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Orientação sobre carga estática de rolamentos
A carga estática e a carga dinâmica são cruciais para a operação normal do rolamento e são indicadores importantes da capacidade de carga do rolamento. Carga estática refere-se à capacidade do rolamento de suportar carga em estado estático. Neste blog, Aubearing se aprofundará na importância do carregamento estático na seleção do rolamento correto.
Seguindo a definição da ISO 14728-2, a carga estática C 0 é a quantidade de carga que um rolamento pode suportar antes que a soma das deformações da esfera e da pista seja igual a 0.01% (0.0001 vezes) do diâmetro da esfera. No entanto, o padrão foi atualizado para especificar níveis de carga que podem produzir tensão de contato de 480,000 libras por polegada quadrada (psi) [3,310 megapascais (Mpa)] Hz na pista. Qualquer que seja a definição, a capacidade de carga estática de um rolamento é quase sempre superior à capacidade de carga dinâmica. A deformação plástica dos materiais da esfera e da pista que ocorre quando uma carga é aplicada a um rolamento em um estado estático (sem movimento) ou em movimento lento. Se esta deformação for excedida, as características de funcionamento do rolamento diminuirão, resultando em aumento de vibração, ruído e atrito.
Embora a capacidade de carga estática não seja um parâmetro usado no cálculo carregando vida, é um parâmetro importante na medição do desempenho do rolamento. Alguns exemplos de cargas estáticas incluem pressão, cargas de impacto e forças de retenção. Por exemplo, quando o rolamento para de girar e a broca está funcionando, o rolamento estará sujeito a carga estática. Da mesma forma, quando um rolamento é submetido a um impacto momentâneo quando começa a girar, ele fica sujeito a uma carga estática. Choque e vibração, por outro lado, são frequentemente causados por condições aleatórias, imprevisíveis e/ou difíceis de quantificar. Escusado será dizer que exceder a capacidade de carga estática prejudicará definitivamente o desempenho do rolamento.
Calcular a carga estática do rolamento
A estática carregar de um rolamento refere-se à carga máxima que ele pode suportar sem deformação permanente. O cálculo da capacidade de carga estática é fundamental para garantir que um rolamento seja adequado para uma aplicação específica. A seguir, Aubering discutirá as fórmulas e métodos para calcular a capacidade de carga estática dos rolamentos. O cálculo das cargas estáticas do rolamento envolve vários fatores, incluindo geometria do rolamento, materiais e processos de fabricação. A fórmula geral de cálculo para suportar carga estática é a seguinte:
C0 = (P0/F0) x C
C0 é a capacidade de carga estática
P0 é a carga estática exercida no rolamento
F0 é o fator de carga apropriado
C é a classificação de carga dinâmica básica do rolamento
O fator de carga F0 leva em consideração o tipo de rolamento, a direção da carga, as condições de lubrificação e outros fatores que podem afetar o desempenho do rolamento. Geralmente é fornecido pelo fabricante do rolamento e também pode ser encontrado em catálogos de rolamentos. Determine a carga estática P0 aplicada ao rolamento em Newtons (N) ou libras (lbs). Isso pode ser calculado com base no peso do equipamento ou maquinário que o rolamento suporta.
Determine o fator de carga F0 com base no tipo de rolamento e outros fatores relevantes. Este fator pode ser obtido junto ao fabricante do rolamento ou em um catálogo de rolamentos.
Determine a classificação de carga dinâmica básica C do rolamento, que é o valor fornecido pelo fabricante do rolamento. Indica que o rolamento pode operar uma carga de um milhão de rotações sem falhar.
Fator de segurança estática do rolamento
A carga estática geralmente é um impacto inesperado e difícil de quantificar no rolamento. Portanto, os fabricantes de rolamentos recomendam que um fator de segurança estático seja calculado com base no tipo de aplicação e nas condições operacionais. O fator de segurança estática é a relação entre a classificação de carga estática básica e a carga estática combinada máxima aplicada ao rolamento. Isto pode variar de 2 para condições de operação suave onde o risco de vibração é baixo, a 5 ou 6 para aplicações que podem estar sujeitas a cargas de choque severas.
S 0 = fator de segurança de carga estática
C 0 = capacidade de carga estática
F 0max = carga estática combinada máxima
Quando forças e momentos existem simultaneamente, a carga estática resultante (também chamada de carga estática equivalente) deve ser calculada e usada para determinar o fator de segurança da carga estática. Além disso, em geral, se a carga aplicada for inferior a 2.8 vezes a pré-carga do rolamento, a pré-carga deverá ser considerada no cálculo da carga estática resultante.
Fatores que afetam a carga estática
Vale a pena notar que existem muitos fatores que afetam a capacidade de carga estática dos rolamentos, incluindo:
Materiais e processos de tratamento térmico
Fatores como projeto do rolamento, qualidade, materiais e tecnologia afetarão a carga estática nominal do rolamento; o material e o processo de tratamento térmico determinam parâmetros de desempenho como dureza, tenacidade e limite de fadiga, que têm um impacto fundamental na vida útil do rolamento. Portanto, no projeto e fabricação de rolamentos, deve-se prestar atenção à seleção e controle de materiais e ao tratamento térmico.
Geometria do rolamento
A estrutura geométrica de um rolamento é um dos fatores importantes que influenciam sua capacidade de carga e vida útil. A geometria razoável do rolamento pode efetivamente reduzir o desgaste do rolamento e os danos por fadiga e aumentar a vida útil do rolamento.
Temperatura
Devido ao princípio de “expansão e contração térmica”, a capacidade de carga estática do rolamento é afetada pela temperatura. Quando a temperatura aumenta, a estrutura molecular dentro do rolamento “expandirá” e a sua capacidade de carga diminuirá. Altas temperaturas podem fazer com que os materiais do rolamento amoleçam ou percam resistência.
Horário
A capacidade de carga estática de um rolamento é baseada em cargas de curto prazo, geralmente apenas alguns segundos. Se um rolamento for submetido a carga estática por um longo período de tempo, isso causará fadiga no material do rolamento e reduzirá sua capacidade de carga estática.
Vibração e choque
A capacidade de carga estática dos rolamentos não é adequada para aplicações com vibrações ou cargas de choque. Mesmo que a carga esteja dentro da capacidade de carga estática, as cargas de vibração e choque podem causar deformação ou falha do rolamento.
lubrificante
A capacidade de carga estática de um rolamento pressupõe que o rolamento esteja adequadamente lubrificado. Mesmo que a carga esteja dentro da capacidade de carga estática, a lubrificação insuficiente pode causar falha do rolamento.
Alinhamento
A capacidade de carga estática de um rolamento pressupõe um alinhamento perfeito do rolamento. Mesmo que a carga esteja dentro da capacidade de carga estática, o desalinhamento pode causar falha do rolamento.
Importância da capacidade de carga estática na seleção de rolamentos
A capacidade de carga estática de um rolamento está relacionada a muitos fatores, como composição do material, projeto e processo de fabricação. Rolamentos com maior capacidade de carga estática são geralmente feitos de materiais mais resistentes e podem suportar cargas pesadas. Por outro lado, os rolamentos com capacidades de carga estática mais baixas são geralmente feitos de materiais mais macios e são adequados para cargas mais leves.
Quando a carga excede sua capacidade de carga estática, pode causar deformação permanente ou danos ao rolamento, afetando seu desempenho e vida útil. Por exemplo, se um rolamento estiver sujeito a uma carga pesada que não pode ser suportada, poderá ocorrer deformação plástica, levando ao aumento do atrito, vibração, ruído, redução da eficiência, etc. riscos potenciais.
Para garantir que um rolamento tenha capacidade de carga estática adequada, é crucial considerar vários fatores durante o processo de seleção. Esses fatores incluem cargas esperadas, condições operacionais e níveis de confiabilidade e desempenho exigidos. O tipo de rolamento, como rolamentos de esferas, rolamentos de contato angular, rolamentos de rolos cônicos, rolamentos de rolos cilíndricos ou rolamentos lisos, também deve ser considerado, pois cada tipo tem suas próprias características exclusivas de capacidade de carga estática. A loja online da Aubering exibe mais de 40,000 tipos de rolamentos, todos marcados com capacidades de carga estática e dinâmica.
Conclusão
A capacidade de carga estática é importante ao selecionar rolamentos para qualquer aplicação. Rolamentos com maior capacidade de carga estática podem proporcionar melhor desempenho, confiabilidade e vida útil, enquanto rolamentos com menor capacidade de carga estática podem levar a falhas prematuras e riscos à segurança. Considerando as condições de carga e operação esperadas, bem como os níveis de confiabilidade e desempenho exigidos, os engenheiros podem selecionar o rolamento mais adequado com a capacidade de carga estática apropriada para a aplicação. Se você tiver alguma dúvida sobre a carga estática dos rolamentos, entre em contato com os engenheiros online da Aubearing a tempo e responderemos suas perguntas a qualquer momento.