alta precisão rotacional.
Os rolamentos de contato de 4 pontos têm um design exclusivo de pista que permite que um rolamento lide com cargas radiais, axiais e de momento de tombamento. Vista em corte transversal, a pista tem um arco gótico em vez de um raio verdadeiro. Este arco cria 4 pontos de contato com as esferas e a pista. Os projetistas podem escolher um arranjo de rolamento de contato de 4 pontos.
Se a corrosão for uma preocupação, geralmente estão disponíveis rolamentos de seção fina em aço cromo 52100 e aço inoxidável martensítico. Diferentes opções de vedação estão disponíveis para evitar contaminação. Diferentes separadores de esferas estão disponíveis para condições operacionais não padronizadas. Todas essas coisas devem ser consideradas ao especificar.
Capacidade e vida útil em fadiga de rolamentos de esferas
O CLASSIFICAÇÃO DE CARGA RADIAL DINÂMICA BÁSICA, C, ou “capacidade dinâmica”, para um rolamento de esferas é aquela carga radial constante calculada na qual 90% de um grupo de rolamentos aparentemente idênticos com anéis externos estacionários pode suportar estatisticamente 106 rotações do anel interno. O padrão ANSI/ABMA 9 com fatores de correção para curvaturas de corrida foi usado para calcular as classificações do catálogo.
O CLASSIFICAÇÕES DE IMPULSO DINÂMICO E CARGA DE MOMENTO DINÂMICO também são mostrados nas tabelas de produtos. As classificações mostradas são um guia para as cargas máximas sob as quais esses rolamentos devem ser operados com carga axial pura ou momento puro. As classificações de empuxo são 2.5 a 3.0 vezes as classificações radiais, dependendo do tipo de rolamento e da seção transversal. Essas classificações de carga não são aditivas. Para cargas radiais e axiais combinadas, deve ser calculada uma carga radial equivalente.
O CLASSIFICAÇÃO DE CARGA ESTÁTICA BÁSICA, Co, ou “capacidade estática”, é aquela carga uniformemente distribuída, que produz uma tensão de contato teórica máxima de 609,000 psi. Nesta tensão de contato ocorre a deformação permanente da esfera e da pista. Esta deformação é de aproximadamente 0001% do diâmetro da esfera.
O AVALIAÇÃO DE VIDA, L10, é uma medida estatística da vida útil que 90% de um grande grupo de rolamentos de esferas aparentemente idênticos alcançará ou excederá. Para um único rolamento, L10 também se refere à vida útil associada a 90% de confiabilidade. Vida média, L50, é a vida útil que 50% do grupo de rolamentos de esferas alcançará ou excederá. A vida média é aproximadamente cinco vezes a classificação de vida.
A relação entre vida nominal, classificação de carga e carga é:
L10 = (C/P)3 com L10 = vida nominal (106 rev)
C = classificação de carga radial dinâmica básica (lbf)
P = carga radial equivalente (lbf)
Para obter a vida útil em horas, use:
L10 horas = 16667/n * (C/P)3 com n = velocidade (rpm)
A carga radial equivalente é definida como:
P = XFr + YFa com Fr = carga radial (lbf)
Fa = carga axial (lbf)
X = veja abaixo
Y = veja abaixo
Fatores de ajuste para classificação de vida
Se o projeto e a operação de um rolamento se desviarem significativamente do normal, pode ser necessário usar fatores adicionais para estimar a vida à fadiga Ln.
Ln = a1 * a2 * a3 * L10 horas
a1 = fator de confiabilidade
a2 = material e fator de processamento
a3 = fator de aplicação
Fator de Confiabilidade a1
Confiabilidade é a porcentagem de um grupo de rolamentos de esferas aparentemente idênticos que se espera que atinja ou exceda uma vida útil especificada. Para um rolamento individual, é a probabilidade de que o rolamento atinja ou exceda uma vida útil especificada. As vidas típicas dos rolamentos são calculadas para uma confiabilidade de 90%. Os fatores de ajuste de vida útil para outros números de confiabilidade são mostrados abaixo.
Confiabilidade % | Ln | Fator de confiabilidade a1 |
90 | L10 | 1.00 |
95 | L5 | .62 |
96 | L4 | .53 |
97 | L3 | .44 |
98 | L2 | .33 |
99 | L1 | .21 |
Fator material a2
Para rolamentos padrão o fator de material a2 é igual a 1.00. O fator a2 é determinado pelo processamento do material, métodos de formação, tratamento térmico e outros métodos de fabricação. Alguns fatores materiais comumente usados estão listados abaixo:
Material, Condição | a2 max |
52100, Ar fundido | 1.00 |
52100, desgaseificação a vácuo | 1.50 |
52100, fusão de ar e placa TDC | 2.00 |
52100, fusão a vácuo, (CEVM) | 3.00 |
440C, Ar fundido | 1.00 |
440C, fusão a vácuo (CEVM) | 2.00 |
M50, fusão a vácuo (CEVM) | 5.00 |
M50, refusão a vácuo (VIM-VAR) | 8.00 |
Fator de Aplicação a3
O fator de aplicação a3 é igual a 1.0 para a maioria das aplicações. Condições incomuns ou extremas em certas aplicações, como baixa velocidade, carga de choque, vibração e temperatura extrema, podem reduzir o fator de aplicação para 0.50. Entre em contato com seu engenheiro de vendas RBC para obter ajuda na determinação desse fator para sua aplicação especial.
Limites de carga e velocidade
Para carregamento simultâneo combinado, devem ser consideradas cargas radiais ou axiais equivalentes. Normalmente, os rolamentos Tipo C são projetados para aplicações de carga radial; cargas moderadas de impulso e/ou momento podem ser combinadas com cargas radiais. Para aplicações de carga axial, são usados rolamentos tipo A; quaisquer cargas radiais só podem ser combinadas com cargas axiais. Os rolamentos do tipo X são usados principalmente para cargas axiais e de momento reversas, e cargas radiais puras não devem ser aplicadas.
As velocidades limite mostradas nas tabelas de produtos são baseadas em padrões de lubrificação. Calcule a velocidade do rolamento não vedado assumindo que o rolamento esteja lubrificado de acordo com MIL-L-3150. Calcule a velocidade limite para um rolamento vedado assumindo que o rolamento esteja lubrificado com graxa MIL-G-23827. Se os rolamentos forem lubrificados com óleos ou graxas alternativas, novas velocidades limite deverão ser calculadas, consulte condições de operação.
Condições de funcionamento
Os lubrificantes servem a muitos propósitos muito importantes em rolamentos de esferas, incluindo:
Proteja as superfícies dos rolamentos contra corrosão
Reduz o atrito de rolamento e deslizamento
Evita o contato metal com metal entre esferas e pistas
Fornece uma barreira contra contaminantes externos (graxa)
Remova o calor (óleo)
Os rolamentos de esferas de seção fina AUB padrão são lubrificados com óleo ou graxa. Os rolamentos não vedados da série K são totalmente revestidos com MIL-L-3150 óleo e drene o excesso de óleo. Os rolamentos vedados são lubrificados com graxa MIL-G-23827. A superfície externa dos rolamentos vedados é revestida com uma fina camada da mesma graxa para evitar corrosão. Lubrificante adicional também é fornecido. Seu engenheiro de vendas da AUB pode ajudá-lo a selecionar o lubrificante adequado para sua aplicação específica.
Temperatura
Os rolamentos de esferas de seção fina AUB padrão podem operar em temperaturas que variam de -65°F a 250°F. Se o rolamento estiver estabilizado em termos de temperatura, ele poderá atingir temperaturas de até 350°F. Através do uso de materiais especiais, a AUB pode fornecer rolamentos que podem operar até 700°F. Para obter orientação sobre rolamentos operando acima de 250°F, entre em contato com seu engenheiro de vendas da AUB.
Limite de velocidade
A velocidade limite de um rolamento depende de muitos fatores diferentes, incluindo tamanho do rolamento, tipo de rolamento, design do separador de esferas, lubrificação e carga. A velocidade limite dos rolamentos mostrada neste catálogo é determinada pela seguinte fórmula:
Tipo de rolagem | Condição de carga | Valor k |
|
|
| Graxa | AZEITE E AZEITE EVO |
C ou A | Radial ou Impulso | 16 | 20 |
X | Impulso | 10 | 12 |
X | Radial, Combinado | 3 | 4 |
Os valores k mostrados fornecem a velocidade máxima na qual um rolamento de esferas de seção fina típico pode operar. Recomenda-se reduzir a velocidade operacional de rolamentos de grande diâmetro em uma determinada série para 40% da classificação calculada para evitar temperaturas excessivas dos rolamentos. A velocidade nominal também é afetada pelas condições de carga, lubrificação, alinhamento e temperatura ambiente. Todos esses fatores devem ser considerados ao projetar um rolamento de esferas de seção fina para sua aplicação.
Pares duplex e pré-carga axial
Par duplex
Os rolamentos duplex são um par de rolamentos de esferas de seção fina AUB de contato angular, especialmente retificados e disponíveis como um par. Pares duplex podem ser usados para fornecer posicionamento preciso do eixo para aumentar a capacidade ou aumentar a rigidez dos conjuntos de rolamentos. Um par de rolamentos de esferas de seção fina AUB são retificados para que, quando montados com o ajuste recomendado, não haja folga interna nos rolamentos. Existem três métodos básicos de montagem para atender diferentes requisitos de carga:
Costas com Costas (DB) Tipo B
Presencial (DF) Tipo F
Tandem (DT), Tipo T
Carga radial pesada
Cargas axiais e radiais combinadas
Carga de impulso reverso
Excelente rigidez
Carga de momento
Classe de precisão
Os rolamentos de esferas de seção fina AUB estão disponíveis em quatro classes de precisão. Os graus de precisão 0, 3, 4 e 6 da AUB correspondem aos graus 1F, 3F, 5F e 7F da ABMA ABEC, respectivamente. As tolerâncias para furo do rolamento, diâmetro externo, desvio radial, desvio axial e folga radial são mostradas na tabela de tolerâncias.
Ajuste do eixo e da carcaça
O ajuste adequado do eixo e da caixa é fundamental para a operação bem-sucedida de rolamentos de esferas de seção fina. A folga interna do rolamento será reduzida proporcionalmente pelo ajuste interferente. Além disso, o arredondamento do eixo e da carcaça afetará diretamente o arredondamento das pistas dos anéis interno e externo. Para a maioria das aplicações, a pista interna gira enquanto a carga está estacionária em relação à pista externa. Neste caso, recomenda-se um leve encaixe por pressão no eixo. Os ajustes recomendados do eixo e da caixa são mostrados nas tabelas de tolerância.
Arranjos de montagem
Ao selecionar um arranjo de montagem para AUB rolamentos de esferas de seção fina, as condições de carregamento devem primeiro ser consideradas. Um par de rolamentos de contato angular duplex pode ser usado para cargas combinadas, cargas de momento ou cargas axiais pesadas. Combinações de rolamentos A e C, A e X ou C e X são arranjos de montagem comuns. Dois rolamentos tipo X nunca devem ser montados no mesmo eixo. Pode haver muitos arranjos de rolamentos diferentes suportando a mesma carga; alguns arranjos de montagem típicos são mostrados abaixo.
Carga radial pesada
Os rolamentos tipo C são projetados principalmente para cargas radiais pesadas. Dois rolamentos podem ser montados no mesmo eixo conforme mostrado. Ao fixar axialmente um rolamento e permitir que o outro flutue, esta configuração permite a expansão diferencial entre a caixa e o eixo (causada, por exemplo, por diferenças de temperatura) sem adicionar tensão axial ao rolamento. Embora os rolamentos Tipo C sejam projetados para cargas radiais, eles podem acomodar cargas moderadas de impulso, momento e reversa.
Carga reversa
Os rolamentos tipo C são projetados principalmente para cargas radiais pesadas. Dois rolamentos podem ser montados no mesmo eixo conforme mostrado. Ao fixar axialmente um rolamento e permitir que o outro flutue, esta configuração permite a expansão diferencial entre a caixa e o eixo (causada, por exemplo, por diferenças de temperatura) sem adicionar tensão axial ao rolamento. Embora os rolamentos Tipo C sejam projetados para cargas radiais, eles podem acomodar cargas moderadas de impulso, momento e reversa.
Carga combinada pesada
Para cargas combinadas pesadas, estão disponíveis outros arranjos de montagem especiais. Um par de rolamentos tipo A duplo pode ser usado com um rolamento tipo C flutuante, conforme mostrado acima. Nesta configuração, os rolamentos Tipo A suportam cargas axiais e algumas cargas radiais, enquanto os rolamentos Tipo C suportam apenas cargas radiais. Os rolamentos tipo X podem ser substituídos por rolamentos duplex tipo A para cargas axiais mais baixas, conforme mostrado no segundo diagrama.
Cargas pesadas combinadas ou momentâneas
Instalações alternativas para cargas combinadas pesadas ou cargas momentâneas são mostradas abaixo. Um par de rolamentos duplex Tipo B pode acomodar altas cargas axiais, radiais e de momento. Os rolamentos Tipo X podem substituir os rolamentos duplex em aplicações de carga mais leve para economizar peso, espaço e custos.
Função Personalizada
AUB oferece muitos lubrificantes diferentes para aplicações especiais. Estão disponíveis graxas especialmente projetadas para alta velocidade, baixo torque, resistentes à água, resistentes a altas temperaturas, movimentos vibratórios e máquinas alimentícias. Outros lubrificantes, como filme seco, são adequados para aplicações espaciais e de vácuo.
Desafie-nos: Existem muitas opções de design disponíveis para resolver problemas difíceis de aplicação.
Material
Rolamentos padrão mostrados no catálogo possuem anéis e esferas de aço SAE 52100. Os rolamentos de esferas de seção fina AUB podem ser fabricados a partir de outros aços especiais para rolamentos para fornecer resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, capacidade de carga alternativa ou compatibilidade química.
Anel. AUB fabrica rolamentos de esferas de seção fina em aço inoxidável SAE 440C para fornecer resistência à corrosão. Como alternativa aos anéis de aço inoxidável, toda a superfície do anel pode ser revestida com cromo esférico fino e denso (TDC). Este revestimento compatível com AMS 2438 alcança uma ligação molecular que não descama, descama ou se separa do substrato. As placas TDC têm uma dureza de HRC 70 – 78 e podem suportar temperaturas muito além da faixa do substrato.
Seção Fina Especial AUB Rolamentos de esferas são fabricados em alumínio, aço inoxidável série 300, aço inoxidável 17-4 e outros metais.
Bola. Alguns dos materiais especiais para bolas disponíveis incluem aço inoxidável 440C, aço inoxidável série 300, nitreto de silício e aço M-50.
lubrificante
AUB oferece muitos diferentes lubrificantes para aplicações especiais. Estão disponíveis graxas especialmente projetadas para alta velocidade, baixo torque, resistentes à água, resistentes a altas temperaturas, movimentos vibratórios e máquinas alimentícias. Outros lubrificantes, como filme seco, são adequados para aplicações espaciais e de vácuo.
Selar
As vedações padrão para rolamentos de esferas de seção fina são moldadas em elastômero (Buna N). Politetrafluoretileno (PTFE) selos, vedações de PTFE reforçadas com fibra de vidro, protetores de aço inoxidável e muitas outras opções estão disponíveis para baixo torque e outras aplicações especiais.
Jogo radial
Se for usado um ajuste de montagem não recomendado, a folga radial (folga radial) dos rolamentos de esferas de seção fina precisa ser determinada antecipadamente. Folgas radiais especiais podem ser necessárias para diferenças de temperatura no rolamento, para materiais de alojamento e eixo com diferentes coeficientes de expansão térmica ou para alterações nas características operacionais do rolamento. Os rolamentos pré-carregados radialmente são medidos para atender às tolerâncias do furo e do diâmetro externo antes do pré-carregamento.
Pré-carga de rolamentos duplex
Os rolamentos duplex padrão são retificados de modo que, sob condições nominais, ocorra uma leve pré-carga axial no rolamento. Em algumas aplicações, pode ser necessário aumentar a rigidez do rolamento. Nestes casos é possível a retificação bilateral, resultando em maiores cargas axiais no rolamento montado. Esta carga pode ser aumentada ou diminuída para atender aos requisitos específicos da aplicação. Consulte seu engenheiro de vendas AUB para requisitos especiais.
Recursos de montagem como flanges, abas anti-rotação e furos de montagem podem ser incorporados nos anéis interno e externo. Componentes correspondentes, como engrenagens e caixas, podem ser integrados aos anéis do rolamento para melhorar o desempenho e o custo.
Splitter
Os rolamentos de esferas de seção fina padrão AUB, séries KA a KG e JU, são fabricados com separadores de latão. A série KAA inclui separadores de náilon. Os rolamentos tipo A contêm separadores de sacos redondos integrados, enquanto os rolamentos C e X possuem separadores de encaixe. Os quatro materiais básicos do separador são latão, náilon, fenólico e aço inoxidável. O diagrama abaixo ilustra esquematicamente o efeito do design e do material da gaiola no desempenho do rolamento. As vantagens e limitações específicas do material estão listadas na página 39. Em contraste, um design de bolso redondo de peça única pode ser cerca de duas vezes mais rápido que um design de encaixe. Os limites exatos de velocidade dependem do tamanho do rolamento, tipo de rolamento, lubrificação e carga. Para obter assistência na seleção do separador apropriado para uma aplicação específica, entre em contato com o engenheiro de vendas da AUB.
Aplicação Típica
Rolamentos de esferas de seção fina são frequentemente usados em aplicações com restrições de espaço, peso e carga. Algumas aplicações típicas para rolamentos de esferas de seção fina AUB padrão incluem:
| Equipamentos Médicos | Máquinas-Ferramenta |
| Equipamento de radar | Máquinas têxteis |
| Material Handling | Sistemas de satélite |
| Equipamento de antena | Maquinário de Embalagem |
| Indústria aeroespacial | Equipamento de digitalização |
| Equipamento Ótico | Semicondutor |
| Articulações Rotativas | Equipamento de Fabrico |
| Torretas Militares | Conjuntos de anel deslizante |
| Robótica | > Unidades Harmônicas |
| Redutores de velocidade |
