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O guia definitivo para buchas versus rolamentos
No mundo de hoje, quase todas as máquinas dependem fortemente de buchas e rolamentos, caso contrário, deixarão de funcionar. A principal função das buchas versus rolamentos é reduzir o atrito gerado quando duas partes móveis interagem e reduzir o desgaste entre os componentes. Buchas versus rolamentos ajudam a reduzir o ruído, prolongar a vida útil, reduzir o consumo de energia, maximizar a eficiência da máquina e acelerar as aplicações. Buchas e rolamentos adaptam-se a diferentes operações e ambientes. Escolhendo buchas versus rolamentos? Você precisa entender as diferenças entre os dois, suas vantagens e desvantagens e aplicações típicas. Selecionar o tipo certo de bucha ou rolamento para sua aplicação industrial para atender a determinados requisitos requer amplo conhecimento. Vamos dar uma olhada mais de perto nas buchas e conjuntos de rolamentos, suas principais características e usos, e como os materiais que você usa podem ter um enorme impacto na aplicação final.
Essencialmente, não há diferença real entre buchas e rolamentos: uma bucha também é um tipo de rolamento. De modo geral, os “rolamentos” facilitam o movimento entre dois componentes enquanto reduzem o atrito. Um rolamento típico é um projeto simples com duas superfícies que rolam uma contra a outra, permitindo que duas peças correspondentes se movam sem atrito. Eles são amplamente classificados como rolamentos radiais, rolamentos axiais e rolamentos lineares, dependendo se possuem movimento rotativo ou linear. Uma “bucha” é um projeto especial de rolamento usado em determinadas aplicações. Resumindo: uma bucha é um rolamento, mas nem sempre um rolamento é uma bucha. Agora que isso está claro, examinaremos mais de perto os diferentes tipos de rolamentos e como as buchas diferem dos rolamentos.
O que são rolamentos?
Os rolamentos são componentes de máquinas feitos com precisão que permitem que as máquinas se movam em velocidades extremamente altas, ao mesmo tempo que reduzem o atrito e o estresse de manuseio entre as peças móveis. Também pode-se dizer que quando outras peças se movem umas em relação às outras no eixo, isso é usado para reduzir o coeficiente de atrito durante a transmissão da força de movimento e para manter fixa a posição central do eixo giratório. A maioria dos rolamentos é usada para apoiar eixos rotativos em máquinas. Os rolamentos permitem o movimento relativo entre as peças da máquina, ao mesmo tempo que fornecem algum tipo de posição entre elas. A forma de rolamento que pode ser usada depende da natureza do movimento relativo necessário e do tipo de restrições que devem ser impostas a ele. Sua precisão, desempenho, vida útil e confiabilidade desempenham um papel decisivo na precisão, desempenho, vida útil e confiabilidade da máquina host.
Tipo de rolamento
Os rolamentos podem ser divididos em duas categorias principais: rolamentos de munhão e rolamentos axiais.
Rolamento de diário: A carga atua perpendicularmente ao eixo.
Rolamento de pressão: A carga atua paralelamente ao eixo.
Dentro de ambas as categorias, existem diferentes tipos de rolamentos com a mesma estrutura básica e finalidade. As principais diferenças são o tipo de carga que movimentam e o tipo de elementos rolantes que utilizam. Abaixo estão breves exemplos de cada tipo.
Os elementos rolantes nos rolamentos de esferas são esferas perfeitamente esféricas que ficam entre as pistas do rolamento e atuam como elementos rolantes para manter a separação entre as pistas do rolamento. Os rolamentos de esferas podem girar em qualquer direção devido ao seu formato esférico, o que lhes permite suportar cargas combinadas (radiais e axiais). Eles minimizam o atrito rotacional, mas têm área de contato limitada. Eles são mais adequados para aplicações de serviços leves a médios, em vez de cargas pesadas ou impactos. Esferas de aço ou cerâmica são montadas entre os anéis interno e externo para formar um rolamento de esferas clássico. Eles são projetados para apoiar o eixo rotativo enquanto reduzem o atrito entre as peças estáticas e móveis. Os rolamentos de esferas suportam eixos rotativos enquanto reduzem as proporções entre esses componentes e os componentes estáticos. Esferas (geralmente esferas de aço, mas às vezes esferas de cerâmica, operando em altas temperaturas) são montadas entre os anéis interno e externo. Os conjuntos de rolamentos podem ser de uma ou várias carreiras, dependendo da aplicação. Existem basicamente dois tipos de rolamentos de esferas: rolamentos rígidos de esferas, que têm uma alta capacidade de carga radial, e rolamentos de esferas de contato angular, que podem suportar altas cargas radiais e axiais. Os rolamentos de esferas são usados em uma ampla gama de aplicações, desde engenharia aeroespacial complexa até skates do dia a dia. Os tipos comuns de rolamentos de esferas são:
Rolamentos de rolos
Os rolamentos de rolos podem suportar cargas mais pesadas do que os rolamentos de esferas. Os corpos rolantes são de formato cilíndrico ou cônico e são instalados entre os anéis interno e externo. Sua finalidade é minimizar o atrito entre eixos móveis e componentes estáticos. Os rolamentos de rolos cilíndricos são geralmente feitos de aço inoxidável e são adequados para cargas radiais pesadas. Eles são ideais para aplicações de alta velocidade porque seu design de baixo atrito não gera calor ou ruído. Você encontrará rolamentos de rolos cilíndricos em caixas de engrenagens, motores elétricos e bombas em diversos setores, incluindo automotivo, mineração e construção. Para aplicações de velocidade mais baixa, use rolamentos autocompensadores de rolos. Esses rolamentos autocompensadores podem suportar desalinhamentos severos, vibrações e choques repentinos e, quando montados em fileiras duplas, podem suportar cargas radiais e axiais extremamente pesadas. Os rolamentos axiais de rolos têm características semelhantes de gerenciamento de desalinhamento. Os tipos comuns de rolamentos de rolos são:
Compactos, leves e fáceis de instalar, os terminais de rótula são uma escolha confiável para cargas alternadas pesadas. O projeto básico é uma cabeça redonda com haste integral na qual um rolamento esférico é instalado. Por serem fixos, os terminais das rótulas não apresentam a característica de desalinhamento de alguns outros rolamentos. Uma extremidade de rótula é um rolamento montado, que é um conjunto de rolamentos instalados em um conjunto aparafusado (incluindo o mancal). Eles são normalmente usados em máquinas com eixos rotativos expostos. Os seguidores da câmera são outra variação. Eles têm anéis externos mais grossos e anéis internos mais macios para suportar impactos e trabalham com cames para converter o movimento rotacional em movimento linear. Os rolamentos autocompensadores montados nas extremidades das rótulas requerem uma área de contato constante para minimizar o stick-slip e manter o atrito estável. A lubrificação é crítica, o que pode causar problemas em aplicações onde a presença de impurezas não é tolerada.
O que são buchas?
Uma bucha é um componente cilíndrico projetado para suportar cargas em um eixo que opera por movimento deslizante entre superfícies móveis. A bucha é um conjunto de elemento único, embora possa ser composta de diversos materiais diferentes. Também conhecidos como mancais de deslizamento, as buchas deslizam em uma haste ou eixo para fornecer movimento de atrito extremamente baixo, proporcionando excelente absorção de choque e trabalhando para minimizar o uso de energia, ruído e desgaste.
Que tipos de buchas existem?
Existem vários tipos de buchas no mercado com diferentes composições de materiais. Alguns suportam bem alta pressão e choques, enquanto outros podem resistir à corrosão. Você pode selecionar o tipo de bucha ideal com base em sua aplicação e ambiente operacional para uso industrial ou de fabricação. As buchas podem ser classificadas com base em dois elementos principais; material e forma. De acordo com o material, existem três tipos comuns de buchas: buchas compostas, buchas metálicas e buchas plásticas. Existem quatro tipos de buchas de acordo com seu formato: buchas deslizantes cilíndricas, buchas flangeadas, arruelas de encosto e placas deslizantes.
Buchas de polímero ou compósito
As buchas de polímero, também conhecidas como buchas compostas, são mais adequadas para transportar cargas pesadas. Estas são as buchas mais comumente usadas devido às suas propriedades de baixo atrito e resistência ao desgaste. Buchas de polímero ou compósito reduzem danos ao equipamento causados por lubrificação inadequada. Além disso, buchas de polímero ou compósito são usadas para transmitir movimento rotacional quando pelo menos uma das duas peças de atrito em uma máquina ou micromecanismo é composta de um polímero. Buchas de polímero ou compósito podem ser usadas em ambientes perigosos onde os rolamentos tradicionais não são adequados. Essas buchas são usadas em diversos setores, incluindo equipamentos de construção, sistemas hidráulicos, equipamentos médicos, aeroespacial e.
As buchas compostas podem ser divididas nas duas categorias a seguir, com base em materiais diferentes:
Bucha composta POM
As buchas POM são usadas principalmente para reduzir vibração e ruído em máquinas. Como as buchas compostas normalmente são feitas de materiais duráveis, elas são ideais para reduzir o desgaste dos rolamentos. Os compósitos POM também ajudam a reduzir o acúmulo de calor causado pelo atrito. Isso ajuda a prolongar a vida útil do rolamento em até quatro vezes a de outros materiais tradicionais, como o aço.
Bucha composta de PTFE
Esta bucha é feita com dois materiais diferentes, incluindo Teflon e metal. Esses tipos de buchas são usados como rolamentos em diversas aplicações industriais. O objetivo principal é reduzir o atrito entre as peças móveis de uma máquina.
Bucha de Metal
Como o nome sugere, essas buchas são feitas de metal ou ligas metálicas e formam uma estrutura de duas a três camadas com suporte de aço. Essas buchas possuem resistência mecânica muito alta, tornando-as adequadas para aplicações de alta velocidade e carga que envolvem lubrificação. O metal utilizado depende do tipo de ambiente industrial ou aplicação. Essas buchas possuem diferentes métodos de lubrificação com base em seu tamanho, estrutura e aplicação. As buchas metálicas podem ser divididas em 6 tipos principais baseados em diferentes materiais, incluindo:
bucha de bronze
O bronze é o material preferido para buchas e é comumente encontrado em uma variedade de ligas e composições. Você pode usar buchas de bronze para diversos fins na fabricação industrial. As buchas de bronze resistem melhor à deformação e à quebra do que outros materiais. Assim como o plástico, os rolamentos de bronze são fortes e resistentes à ferrugem. Existem também buchas de bronze autolubrificantes no mercado para diversas aplicações. Você pode usar buchas de bronze em diversas aplicações, incluindo processamento de alimentos, moldagem por injeção, máquinas automotivas, máquinas de terraplenagem, fabricação de aço e.
Bucha de grafite
As buchas de grafite são usadas em muitas aplicações devido às suas propriedades mecânicas e físicas exclusivas. As buchas de grafite possuem baixo coeficiente de atrito, ajudando a melhorar a eficiência, a produtividade e o desempenho das máquinas de fiação. A grafite, um mineral naturalmente oleoso, é um dos melhores materiais para buchas porque reduz o atrito sem o uso de fluido adicional. Buchas de bronze com plugues de grafite são usadas para fabricar rolamentos lubrificados com grafite. A grafite tem a mais alta estabilidade térmica, mantendo sua forma e estrutura em temperaturas de até 5000°F. A grafite é amplamente utilizada em ambientes térmicos, como sistemas de transporte de carga, onde os lubrificantes e graxas metálicas se deterioram. Você pode usar revestimentos de grafite para diversos fins, incluindo fornos e fornalhas, aplicações alimentícias, indústria química, indústria automotiva, metais e.
bucha de aço
Como o nome sugere, as buchas de aço são feitas de aço ou aço inoxidável. Essas buchas são feitas de aço altamente durável, tornando-as a ferramenta perfeita para aplicações de pivô de baixa velocidade. As buchas de aço são fabricadas usando métodos de produção ecologicamente corretos que aumentam o rendimento do material e reduzem lascas.
Bucha de latão
As buchas de latão, também conhecidas como mangas de latão, geralmente são feitas de latão. A bucha de latão é um componente do pivô que ajuda a proteger o corpo de qualquer dano causado por qualquer força transmitida através do eixo. As buchas de latão são usadas em diversas aplicações, incluindo motores elétricos, motores automotivos e. Além disso, as buchas de latão vêm em uma variedade de tamanhos, pois podem caber em paredes finas e grossas, flanges, cilíndricas, flangeadas, etc.
Bucha de alumínio
As buchas de alumínio são preferidas por sua dureza, garantindo uma longa vida útil. Inicialmente, foi usado em bicicletas, mas gradualmente foi usado em carros e atualmente é usado em uma variedade de máquinas diferentes. As buchas de alumínio podem suportar grandes cargas axiais e radiais, tornando-as um candidato importante para uso nas indústrias aeroespacial e agrícola. Algumas de suas aplicações comuns incluem o uso em cilindros hidráulicos usados para instalar instrumentação (como bujões de drenagem/enchimentos de fluido, visores de fluido ou elementos de respiro), vasos e tanques.
Bucha bimetálica
Como o nome sugere, as buchas bimetálicas são feitas de dois metais diferentes. Na maioria dos casos, o primeiro metal é o aço, enquanto outros metais podem variar do cobre ao alumínio ou mesmo ao latão. Essa camada bimetálica atua como revestimento interno da bucha, proporcionando boa proteção contra desgaste. Eles são particularmente úteis em aplicações que executam cargas moderadas em velocidades médias ou cargas altas em velocidades baixas.
Bucha de plástico
As buchas plásticas são uma excelente alternativa às buchas metálicas em muitas aplicações devido às suas menores taxas de desgaste. As buchas de plástico são leves e possuem um coeficiente de atrito menor que as buchas de metal. Como são feitos de plástico, podem adaptar-se facilmente sob carga e manter a sua capacidade de desempenho ideal. Feitos de plástico composto, eles possuem alta resistência à tração e podem ser usados em diversas aplicações industriais. As buchas plásticas são compostas principalmente de ligas termoplásticas e lubrificantes sólidos. Eles também possuem uma matriz fibrosa que aumenta sua resistência estrutural. Eles são relativamente mais baratos porque são feitos de materiais de baixo custo, como polietileno, náilon, Teflon e peso molecular ultra-alto. Plásticos de alta qualidade, como Torlon, PEEK e Vespel, constituem uma variedade de buchas plásticas caras. Existem quatro outros tipos de buchas plásticas:
Bucha de nylon
As buchas de nylon são fortes e duráveis e estão substituindo cada vez mais as buchas metálicas em muitas aplicações. O material possui excelente resistência ao desgaste e não requer lubrificação externa. As buchas de náilon, embora fortes, são leves e não fazem tanto barulho durante a operação quanto as buchas de metal. Possuem baixo coeficiente de atrito e alta resistência a ácidos fracos, combustíveis e álcalis.
Bucha de polímero
Autolubrificantes e isentas de manutenção, as buchas de polímero são fabricadas com uma construção trançada que garante alta resistência à tração e supera facilmente as buchas de moldes de injeção. São altamente resistentes a cargas pesadas e ao desgaste, tornando-os adequados para aplicações que envolvem oscilações e altas velocidades. As buchas de polímero são em sua maioria quimicamente inertes; possuem baixa absorção de água e podem operar em altas temperaturas sem se deformar.
Bucha de PTFE
As buchas de PTFE têm baixo atrito e podem suportar altas flutuações de temperatura, tornando-as adequadas para uma variedade de aplicações industriais. Elas são classificadas como buchas multiuso, pois podem ser utilizadas em diversas indústrias, como elétrica, térmica, nuclear, química, farmacêutica e até mesmo em usinas de energia. Eles são comumente encontrados em trens e máquinas de alto desempenho. São fabricados com materiais com alta resistência a fatores ambientais, resistência ao calor, baixo coeficiente de atrito e propriedades não adesivas. A única desvantagem é que eles são muito flexíveis, o que significa que muitas vezes podem rastejar ou torcer. Ao adicionar enchimentos, esse problema também pode ser resolvido e permitir que os fabricantes ofereçam buchas altamente versáteis.
Bucha de poliacetal
As buchas de poliacetal são desenvolvidas pensando na autolubrificação e são adequadas para cargas pesadas operando em baixas velocidades. Possuem boa resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito. As aplicações de buchas POM são amplamente utilizadas nas indústrias de agricultura, engenharia civil, máquinas e construção. As buchas de polioximetileno ou POM são normalmente feitas de um suporte de aço revestido com uma camada sinterizada de cobre/bronze. Finalmente, uma camada de POM é adicionada sobre a camada de cobre/bronze, que contém poços de graxa que retêm o lubrificante.
Tipos de bucha por formato
Em termos de formato, existem quatro tipos principais de buchas.
Bucha deslizante cilíndrica
Como o nome sugere, as buchas cilíndricas têm formato cilíndrico, são fabricadas de acordo com as dimensões padrão da indústria e são peças de máquinas prontas para instalação. A bucha cilíndrica possui suportes internos e externos que sustentam a camada deslizante no meio. As buchas cilíndricas são mais fortes que os rolamentos e podem suportar forças mais altas que os rolamentos metálicos, tornando-as ideais para cargas variáveis unidirecionais, movimentos de rotação e rolamentos de guia axial.
Bucha de flange
As buchas flangeadas são quase idênticas às buchas cilíndricas, mas com uma diferença óbvia: elas possuem um flange em uma extremidade. Os flanges podem ser usados para diversas finalidades, desde instalação de buchas ou alinhamento até instalação conveniente. Normalmente usados em aplicações de parafusos passantes, eles permitem o uso de parafusos de diâmetro menor para reduzir o peso sem resultar em menos superfície de suporte do fixador para a parede da longarina, ao mesmo tempo que reduzem a tensão nas roscas dos parafusos de montagem.
Arruela de pressão
A arruela de encosto em si não é uma bucha, mas é um componente muito importante. São basicamente arruelas planas que ficam entre o componente fixo e a superfície de rolamento e suportam cargas axiais ou movimentos laterais no eixo, restringindo qualquer movimento ao longo do eixo. Eles formam uma superfície sobre a qual o rolamento ou bucha é apoiado.
Placas Deslizantes
Placas deslizantes são componentes comuns usados na fabricação de ferramentas e moldes. Eles exigem pouca manutenção e são populares em setores como automotivo, engenharia mecânica, elevação, tecnologia de soldagem, máquinas de moldagem por injeção e tecnologia de transportadores. As Placas Deslizantes são consideradas rolamentos lineares e podem ser juntas de extensão de pontes ou outros componentes mecânicos. O princípio é muito semelhante ao de um rolamento ou bucha. Uma das placas está estacionária e a outra desliza contra ela para resistir à expansão ou contração. Os skates podem ser feitos de diversos materiais, desde aço até PTFE e TEF-MET.
Carga da bucha e limites de velocidade
As buchas são normalmente usadas para cargas mais pesadas e velocidades mais lentas. As máquinas industriais se beneficiam de buchas duráveis que podem suportar extensas transferências de carga e cargas de choque. Para buchas, o aquecimento por fricção deve ser considerado. Os dois principais fatores que afetam o calor são a pressão unitária (P) e a velocidade superficial (V). O produto da pressão unitária e da velocidade superficial é a velocidade de pressão (PV). Para determinar se uma bucha é adequada para qualquer aplicação, primeiro encontre o valor PV limite do fabricante. Para uma operação segura, o valor PV calculado pela aplicação deve estar abaixo do valor PV limite do fabricante.
Calcule o valor PV da aplicação: PV=P×V
Determinar a velocidade superficial (V): V=0.262×rpm×D Rpm = rotações do eixo por minuto D = diâmetro do eixo (polegadas)
Determinar a pressão (P): P = Carga total (lbs) / Área de contato (pol²) Área de contato = D (diâmetro do eixo em polegadas) x L (comprimento do revestimento)
O efeito da limitação do valor PV pode ser visto neste gráfico, que compara velocidade versus carga para buchas de bronze e Nyloil. Em um estudo de engenharia interno, os rebolos R-3320 da Reliance Foundry foram usados com Nycast Nyloil e buchas de bronze C93200 para testar os efeitos dos limites de PV das buchas. Conforme mencionado anteriormente, as buchas são normalmente usadas para cargas mais pesadas em velocidades mais lentas. Isto fica evidente no diagrama, pois nenhuma das buchas é capaz de suportar cargas significativas em altas velocidades. Quanto mais rápida for a velocidade, menor será a sua capacidade de carga. Os valores P-max (psi) e V-max (fpm) são fornecidos pelo fabricante para cada produto. P-max é a carga máxima a 0 rpm e V-max é a velocidade máxima com carga leve (rpm máxima do eixo). Para aplicações práticas, compare os valores calculados de P, V e PV com as tolerâncias máximas para determinar se a bucha funcionará. Certifique-se de que a bucha opere dentro de uma faixa abaixo da curva PV limite.
Buchas vs Rolamentos
Há vários fatores que determinam se uma bucha ou rolamento é adequado para sua aplicação específica. Cada um tem suas vantagens e desvantagens que devem ser levadas em consideração durante o processo seletivo.
Vantagens das buchas
Embora uma bucha seja tecnicamente um tipo de rolamento, ela é um componente único projetado para suportar um eixo. Ele opera por meio de movimento deslizante entre superfícies móveis, proporcionando movimento de fricção extremamente baixo, minimizando assim o consumo de energia, o ruído e o desgaste das peças.
Como componente único, as buchas apresentam vantagens sobre os rolamentos durante a montagem e são mais baratas. Eles tendem a ser autolubrificantes e proporcionam uma operação mais silenciosa do que a maioria dos rolamentos.
Desvantagens das buchas
A bucha deve superar o atrito estático, conhecido como travamento e deslizamento, antes de poder se mover, especialmente quando o sistema de movimento linear está desgastado ou desalinhado, fazendo com que a bucha se mova em um movimento irregular e irregular.
As buchas, especialmente as mais baratas, tendem a ter tolerâncias mais amplas e, portanto, têm um ajuste menos preciso em hastes lisas.
Vantagens dos rolamentos
Os rolamentos geralmente proporcionam um movimento mais suave do que as buchas, superando o atrito rolando em vez de deslizar.
Eles tendem a ser fabricados com precisão do que as buchas, com tolerâncias mais estreitas para um melhor ajuste, resultando em menos folgas e folgas.
Os rolamentos também oferecem vantagens significativas sobre as buchas em ambientes de alta velocidade.
Desvantagens do Rolamento
Custo elevado comparado ao custo do invólucro (cerca de sessenta vezes).
Requer manutenção extensiva, muitas vezes incluindo lubrificação
Som de operação alto
Rolamentos instalados incorretamente ou danificados podem causar danos a outros componentes se quebrarem.
Escolha entre rolamentos vs buchas
Os fatores a serem lembrados ao decidir entre buchas ou rolamentos devem incluir o seguinte (em ordem de preferência):
Velocidade e carga: A roda carregará uma carga mais pesada em velocidades mais lentas ou uma carga mais leve em velocidades mais altas? Onde a alta velocidade é um fator importante, os rolamentos oferecem uma solução melhor, enquanto as buchas respondem bem a aplicações de baixa velocidade e cargas pesadas.
Operação suave: Os rolamentos são a melhor escolha para uma operação mais suave devido ao “stick-slip”, um problema comum com buchas.
Manutenção/Lubrificação: Aplicações livres de manutenção com capacidade de autolubrificação, especialmente nas indústrias de alimentos secos e têxteis, geralmente favorecem as buchas.
Ruído de operação: Quando a operação silenciosa é uma consideração importante, as buchas geralmente são mais silenciosas que os rolamentos.
Faça o orçamento: O orçamento é um fator chave, pois as buchas normalmente custam muito menos que os rolamentos, o que as torna uma opção econômica. As buchas tendem a custar de seis a dez vezes menos que os rolamentos.
Ao escolher entre rolamentos e buchas, deve-se considerar a aplicação específica, seu ambiente operacional e diversas condições e limitações operacionais. Compreender as vantagens e desvantagens de cada tipo pode ajudar a determinar qual tipo oferece a melhor solução. Esteja você procurando buchas ou rolamentos, saiba por que cada produto existe e quais benefícios eles trazem. A Abearing pode ajudá-lo a fazer uma boa escolha. Se você precisa de um produto que possa suportar o uso a longo prazo com cargas mais pesadas e velocidades mais altas, os rolamentos são sua melhor escolha. Mas se você não precisa de algo muito intenso, uma bucha será suficiente. De modo geral, as buchas são mais econômicas do que os rolamentos, portanto, se você estiver com um orçamento apertado, as buchas também são uma boa opção! Resumindo, quando se trata de seleção de rolamentos e buchas, isso realmente depende das necessidades da sua aplicação.