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O que você deve considerar ao selecionar rolamentos?
Os rolamentos são um dos componentes mais críticos de qualquer maquinaria industrial. Esses componentes de alta precisão são essenciais para reduzir o atrito e transportar cargas durante o movimento rotacional. Você descobrirá que muitas aplicações industriais apresentam pelo menos um rolamento. Existem milhares de rolamentos no mercado, incluindo rolamentos de esferas, rolamentos de seção fina, rolamentos de rolos cilíndricos, rolamentos de rolos cônicos, rolamentos de agulhas e outros tipos de rolamentos. Embora os rolamentos de esferas sejam o tipo de rolamento mais comum, cada tipo tem suas próprias características e vantagens que os tornam adequados para determinados usos e aplicações e não adequados para outros ambientes operacionais.
Selecionar e instalar os rolamentos corretos é fundamental para garantir o desempenho ideal da máquina. Os rolamentos certos não apenas melhoram o desempenho da sua máquina, mas também prolongam sua vida útil e reduzem o tempo de inatividade e os custos de manutenção. Por outro lado, escolher o rolamento errado pode reduzir a eficiência, aumentar os requisitos de manutenção e possivelmente até mesmo levar a tempos de inatividade dispendiosos. No entanto, escolher o rolamento certo para a sua aplicação nem sempre é fácil. Há muitos fatores diferentes a serem considerados ao selecionar um rolamento, como velocidade, carga e condições operacionais. Se não tiver certeza, é melhor consultar um especialista em rolamentos para obter orientação sobre o melhor rolamento para sua aplicação. Aubearing é um fabricante líder de rolamentos na China. Com base em muitos anos de experiência na fabricação de rolamentos, aqui estão alguns fatores que devem ser considerados ao escolher o rolamento certo para sua aplicação.
A primeira coisa a considerar ao selecionar um rolamento é o espaço de montagem disponível. Não importa quão bem um rolamento atenda aos requisitos da sua aplicação, se não houver espaço disponível, ele não poderá ser instalado. Alguns tipos de rolamentos ocupam espaço axial do que outros, portanto, se o rolamento mais adequado for muito grande para sua aplicação, sempre haverá alternativas. O espaço disponível determinará o furo e o diâmetro externo do rolamento que você escolher, por isso é importante conhecer essas informações antes de selecionar um rolamento. No projeto mecânico, o tamanho do eixo geralmente é determinado primeiro e, em seguida, o rolamento é selecionado com base no tamanho do eixo. Normalmente, os rolamentos de esferas são usados para eixos pequenos e os rolamentos de rolos são usados para eixos grandes. No entanto, quando o rolamento é limitado na direção do diâmetro da máquina, rolamentos de rolos de agulhas, rolamentos de esferas ou rolos de séries extra leves e ultraleves podem ser usados; quando o rolamento é limitado na posição axial da máquina, podem ser usados rolamentos estreitos ou especiais. Série estreita de rolamentos de esferas ou rolos.
Carga especificada do rolamento
Quando analisamos as especificações dos rolamentos, falamos sobre dois tipos diferentes de cargas: cargas radiais e cargas axiais. As cargas radiais são perpendiculares ao eixo, enquanto as cargas axiais (também chamadas de cargas axiais) são paralelas ao eixo. Diferentes rolamentos podem suportar diferentes tipos, direções e magnitudes de cargas. Quando um rolamento suporta carga radial e carga axial, ele é chamado de carga combinada. Os rolamentos, como os rolamentos de rolos cônicos, são projetados especificamente para suportar cargas combinadas. Em algumas aplicações, rolamentos emparelhados podem ser necessários para equilibrar condições de carga variáveis ou para levar em conta condições de carga complexas. Nesse caso, é melhor consultar um especialista em rolamentos para obter orientação especializada sobre o melhor arranjo de rolamentos para sua aplicação.
a) Carga radial. Todos os tipos de rolamentos radiais podem suportar cargas radiais. Os rolamentos de rolos de agulhas e os rolamentos de rolos cilíndricos (tipo NU e tipo N) sem nervuras no anel interno ou externo só podem suportar carga radial pura.
b) Carga axial. Os rolamentos axiais de esferas e os rolamentos de esferas de contato de quatro pontos são mais adequados para suportar cargas axiais puras leves ou médias; rolamentos axiais de rolos cilíndricos e rolamentos axiais de agulhas são geralmente usados para suportar cargas axiais puras mais pesadas. Os rolamentos axiais unidirecionais só podem suportar cargas axiais em uma direção, enquanto os rolamentos axiais bidirecionais podem suportar cargas axiais em direções diferentes. Para suportar cargas axiais pesadas em direções alternadas, devem ser usados rolamentos axiais de rolos cilíndricos ou rolamentos autocompensadores de rolos configurados em pares.
c) Carga combinada. Quando cargas radiais e axiais atuam no rolamento ao mesmo tempo (chamadas de cargas combinadas), geralmente são usados rolamentos de esferas de contato angular ou rolamentos de rolos cônicos. Se a carga radial for grande e a carga axial for pequena, rolamentos rígidos de esferas e rolamentos de rolos cilíndricos com nervuras nos anéis interno e externo também podem ser usados. Rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira, rolamentos de rolos cônicos, rolamentos de rolos cilíndricos do tipo NJ e rolamentos autocompensadores de rolos axiais só podem suportar carga axial em uma única direção. Se houver cargas direcionais alternadas, esses rolamentos precisam ser combinados com outro rolamento para funcionar.
Se a carga axial for grande e a carga radial for pequena, rolamentos axiais de esferas de contato angular, rolamentos de esferas de contato de quatro pontos, rolamentos axiais autocompensadores de rolos, rolamentos de rolos cruzados, etc.
Velocidade de rotação do rolamento
Cada rolamento tem uma velocidade operacional ideal, bem como uma velocidade operacional máxima. As aplicações executadas em altas velocidades utilizam tipos de rolamentos diferentes das aplicações executadas em baixas velocidades. Certos rolamentos, como rolamentos rígidos de esferas e rolamentos de contato angular, são projetados para suportar altas velocidades. No entanto, isso geralmente ocorre às custas de alguma capacidade de carga. Os rolamentos de rolos cilíndricos e os rolamentos de agulhas geralmente possuem gaiolas para permitir velocidades operacionais mais altas. Novamente, isso geralmente reduz a capacidade de carga do rolamento. Se você escolher um rolamento com uma classificação de velocidade que não seja alta o suficiente, seu rolamento provavelmente irá falhar rapidamente devido à fadiga, resultando em tempos de inatividade dispendiosos e na necessidade de substituição. Cada modelo de rolamento possui seu próprio limite de velocidade, que é determinado por características físicas como tamanho, tipo e estrutura. Exceder esse limite fará com que a temperatura do rolamento aumente, o lubrificante seque e até mesmo o rolamento fique preso. A prática provou que é melhor trabalhar a uma velocidade inferior a 90% da velocidade limite. A velocidade limite dos rolamentos lubrificados com graxa é inferior à dos rolamentos lubrificados com óleo, e o método de fornecimento de óleo do rolamento tem impacto na velocidade limite alcançável. Deve-se observar que, para rolamentos lubrificados com graxa, a velocidade limite geralmente é de apenas 80% da velocidade limite quando o rolamento usa um sistema de recirculação de óleo de alta qualidade, mas para sistemas de lubrificação por névoa de óleo, a velocidade limite é geralmente maior que a velocidade limite. mesmo sistema básico de lubrificação. 50% maior. O projeto e a estrutura da gaiola também afetam a velocidade limite do rolamento.
Sob certas condições de carga e lubrificação, a velocidade máxima permitida por um rolamento é chamada de velocidade limite do rolamento. Está relacionado a muitos fatores, como tipo, tamanho, precisão, folga do rolamento, material e estrutura da gaiola, método de lubrificação, natureza e quantidade de lubrificante, tamanho e direção da carga e calor. condições de dissipação. Se a velocidade real de trabalho do rolamento exceder a velocidade máxima de trabalho permitida, certas medidas de melhoria precisam ser tomadas, como melhorar o método de lubrificação, configurar um sistema de resfriamento eficaz, melhorar a precisão do rolamento, aumentar adequadamente a folga do rolamento, mudar para materiais especiais de rolamento e gaiolas especialmente estruturadas, etc. Ao selecionar tipos de rolamento com base na velocidade do rolamento, você pode consultar os seguintes pontos:
(1) Os rolamentos de esferas têm velocidade limite e precisão de rotação mais altas do que os rolamentos de rolos. Os rolamentos de esferas devem ser preferidos em altas velocidades.
(2) Quanto menor o ângulo de contato do rolamento, melhores serão as condições para que seu anel suporte a força centrífuga inercial dos corpos rolantes. Portanto, a velocidade limite dos rolamentos axiais é inferior à dos rolamentos radiais, e os rolamentos radiais de uma carreira são melhores do que os rolamentos autocompensadores de duas carreiras. Quando a velocidade operacional é alta e a carga axial não é muito grande, rolamentos de esferas de contato angular podem ser usados para suportar a carga axial pura.
(3) Em alta velocidade, rolamentos com o mesmo diâmetro interno e menor diâmetro externo devem ser selecionados. Quando sua capacidade de carga é insuficiente, uma ampla série de rolamentos pode ser usada ou dois rolamentos podem ser instalados juntos.
(4) A gaiola sólida permite uma velocidade maior que a gaiola estampada.
Rigidez do rolamento
A aplicação de cargas aos rolamentos causa deformação elástica. Isto começa com a área de contato entre os corpos rolantes e a pista. A rigidez de um rolamento descreve a relação entre a carga do rolamento e a deformação elástica resultante. Quanto maior a rigidez, menor será a deformação. Em muitos casos, a deformação elástica do rolamento é muito pequena e pode ser ignorada. Contudo, em algumas aplicações, como máquinas-ferramentas, a rigidez do rolamento é crítica. Os rolamentos de rolos são frequentemente a escolha de rolamento quando é necessário um alto nível de rigidez do rolamento. Além disso, vários tipos de rolamentos também podem ser pré-carregados para aumentar a rigidez do suporte. Por exemplo, rolamentos de esferas de contato angular e rolamentos de rolos cônicos, para evitar vibração do eixo e aumentar a rigidez do suporte, uma certa força axial é frequentemente aplicada antecipadamente durante a instalação para pressioná-los um contra o outro. No entanto, a quantidade de pré-carga não deve ser muito grande, caso contrário, o atrito do rolamento aumentará, o aumento da temperatura aumentará e a vida útil do rolamento será afetada.
Desempenho de alinhamento de rolamentos
Quando as linhas centrais do assento do rolamento e do eixo não podem ser alinhadas corretamente devido a erros de fabricação e instalação, ou quando os furos do eixo e do assento estão muito deformados, rolamentos com bom desempenho de autocompensação devem ser usados. Rolamentos com capacidade de auto-alinhamento são frequentemente selecionados para aplicações onde há desalinhamento, como rolamentos autocompensadores de esferas or rolamentos autocompensadores de rolos. Os rolamentos autocompensadores montados são adequados para compensar erros de alinhamento iniciais causados por instalação inadequada. O uso de rolamentos de rolos de agulhas e rolamentos de rolos com inclinação do eixo deve ser evitado tanto quanto possível. O desalinhamento pode ser causado por vários motivos, incluindo imprecisões de carga, eixo e alojamento e erros de instalação. Embora alguns rolamentos possam tolerar o desalinhamento, outros podem ser danificados por ele, levando à falha prematura do rolamento. Portanto, é importante considerar o grau de desalinhamento na aplicação antes de selecionar um rolamento.
Ruído de operação
Em certos ambientes operacionais, o baixo ruído operacional pode ser importante. A maioria dos rolamentos produz muito pouco ruído operacional. No entanto, alguns motores elétricos e instrumentos de medição podem exigir uma redução adicional dos níveis de ruído durante a operação. Os rolamentos rígidos de esferas são frequentemente a escolha de rolamento onde baixos níveis de ruído são críticos. Rolamentos como rolamentos de rolos cilíndricos também podem ser ajustados para reduzir ainda mais os níveis de ruído durante a operação.
Ambiente operacional
Diferentes ambientes industriais terão diferentes ambientes operacionais para cada aplicação. Antes de fazer uma seleção, é fundamental compreender as condições operacionais do rolamento. Isso inclui contaminação, temperatura, choque e vibração. Alguns rolamentos apresentam materiais certificados resistentes à corrosão ou seguros para alimentos, tornando-os ideais para indústrias como química, alimentícia e farmacêutica. Outros produtos são projetados para operar em altas temperaturas ou suportar cargas de choque pesadas e altos níveis de vibração. Compreender o ambiente operacional de sua máquina ajudará você a selecionar os rolamentos corretos para sua aplicação, bem como as soluções de vedação e lubrificantes mais adequados para suportá-la. Isso dará aos seus rolamentos a melhor chance de alcançar uma longa vida útil, minimizando o tempo de inatividade e otimizando a produtividade.
Movimento axial
Quando o rolamento precisa se mover e se deslocar na direção axial, um rolamento de rolos cilíndricos (tipo NU ou tipo N) ou um rolamento de rolos de agulhas sem nervuras no anel interno ou no anel externo pode ser usado. Neste momento, o anel interno e o eixo ou anel externo podem ser instalados com ajuste de interferência entre ele e a carcaça. Se forem usados rolamentos não separáveis, como rolamentos rígidos de esferas e rolamentos autocompensadores de rolos, o ajuste de folga deverá ser usado entre o anel interno ou o anel externo e suas peças correspondentes para permitir liberdade suficiente de movimento axial. Para pequenos movimentos axiais, todos os tipos de rolamentos podem ser garantidos por sua própria folga.
Instalação de rolamento
Os engenheiros usam as ferramentas de montagem corretas para instalar os rolamentos no eixo. A maneira como você instala e remove os rolamentos dependerá do tipo de rolamento, do seu ambiente operacional e da sua preferência pessoal. No entanto, também pode ser afetado pelo espaço disponível. Os rolamentos removíveis são geralmente mais fáceis de instalar e remover. Isso normalmente inclui rolamentos de rolos cilíndricos, rolamentos de rolos cônicos e rolamentos de rolos de agulhas. Esses rolamentos são ideais para aplicações que exigem inspeção periódica. A instalação de rolamentos com furo cônico é difícil porque a folga interna precisa ser ajustada durante a instalação. Rolamentos divididos pode ser uma boa opção para aplicações que exigem inspeção ou manutenção regular, ou onde os rolamentos estão rodeados por máquinas pesadas. Esses rolamentos são fáceis de instalar e não exigem a desmontagem do equipamento adjacente.
Fluxo de lubrificante limpo sobre rolamentos rígidos de esferas A seleção do lubrificante é fundamental para um desempenho confiável e eficiente do rolamento. Os lubrificantes ajudam a reduzir o atrito, reduzindo assim o desgaste e prolongando a vida útil do rolamento. Portanto, a seleção do lubrificante deve ser considerada ao especificar os rolamentos. Escolher o lubrificante certo é tão importante quanto escolher o rolamento certo. O lubrificante escolhido dependerá das condições operacionais do rolamento, incluindo carga, velocidade, temperatura e contaminação.
Não adianta escolher o melhor rolamento para sua aplicação sem considerar a solução de vedação que você utilizará. Escolha sempre vedações de alta qualidade, que protegerão os rolamentos contra contaminação e manterão os rolamentos e seus lubrificantes limpos. Isso dará aos seus rolamentos a melhor chance de atingir a vida útil ideal. Ao considerar a solução de vedação necessária para um rolamento, é necessário considerar o tipo de rolamento, os contaminantes aos quais ele será exposto, as temperaturas operacionais às quais será exposto e o tipo de lubrificante que será usado e as forças exercidas. no selo. Considere as soluções de vedação necessárias ao selecionar rolamentos para garantir que sejam compatíveis e funcionem juntos de maneira eficaz.
Outros fatores
Ao selecionar o tipo de rolamento, você também deve decidir se deseja usar rolamentos com ranhuras de parada, vedações, proteção contra poeira, rolamentos de baixo ruído, etc., conforme necessário, e considerar o preço e a oferta de mercado dos rolamentos.
Ajuda na seleção de rolamentos
A seleção de rolamentos é uma parte importante do processo de design da aplicação. Escolha o rolamento errado e seu desempenho será prejudicado, podendo levar à falha prematura do rolamento e à falha da máquina. Se você não tiver certeza de quando escolher o rolamento certo para sua aplicação, é melhor consultar um especialista em rolamentos. Afinal, eles são especialistas em rolamentos.
A Aubering pode ajudá-lo a especificar o produto certo para os requisitos de sua aplicação. Nossos especialistas dedicarão algum tempo para entender seu negócio e garantir que você selecione os melhores rolamentos para seu maquinário.