Os rolamentos de rolos de agulhas utilizam rolos em forma de agulha como elementos rolantes para movimento rotacional. Em comparação com os rolamentos de esferas, os rolamentos de rolos de agulhas têm uma altura de perfil mais baixa e maior capacidade de carga. A maioria dos rolamentos de agulhas radiais pode suportar forças axiais superiores a 5% da carga radial. Os rolos em aplicações radiais correm paralelos ao eixo. Como componentes mecânicos, os rolamentos de agulhas ajudam a economizar espaço, tornando todo o mecanismo mais compacto. Esses rolamentos desempenham papéis cruciais em vários produtos, como automóveis, motocicletas, máquinas de impressão, robôs industriais e máquinas de construção.
AUBEARING fabrica vários tipos de rolamentos de agulhas:
Conjuntos de rolos e gaiolas Os conjuntos de gaiola e rolos são rolamentos fáceis de operar e com alta capacidade de carga, apesar de seu pequeno tamanho. A estrutura exclusiva da gaiola guia os rolos, garantindo uma operação estável mesmo em altas velocidades. O projeto dos conjuntos de gaiola garante a distribuição adequada da carga entre os rolos e as pistas e controla as folgas internas radiais. Eles também apresentam capacidade de alta velocidade e tolerância ao desalinhamento do eixo ou deflexão de carga. Os conjuntos de gaiola e rolos reduzem a concentração de tensão nas extremidades dos rolos devido ao desalinhamento moderado ou à flexão do eixo, prolongando assim a vida útil do rolamento. As aplicações comuns incluem engrenagens planetárias em automóveis, caixas de câmbio e redutores de robôs.
Rolamentos de agulhas de copo desenhados Os rolamentos de rolos de agulhas com capa desenhada da AUBEARING apresentam uma gaiola e um conjunto completo de rolos com uma estrutura de anel externo exclusiva. Esses rolamentos fáceis de instalar possuem os anéis externos mais finos entre todos os rolamentos, ao mesmo tempo que oferecem alta capacidade de carga, altos limites de velocidade máxima e excelente resistência ao desgaste. Ligas de aço cuidadosamente selecionadas suportam altas cargas máximas permitidas e gaiolas com superfície endurecida ajudam os rolamentos a suportar condições adversas. Os rolamentos de rolos de agulhas com capa trefilada e vedações integrais estão disponíveis em determinados tamanhos. As vedações de contato labial limitam as temperaturas operacionais do rolamento a -25°F a +225°F (-30°C a +110°C) em toda a faixa de folga do rolamento instalado. Os rolamentos de anel externo estampado são projetados para reter graxa ou óleo não pressurizado dentro do rolamento, evitando que contaminantes entrem na área da pista. As vedações de contato labial padrão são compatíveis com óleos lubrificantes comuns e combustíveis à base de petróleo, mas são afetadas negativamente por certos óleos hidráulicos resistentes ao fogo e pelos solventes mais comuns. Os rolamentos de rolos de agulhas com capa trefilada são tão fáceis de manusear e instalar quanto os rolamentos de rolos soltos, mas vêm montados. A carcaça (usada como pista externa) é precisamente estampada em aço de baixo carbono e endurecida superficialmente sem usinagem subsequente, tornando esses rolamentos econômicos. As aplicações comuns incluem suportes gerais de eixo de caixa de engrenagens, suportes de polias, bombas de engrenagens e rolamentos guia.
Rolamentos de rolos de agulhas sólidas Os rolamentos de rolos de agulhas sólidos proporcionam máxima capacidade de carga e alta precisão em espaços compactos. Esses rolamentos são adequados para diversas condições de operação, com anéis feitos de aços para rolamentos desgaseificados a vácuo ou aços de cementação cuidadosamente selecionados e rolos retificados com precisão e tratados termicamente. Gaiolas leves e extremamente robustas guiam os rolos com precisão e suavidade. Materiais de alta qualidade oferecem alta rigidez, capazes de suportar cargas pesadas e de impacto. Esses rolamentos estão disponíveis com ou sem anéis internos; o tipo sem anéis internos utiliza o eixo diretamente como superfície de rolamento.
Rolamentos autocompensadores de rolos de agulhas Os rolamentos autocompensadores de rolos de agulhas possuem uma pista externa separada do anel externo, que atua como uma luva. A pista apresenta perfil externo côncavo equipado com anéis plásticos. Isso permite que os rolamentos de agulhas compensem o desalinhamento estático mínimo do eixo.
Rolamentos de agulhas com anéis usinados Os rolamentos de rolos de agulhas com anéis usinados são usados para aplicações que exigem maior capacidade de carga. Eles vêm principalmente em dois tipos: rolamentos de rolos de agulhas sem anel interno e aqueles com anel interno. Rolamentos sem anel interno são usados com eixos temperados e retificados, permitindo que eixos maiores proporcionem maior rigidez. Os rolamentos com anel interno são usados em aplicações onde o endurecimento e retificação do eixo não são viáveis ou práticos.
Rolamentos axiais de agulha Os rolamentos axiais de agulha usam conjuntos de rolos e gaiolas com gaiolas de superfície endurecida feitas de duas placas de aço prensadas com precisão. Os rolos são fixados com segurança na gaiola, garantindo uma rotação suave mesmo sob grandes cargas axiais. Esses rolamentos são compactos, tornando-os fáceis de substituir no mesmo espaço de instalação das arruelas de encosto tradicionais. Várias configurações estão disponíveis, incluindo unidades autônomas, unidades de rolos integradas ou unidades com diferentes espessuras de rolos para atender às condições de instalação ao redor do rolamento. Esses componentes são projetados para suportar cargas axiais em espaços limitados, utilizando gaiolas de aço temperado para acomodar rolos de agulhas. Apesar de normalmente ocuparem menos espaço do que as arruelas axiais convencionais, os rolamentos axiais de agulhas oferecem excelentes características de atrito e maior capacidade de carga. Diferentes espessuras de arruelas de encosto endurecidas individualmente estão disponíveis se as superfícies adjacentes não puderem ser endurecidas a um nível de dureza adequado de 58 Rc ou equivalente. Os conjuntos de agulha e gaiola de impulso podem suportar altas velocidades e cargas axiais. São amplamente utilizados em transmissões automáticas, proporcionando baixo atrito em espaços confinados.
Para alcançar o desempenho desejado do rolamento, selecionar os rolamentos de rolos de agulhas apropriados é apenas o começo. Vários fatores específicos afetam a operação do rolamento, incluindo lubrificação, dureza e acabamento superficial das pistas, bem como dos assentos do rolamento.
Lubrificação: A lubrificação com óleo é geralmente preferida, proporcionando velocidades mais altas agindo como refrigerante, removendo contaminantes e facilitando a injeção na área de carga do rolamento. Os melhores métodos incluem alimentação positiva, respingos de óleo ou névoa de óleo. Os rolamentos podem usar lubrificação com graxa quando necessário. Os rolamentos com gaiola normalmente possuem reservatórios de graxa maiores, oferecendo maior vida útil de pré-lubrificação em situações onde a relubrificação não é possível. A vida útil do rolamento em tais aplicações depende da vida útil da graxa, que deve ser considerada nos cálculos de vida útil. As vedações ajudam a reter lubrificantes e a excluir contaminantes.
Superfícies da pista: O bom desempenho do rolamento depende do material e das características geométricas das pistas.
Dureza: Uma vantagem importante dos rolamentos de rolos de agulhas é sua capacidade de usar superfícies de contato como anéis internos ou externos, ou ambos. As cargas nominais do rolamento são normalmente baseadas na dureza da pista de 58 Rc ou equivalente. Se for menor, a capacidade de carga da combinação rolamento-pista diminui. O endurecimento superficial, o endurecimento por indução e o endurecimento total são tratamentos aceitáveis. Se o eixo não puder ser endurecido até 58 Rc, serão usados anéis internos separados. Eles são posicionados no eixo por meio de ressaltos ou anéis de retenção.
Revestimento de superfície: O excelente acabamento superficial da pista é crucial para manter uma boa película de lubrificação entre os rolos e as pistas. Superfícies rugosas permitem que pontos altos penetrem na película de lubrificação, levando a fadiga mais rápida e eventual gripagem. O acabamento da pista interna não deve exceder um grau Ra de 16 minutos, mas um melhor microacabamento prolonga muito a vida útil. Para conjuntos completos de agulhas ou rolos e gaiola, um acabamento da pista externa em menos de 16 minutos proporciona resultados ideais. Certifique-se de que as superfícies das pistas estejam livres de arranhões e defeitos.
Forma Geométrica: A superfície ideal da pista para rolamentos de rolos de agulhas radiais é um cilindro perfeito. Qualquer desvio aumenta os níveis de ruído e reduz a vida útil do rolamento. Portanto, a circularidade dos eixos e dos assentos dos rolamentos deve ser mantida dentro da metade das tolerâncias de fabricação recomendadas ou 0.0003 polegadas, o que for menor. A conicidade da pista causa aumento da tensão do rolo e redução da vida útil do rolamento. Talvez mais prejudicial seja a geometria da pista, causando contato desigual dos rolos, como contato desigual devido à retilineidade da superfície ou defeitos. Além disso, os rolos não devem ficar pendurados nas superfícies das pistas. Isso pode levar à concentração de estresse e ao fracasso precoce. Geralmente, para rolamentos com conjunto completo, a inclinação do eixo em relação à linha central do rolamento não deve exceder 0.0010 polegadas por polegada; para rolamentos de gaiola, a inclinação do eixo em relação à linha central do rolamento não deve exceder 0.0015 polegadas por polegada. Rolamentos mais curtos podem suportar melhor a inclinação.
Assentos de rolamento: A operação bem-sucedida de rolamentos de rolos de agulhas com capa trefilada requer a instalação correta para garantir o tamanho e a redondeza adequados do revestimento externo. Normalmente, basta pressionar o rolamento no lugar usando ferramentas básicas e prensas manuais. Os recursos de posicionamento axial geralmente são desnecessários. Se o casco for feito de aço ou ferro de alta qualidade, sua seção poderá ser pequena o suficiente para ser 11/2 a 2 vezes a seção do rolamento. Para carcaças de liga leve, uma seção semelhante pode ser suficiente, mas a seleção de tamanhos de furos de carcaça adequadamente menores é fundamental para o dimensionamento e arredondamento corretos do rolamento. Os rolamentos de rolos de agulhas para serviço pesado são instalados em assentos de rolamento com folga se a carga estiver estacionária em relação ao assento do rolamento; se a carga girar em relação ao assento do rolamento, eles serão instalados com um ajuste de transição justo. Independentemente do ajuste, use ressaltos do assento do rolamento e anéis de retenção ou outros métodos de posicionamento axial positivo para fixar o anel externo.
Materiais de rolamento - Gaiolas de rolamento rolos separados para distribuir uniformemente as cargas ao redor do rolamento. Eles também reduzem o ruído do rolamento, melhoram as condições de rolamento e evitam deslizamentos. Além disso, eles contêm rolos em um único componente. O aço é o material de gaiola mais comum em rolamentos de agulhas. Gaiolas de plástico podem ser usadas onde as condições operacionais permitirem. A lubrificação e os tratamentos de superfície reduzem o calor gerado pelo atrito. Alguns projetos de rolamentos de agulhas com capa desenhada omitem as gaiolas, contendo um conjunto completo de rolos. Os rolamentos de complemento completo combinam a máxima capacidade de carga com a economia dos rolamentos de capa trefilada. Neste projeto, os lábios girando para dentro retêm os rolos dentro dos anéis do rolamento. Os testes determinaram os seguintes coeficientes de atrito para projetos de rolamentos de agulhas com gaiola e conjunto completo: Rolamentos de rolos de agulhas com gaiola: 15•10-4; Rolamentos de rolos de agulhas com conjunto completo: 25•10-4.
Selos. As vedações (se presentes) isolam rolos, gaiolas e lubrificantes de contaminantes e umidade em ambientes agressivos. As vedações devem resistir à oxidação, às altas temperaturas e aos produtos químicos que os rolamentos podem encontrar. Os rolamentos vedados normalmente apresentam um orifício de inspeção do anel interno no anel externo para relubrificação. As vedações são mais eficazes quando o atrito entre a vedação e o rolamento ou eixo é minimizado. Tratamentos de superfície ou lubrificação adicionais podem reduzir esse atrito. Os rolamentos com vedações integrais operam em velocidades relativamente mais baixas em comparação com os rolamentos abertos. As vedações são comumente feitas de borracha de acrilonitrila-butadieno, poliuretano ou fluoroelastômero.
