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Tudo o que você deve saber sobre rolamentos axiais
Um rolamento axial é um rolamento rotativo que gira entre as peças para reduzir o atrito e é projetado para suportar cargas axiais (principalmente para aplicações de baixa velocidade). É um rolamento axial que permite a rotação entre componentes. Os rolamentos axiais são usados quando as forças axiais são muito altas para serem transmitidas usando rolamentos radiais de esferas ou quando uma orientação rígida é necessária.
Como líder global na indústria de fabricação de rolamentos, a AUB fornece soluções personalizadas de rolamentos axiais para liderar seu setor. Encontramos soluções para obter os rolamentos que você precisa e reduzir seus prazos de entrega. Seja modificando, fabricando ou reparando rolamentos de acordo com suas especificações, estamos aqui para ajudar. Neste artigo, discutimos rolamentos axiais, desde o projeto até as aplicações e.
Os rolamentos axiais suportam forças na mesma direção do eixo. Eles podem ser divididos em duas categorias: rolamentos de esferas axiais e rolamentos de rolos axiais. Os rolamentos axiais de esferas são usados para fornecer alto desempenho, enquanto os rolamentos axiais de rolos são frequentemente usados em aplicações que exigem alta capacidade de carga.
Rolamento axial de esferas
Os rolamentos axiais de esferas usam esferas como elementos rolantes e são projetados para suportar cargas axiais. Os elementos rolantes esféricos permitem-lhes suportar velocidades de rotação mais elevadas, mas não suportam cargas axiais elevadas em comparação com os elementos rolantes cilíndricos. Seus diferentes tipos de design são os seguintes:
Rolamentos axiais de esferas de direção única
Um rolamento axial de esferas de direção única pode suportar cargas axiais somente em uma direção e pode localizar um eixo somente na direção axial. Contudo, eles não são adequados para cargas radiais.
Os rolamentos axiais de esferas de escora única possuem um eixo e uma arruela de alojamento com uma pista e um conjunto de esfera e gaiola, conforme visto na Figura 2. As arruelas de alojamento vêm com superfícies de assentamento planas ou esféricas. Um rolamento com arruela esférica pode compensar o desalinhamento inicial se for usado com uma arruela com assento esférico. Esses rolamentos são separáveis e os componentes podem ser montados individualmente, simplificando a montagem dos rolamentos.
Os rolamentos axiais de esferas de dupla direção podem suportar cargas axiais em ambas as direções. Contudo, eles não são adequados para cargas radiais. Os componentes de um rolamento axial de esferas de escora dupla são uma arruela de eixo com pista em cada face, dois conjuntos com esfera e gaiola e duas arruelas de alojamento com pistas. As arruelas do alojamento podem ser planas ou esféricas, dependendo da aplicação. Rolamentos com arruelas de alojamento esférico podem compensar o desalinhamento inicial se usados com arruelas de assentamento que tenham uma superfície esférica correspondente.
Rolamentos axiais de esferas de complemento completo
Os rolamentos axiais de esferas com conjunto completo suportam cargas axiais, mas não cargas radiais. Eles consistem em um anel de eixo com diâmetro interno ligeiramente menor que a pista, uma pista com diâmetro externo ligeiramente maior que a pista e um conjunto completo de esferas. Um rolamento de complemento completo significa que os elementos esféricos não estão contidos na gaiola. Isso permite que o número máximo de bolas seja colocado entre as pistas. Isso permite maior capacidade de carga, mas as desvantagens incluem velocidade máxima mais baixa e maior torque rotacional de fricção de esfera para esfera.
ROLAMENTOS DE ESFERAS DE CONTATO ANGULAR
Ao contrário dos rolamentos axiais de esferas de escora única com pistas ranhuradas, as pistas dos rolamentos axiais de esferas de contato angular são projetadas de modo que, sob certos ângulos de contato, as forças sejam transferidas de um caminho de esfera para o outro. Devido ao ângulo de contato, um ressalto na arruela do eixo e um ressalto na arruela da caixa são levantados. O ângulo de contato do rolamento garante uma orientação rígida das esferas do rolamento pré-carregado axialmente. Para fusos de máquinas-ferramenta de alta velocidade onde é necessária uma orientação rígida, os rolamentos axiais de esferas de contato angular de ação simples e dupla são ideais.
Rolamentos axiais de rolos
Os rolamentos axiais de rolos têm cilindros como elemento rolante e são projetados para suportar cargas axiais. O elemento rolante cilíndrico permite que eles suportem uma carga maior do que os rolamentos axiais de esferas, mas em velocidades mais baixas. Os vários tipos de design deles estão abaixo:
Os rolamentos axiais de rolos cilíndricos de escora única suportam cargas axiais em uma direção e não são adequados para cargas radiais. Eles consistem em uma arruela de eixo com diâmetro interno menor que a arruela da caixa, e a arruela da caixa tem um diâmetro externo maior que a arruela do eixo. As peças finais são os rolos e a gaiola.
Os rolamentos axiais de rolos cilíndricos de dupla direção ou bidirecional suportam cargas axiais em qualquer direção, mas não são adequados para cargas radiais. Eles consistem em uma arruela de eixo com diâmetro interno menor que a arruela da carcaça, duas arruelas de carcaça com diâmetro externo maior que a arruela do eixo, além de dois conjuntos com rolos e gaiolas.
Para aplicações em que o espaço é crítico, os rolamentos axiais de agulhas são uma boa solução, ao mesmo tempo que proporcionam um alto grau de rigidez. Esses rolamentos podem acomodar velocidades muito altas, mas apenas para forças axiais. Os rolamentos de agulha geralmente têm apenas uma pista ou nenhuma; em vez disso, as peças adjacentes da máquina atuam como pistas, como em conjuntos de engrenagens. Conseqüentemente, o rolamento não ocupa mais espaço do que uma arruela. Devido ao pequeno desvio no diâmetro dos rolos dentro de um conjunto, esses rolamentos são capazes de suportar cargas axiais e de pico pesadas. Um ligeiro relevo é normalmente fornecido nas extremidades dos rolos para modificar a área de contato entre a pista e os rolos, a fim de evitar picos de tensão.
Os rolamentos axiais de rolos cônicos podem ser de direção simples ou dupla. Eles têm alta capacidade de carga devido à sua pequena seção transversal, longa vida útil e podem suportar cargas radiais e axiais combinadas médias e pesadas. Essas qualidades os tornam adequados para uma ampla gama de aplicações industriais e automotivas. Como resultado do formato cônico dos rolos, a carga é distribuída uniformemente entre os rolos. Além disso, o formato e o design dos rolos reduzem o atrito e a geração de calor.
Os rolamentos axiais com rolos autocompensadores são amplamente utilizados em aplicações que envolvem cargas axiais pesadas e radiais simultâneas. Eles são autocompensadores e podem acomodar desalinhamentos. Devido ao seu baixo coeficiente de atrito, os rolamentos axiais autocompensadores de rolos requerem menos manutenção. Devido ao projeto da gaiola e à conformidade entre rolos e arruelas, esses rolamentos podem operar em velocidades relativamente altas.
Os rolamentos axiais autocompensadores de rolos possuem arruelas separáveis, tornando possível montar e desmontar a arruela da caixa independentemente da arruela do eixo e do conjunto de rolos e gaiola. Também facilita muito a realização de inspeções de rotina, permitindo um nível de lubrificação constante em todos os momentos.
Especificações do rolamento de impulso
A geometria do mancal, identificada em unidades métricas ou imperiais, deverá corresponder à alocação do alojamento da aplicação.
Diâmetro da arruela do eixo é a medição através do furo, que é a interface de um eixo. Isso equivale ao diâmetro interno de um rolamento não axial.
Diâmetro da arruela da carcaça é a medição em linha reta entre os pontos antípodas deste componente, que é gravado com uma pista para corpos rolantes.
Largura é a medida no lado do rolamento que é paralelo ao eixo do eixo; isso também pode ser visto como a “altura” do rolamento.
Carga minima
Para operar de forma estável em altas velocidades, o rolamento deve ter uma carga mínima aplicada aos elementos rolantes e às pistas. Isso evita danos aos componentes internos devido ao atrito excessivo. A tabela a seguir fornece fórmulas para determinar isso para cada um dos tipos básicos de rolamento axial.
Carga de impulso dinâmica e estática
A carga dinâmica representa a carga mecânica sobre o rolamento durante a operação, enquanto a carga estática é a carga sofrida pelo rolamento enquanto está em repouso. Na maioria dos casos, a carga axial aplicada é igual à carga dinâmica e estática. Ambas as especificações são importantes para a seleção do rolamento axial e também ajudam a determinar a vida útil esperada do rolamento.
Tempo de vida
Depois de determinar alguns dos valores de carga dinâmica acima, a vida útil do rolamento torna-se calculável.
Temperaturas de operação
A temperatura operacional aceitável é determinada pelos requisitos do equipamento, pela lubrificação potencial e pelas limitações de serviço do rolamento, pelos materiais do rolamento e pela vida útil esperada. A temperatura de equilíbrio de um rolamento é a temperatura sob a qual o calor é criado no rolamento na mesma proporção em que é exaurido. No entanto, este é ideal e não prático para muitas aplicações. O calor é acumulado pelo atrito no rolamento, pela temperatura ambiente e por outras máquinas produtoras de calor. O calor é dissipado pelos lubrificantes, pelos materiais e massas do rolamento, pela área de superfície do rolamento e pela troca de ar dentro dos componentes do rolamento.
As ferramentas de precisão serão altamente afetadas pela expansão térmica, mas a maioria dos equipamentos industriais é menos sensível. As condições transitórias atingirão o pico de temperatura antes da estabilização, devido ao aquecimento desigual entre os componentes do rolamento. Novos rolamentos também produzirão temperaturas muito altas antes de “romperem”.
A maioria dos aços para rolamentos padrão não pode sustentar temperaturas acima de 275° F, mas os fabricantes irão temperar o aço para aplicações adequadas, aumentando o limite de temperatura do aço para 800° F. Acima dessa temperatura, as ligas de cobalto expressam resistência a mudanças térmicas e oxidação.
BENEFÍCIOS/IMPORTÂNCIA DOS ROLAMENTOS AXIAIS
Os rolamentos axiais de esferas oferecem muitos benefícios que os tornam um componente importante em uma ampla gama de aplicações. Seus benefícios incluem:
Alta fiabilidade
Alta capacidade de carga
Suporta ambientes agressivos
Fácil montagem e desmontagem
Vários tipos para atender diferentes necessidades
Alta disponibilidade
Menor atrito de todos os rolamentos rotativos
Funciona bem em altas velocidades
APLICAÇÕES/INDÚSTRIAS DE ROLAMENTOS DE IMPULSO
Uma variedade de aplicações e indústrias dependem de rolamentos axiais, como centrífugas e diversos equipamentos médicos. Outras aplicações comuns incluem:
Automotivo. Os rolamentos axiais são usados em veículos para suportar forças axiais causadas por engrenagens helicoidais em caixas de câmbio de veículos modernos. Eles também são ideais para aplicações automotivas de alta velocidade que exigem lubrificação com óleo.
Transporte. Os rolamentos axiais são muito importantes para a indústria de transportes, pois permitem motores e hélices potentes e aprimorados.
Geradores e turbinas de água. Certos tipos de rolamentos axiais são capazes de reduzir o atrito e o arrasto, tornando-os ideais para geradores e turbinas hidráulicas.
Máquinas Pesadas. Os rolamentos axiais com classificações de carga elevadas são adequados para máquinas pesadas, como furadeiras e guindastes.
Maquinaria industrial. Vários tipos de máquinas industriais necessitam de eixos rotativos, tornando os rolamentos axiais um componente crucial.
Mineração e Construção. Os rolamentos axiais são normalmente feitos com materiais resistentes à corrosão, permitindo-lhes suportar cargas axiais em equipamentos usados em ambientes exigentes de mineração e construção.
Causas da falha do rolamento axial e como evitá-la
Quando um rolamento falha, é fundamental determinar a causa exata para que os ajustes possam ser feitos. As três causas mais comuns de falha do rolamento axial são contaminação, desalinhamento e sobrecarga.
1. Contaminantes – Os contaminantes são uma das principais causas de falha dos rolamentos. Poeira, sujeira, areia e água transportadas pelo ar são o que você encontrará com mais frequência, mas produtos químicos e cáusticos também podem danificar os rolamentos.
Coisas a serem observadas: Cuidado com amassados em corpos rolantes e pistas que podem causar vibração.
Filtre os lubrificantes e limpe as áreas de trabalho, ferramentas, acessórios e mãos para reduzir o risco de contaminação.
2. Desalinhamento – O desalinhamento pode causar vibrações e cargas excessivas.
As causas mais comuns de desalinhamento incluem: eixo torto, sujeira ou rebarbas no eixo ou no ressalto da caixa, roscas do eixo não perpendiculares ao assento do eixo e faces da contraporca não perpendiculares ao eixo roscado.
Para evitar o desalinhamento, existem algumas práticas recomendadas que você pode ter em mente. Certifique-se de verificar o eixo e o alojamento regularmente, use contraporcas de precisão e calce o alojamento conforme necessário.
3. Sobrecarga – A aplicação de cargas excessivas aos rolamentos é outra causa comum de falha.
Isso pode parecer fadiga normal. Você poderá observar trajetórias onduladas de desgaste dos elementos rolantes, sinais de superaquecimento e extensas áreas de fadiga. Reduza a carga ou considere redesenhar com rolamentos de maior capacidade. Quando os rolamentos falham, isso pode impactar negativamente suas instalações, reputação e resultados financeiros. Medidas preventivas regulares podem manter o melhor desempenho de seus rolamentos pelo maior tempo possível, economizando tempo e dinheiro para sua empresa.
Existem algumas precauções que você pode tomar para prolongar a vida útil de seus rolamentos e evitar desgaste indevido deles.
Rolamentos axiais de esferas suportam cargas axiais e reduzem o atrito em uma ampla gama de aplicações, incluindo automotiva, maquinaria pesada e. Vários tipos de rolamentos axiais estão disponíveis dependendo de suas necessidades específicas. Na AUB, somos fabricantes líderes de rolamentos de precisão, incluindo rolamentos axiais. Nossos rolamentos axiais de esferas estão disponíveis com ou sem pistas e estão disponíveis em vários tamanhos e classificações de carga para atender às necessidades de diferentes aplicações. Para saber mais sobre nossos rolamentos axiais da série, entre em contato conosco hoje ou solicite um orçamento para começar.
