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O guia definitivo para torque de rolamento
Os rolamentos são peças de precisão que permitem o movimento relativo entre as peças mecânicas. Rolamentos de esferas e a rolamentos de rolos são os tipos mais comuns de rolamentos, compostos por um anel interno, um anel externo, elementos rolantes e um retentor. Eles são peças-chave de dispositivos rotativos, como motores, caixas de câmbio, cubos de automóveis, etc. Eles são projetados para suportar eixos rotativos e reduzir o atrito entre as peças móveis, reduzindo assim a perda de energia e melhorando a eficiência. O torque do rolamento é um dos principais fatores dos parâmetros do rolamento. Este blog tem como objetivo apresentar o torque do rolamento e fornecer conselhos construtivos para ajudá-lo escolha o rolamento certo.
O torque do rolamento é a força que supera o atrito interno no rolamento para iniciar ou manter uma velocidade de rotação. O torque inicial é a força que um rolamento deve superar para começar a girar. O torque de funcionamento é o torque necessário para que um rolamento comece a girar e mantenha a rotação a uma velocidade constante. Pode-se observar que o atrito dentro do mancal é o fator mais importante no torque inicial: quanto maior o atrito dentro do mancal, maior será o torque inicial.
Fatores que afetam o torque do rolamento
O torque do rolamento é baseado em princípios tribológicos. Tribologia é o estudo do atrito, lubrificação e desgaste de superfícies em interação em movimento relativo. À medida que um rolamento gira, ele experimenta diferentes tipos de resistência ao atrito. Para melhorar a eficiência energética, temos buscado torques de rolamento menores. Alcançar o torque ideal do rolamento é uma tarefa complexa que requer consideração cuidadosa dos fatores de projeto do rolamento e das características do rolamento utilizado. Há muitos fatores que afetam o torque do rolamento, como o tipo de rolamento, o material do qual o rolamento é feito, a lubrificação do rolamento, a pré-carga, a folga, os parâmetros de projeto e a consideração do ambiente em que o rolamento opera. A fim de minimizar efetivamente o torque do rolamento e melhorar a eficiência geral e a vida útil do sistema mecânico para obter uma operação mais suave, reduzir o consumo de energia e melhorar o desempenho do sistema, a Aubearing determina os fatores que afetam o torque do rolamento, um por um.
Fricção Rolante
Os rolamentos consistem em um anel interno, um anel externo, elementos rolantes (como esferas ou rolos) e uma gaiola. Quando o rolamento gira, os elementos rolantes entram em contato com as pistas dos anéis interno e externo do rolamento, causando resistência ou atrito de rolamento. Essa resistência é causada pela deformação e deslizamento dos corpos rolantes e pela presença de lubrificante nos mancais.
Tipo de rolamento
O torque de partida é diferente entre diferentes tipos de rolamento. O torque inicial dos rolamentos de esferas é geralmente inferior ao dos rolamentos de rolos. Os elementos rolantes internos de um rolamento de esferas são redondos e têm “contato pontual” com os anéis interno e externo. No entanto, os elementos rolantes dos rolamentos de rolos são rolos cilíndricos ou elípticos, e o contato com os anéis interno e externo do rolamento é “contato de linha”. Comparados aos rolamentos de esferas, os rolamentos de rolos têm um torque muito maior.
Selado ou Blindado
Os rolamentos geralmente têm selos ou escudos para evitar a entrada de contaminantes e manter a lubrificação. Essas vedações criam atrito adicional chamado atrito de vedação. A quantidade de atrito da vedação depende do projeto, do material e da condição da vedação. De modo geral, a resistência ao atrito da vedação de borracha será maior do que a resistência ao atrito da blindagem metálica.
Viscosidade do lubrificante
Normalmente, os rolamentos exigem lubrificação para reduzir o atrito e o desgaste. O lubrificante utilizado pode ser óleo ou graxa, mas possuem viscosidade específica. A viscosidade de um lubrificante cria uma certa resistência. Obviamente, quanto mais viscoso for o lubrificante, maior será a resistência rotacional e maior será o torque de partida necessário. Além disso, se o equipamento não for utilizado por muito tempo, o lubrificante pode ser espremido entre a vedação e o eixo, e o torque inicial pode ser muito maior. De modo geral, a resistência da graxa será maior que a resistência do óleo lubrificante.
Acabamento da superfície do eixo
O acabamento superficial do eixo também é um dos fatores que afetam o torque do rolamento. Sabe-se que quanto mais rugosa for a superfície do eixo, maior será o torque. Um fenômeno que aumenta o torque inicial é a adesão entre as superfícies de contato se o eixo estiver em repouso por um longo período de tempo. Além disso, a corrosão do eixo às vezes causa uma ligação entre as superfícies de contato do rolamento, que obviamente deve ser quebrada antes que a rotação possa começar.
Material de mancal
Material de mancal também afeta o torque. O retentor leve de metal e plástico fornece torque mínimo em velocidades baixas e médias. De modo geral, gaiolas fenólicas e de náilon sinterizado apresentam menor torque em altas velocidades. Valores muito baixos de ângulo de contato ou folga radial indicam alto torque porque os erros geométricos inerentes às pistas e esferas do rolamento podem causar mudanças instáveis na tensão e, portanto, no nível de atrito. Pode-se observar que os rolamentos de contato angular possuem ângulos de contato muito elevados e níveis de torque correspondentemente mais elevados.
Calcular o torque do rolamento
Calcular o valor do torque do rolamento é importante para otimizar seu sistema e ajudará a selecionar os melhores rolamentos e configuração. Você pode calcular uma aproximação do torque de atrito usando esta fórmula simples.
Cálculo do torque do rolamento de esferas
Rolamentos radiais de esferas: 0.5 x 0.0013 x carga radial (Newtons) * x diâmetro do furo do rolamento (mm)
Rolamento axial de esferas: 0.5 x 0.0011 x carga axial (Newtons) * x diâmetro do furo do rolamento (mm))
Esta fórmula para calcular o torque do rolamento só é válida se o rolamento de esferas estiver totalmente lubrificado, não tiver vedações de contato e estiver sujeito a baixas velocidades e baixas cargas. Para rolamentos radiais de esferas, a carga axial deve ser inferior a 20% da carga radial, enquanto para rolamentos axiais a carga deve ser puramente axial. A unidade de medida é Newton milímetros (Nmm). Esta é uma unidade composta de torque que corresponde ao torque produzido ao exercer uma força de 1 Newton (aproximadamente 0.1 Kgf) em um braço a uma distância de 1 mm. Se você precisar de dados precisos de torque do rolamento de esferas, levando em consideração a velocidade e a viscosidade do lubrificante, entre em contato com a Aubearing.
Cálculo do torque do rolamento de rolos
Para calcular o torque de um rolamento de rolos, precisamos conhecer vários conceitos terminológicos.
Carga radial é a carga perpendicular ao eixo do rolamento.
A carga axial é uma força que atua paralelamente ao eixo do eixo.
O cálculo do torque de um rolamento de rolos também requer fatores como número e tamanho dos elementos rolantes, ângulo de contato e tamanho da pista. Além disso, a geometria do rolamento é um fator chave que afeta os cálculos de torque. Obviamente, o coeficiente de atrito do rolamento de rolos é essencial para calcular o torque de um rolamento de rolos. Eles representam a resistência ao movimento causado pelo atrito entre os corpos rolantes e as pistas. Os coeficientes de atrito para tipos específicos de rolamentos e condições de lubrificação podem ser encontrados no site ou catálogo do fabricante do rolamento.
Torque (M)=Fr*d*μ+Fa*Dm*μa
M significa torque
Fr representa carga radial
d representa o diâmetro do elemento rolante
μ representa o coeficiente de atrito do elemento rolante
Fa representa carga axial
Dm representa o diâmetro médio do rolamento
μa representa o coeficiente de atrito axial
Ao conhecer o torque calculado de um rolamento de rolos, os engenheiros podem avaliar aproximadamente se o rolamento pode suportar as cargas esperadas, operar dentro de limites de torque aceitáveis e manter um movimento eficiente. O dimensionamento adequado do rolamento pode evitar desgaste prematuro, aquecimento excessivo e possível falha do sistema.
Conclusão
Compreender os fatores que afetam o torque do rolamento e calcular com precisão o torque do rolamento ajudará a selecionar o rolamento correto. As diretrizes do fabricante devem ser consultadas e seguidas para obter especificações precisas de torque para uma aplicação específica, a fim de garantir desempenho ideal e confiabilidade do sistema. Como todos sabemos, a Aubearing é um fabricante confiável de rolamentos na China e uma loja online de rolamentos de renome mundial, fornecendo soluções abrangentes para os rolamentos que você precisa.