Você deve saber sobre rolamentos

Você deve saber sobre rolamentos

Um rolamento rolamento é um componente mecânico de precisão que transforma o atrito de deslizamento entre o eixo de funcionamento e a sede do eixo em atrito de rolamento, reduzindo assim as perdas por atrito. Os rolamentos geralmente consistem em quatro partes: anel interno, anel externo, elementos rolantes e gaiola. A função do anel interno é cooperar com o eixo e girar junto com o eixo; a função do anel externo é cooperar com o assento do rolamento e desempenhar um papel de apoio; o elemento rolante é Como a gaiola distribui uniformemente os elementos rolantes entre o anel interno e o anel externo, sua forma, tamanho e número afetam diretamente o desempenho e a vida útil do rolamento; a gaiola pode distribuir uniformemente os elementos rolantes e guiá-los para girar para lubrificação.

Componentes de rolamentos

Os cinco componentes dos rolamentos são: anel interno, anel externo, elementos rolantes, gaiola e graxa. Os rolamentos geralmente consistem em quatro componentes: anel interno, anel externo, elementos rolantes e gaiola. Além disso, os lubrificantes têm um grande impacto no desempenho dos rolamentos, de modo que os lubrificantes são às vezes considerados o quinto maior componente dos rolamentos. Os componentes dos rolamentos têm as seguintes funções:

  • O anel interno geralmente se ajusta firmemente ao eixo e gira com ele.

  • O anel externo geralmente coopera com o furo da sede do rolamento ou com o invólucro do componente mecânico para desempenhar um papel de suporte. No entanto, em algumas aplicações, o anel externo gira e o anel interno é fixo, ou ambos os anéis interno e externo giram.

  • Os elementos rolantes são dispostos uniformemente entre o anel interno e o anel externo com a ajuda da gaiola. Sua forma, tamanho e quantidade afetam diretamente a capacidade de carga e o desempenho do rolamento.

  •  A gaiola separa uniformemente os corpos rolantes, orienta os corpos rolantes para se moverem na pista correta e melhora a distribuição interna da carga e o desempenho de lubrificação do rolamento.

Rolamentos

Anéis de rolamento

(1) Anel interno: O anel do rolamento com a pista na superfície externa.
(2) Anel externo: O anel do rolamento com pista na superfície interna.
(3) Anel interno cônico: o anel interno dos rolamentos de rolos cônicos.
(4) Anel externo cônico: o anel externo de rolamentos de rolos cônicos.
(5) Anel interno cônico de pista dupla: um anel interno de rolamento de rolos cônicos com pistas duplas.
(6) Anel externo cônico de pista dupla: um anel externo de rolamento de rolos cônicos com pistas duplas.
(7) Anel interno largo: Um anel interno do rolamento que é alargado em uma ou ambas as extremidades para melhorar a orientação do eixo em seu furo interno ou para fornecer posição suplementar para instalação de fixadores ou vedações.
(8) Anel interno travado: um anel interno de rolamento de esferas ranhurado com todo ou parte do ressalto removido.

Anéis de rolamento

(9) Anel externo travado: A Rolamento de esferas anel externo com todo ou parte do ressalto removido.
(10) Anel externo estampado: Uma ponteira estampada em uma placa de metal fina e vedada em uma extremidade (anel externo estampado selado) ou aberta em ambas as extremidades, geralmente apontando para o anel externo do radial rolamento de agulhas.
(11), Anel externo do flange: Anel externo do rolamento com flange.
(12) Anel externo de alinhamento: Um anel externo com uma superfície externa esférica para se adaptar ao deslocamento angular permanente entre seu eixo e o eixo do assento do rolamento.
(13) Alinhamento do anel externo da sede: A ponteira usada para alinhar o anel externo e o orifício da sede possui uma superfície interna esférica que corresponde à superfície externa esférica do anel externo.
(14) Superfície esférica externa: A superfície externa do anel externo do rolamento faz parte da superfície da esfera.
(15). A nervura na frente do anel externo cônico: a nervura na frente da pista do anel externo cônico é usada para guiar o rolo e suportar o impulso da face final grande do rolo.
(16) Anel de retenção intermediário: Um anel de rolamento com pistas duplas, como a nervura integral intermediária de um anel interno cônico de pista dupla.

Fabricação de anéis de rolamento

(1) Forjar: Durante o processo de forjamento, queima excessiva, superaquecimento, rachaduras internas em carbonetos de rede, etc. reduzirão a tenacidade e a resistência do ferrolho. Portanto, a temperatura de processamento, o aquecimento circulante e as condições de dissipação de calor pós-forjamento (como resfriamento por spray) devem sempre ser rigorosamente controlados. Principalmente após o forjamento final de tipos de ponteiras maiores, aquelas com temperatura acima de 700°C não devem ser empilhadas.

(2) Tratamento térmico: O monitoramento rigoroso dos equipamentos de tratamento térmico é uma tarefa importante na oficina. Monitorando a confiabilidade dos equipamentos. Equipamentos importantes de controle de temperatura, como instrumentos e termopares, devem ser monitorados de perto para garantir dados de medição precisos e confiáveis; aqueles com erros excessivos devem ser substituídos em tempo hábil, e a operação enquanto estiver doente é estritamente proibida.

TRENTAMENTO DE CALOR

(3) Monitoramento do processo de moagem. Os anéis de rolamento importados acabados não podem apresentar queimaduras e rachaduras de retificação, especialmente a superfície de contato do cone do acionador do anel interno não deve apresentar queimaduras. Se as ponteiras estiverem decapadas, elas devem ser totalmente inspecionadas para remover produtos queimados. Os gravemente queimados não podem ser reparados ou aqueles que não podem ser reparados devem ser descartados. Anéis com queimaduras de esmerilhamento não podem entrar no processo de montagem.

(4) Gestão de identificação. Depois que o aço é armazenado e antes que o ferrolho seja retificado, cada processo deve ser rigorosamente gerenciado e dois materiais e produtos diferentes, GCR15 e GCR15SIMN, devem ser rigorosamente distinguidos.

Instalação de anéis de rolamento

Ao instalar anéis de rolamento, atenção especial deve ser dada à sequência de instalação. Os rolamentos de precisão também devem prestar atenção às extremidades positivas e negativas. Instalá-los ao contrário causará desequilíbrio dinâmico e afetará o desempenho do rolamento.

Elemento rolante

O elemento rolante é o elemento central do rolamento. Devido à sua existência, existe atrito de rolamento entre as superfícies móveis relativas. Os tipos de elementos rolantes incluem esferas, rolos cilíndricos, rolos cônicos, rolos de agulhas, etc. Os elementos rolantes dos rolamentos incluem principalmente esferas e rolos de aço.

Estrutura básica dos rolamentos

O princípio de funcionamento dos rolamentos desenvolvidos com base em rolamentos deslizantes é substituir o atrito de deslizamento pelo atrito de rolamento. Geralmente são compostos por dois anéis, um conjunto de corpos rolantes e uma gaiola. Eles são altamente versáteis, padronizados e altamente serializados. Peças de base mecânica elevada. Como várias máquinas possuem diferentes condições de trabalho, vários requisitos são apresentados para rolamentos em termos de capacidade de carga, estrutura e desempenho. Por esse motivo, os rolamentos precisam ter estruturas diversas. Porém, a estrutura mais básica é composta por anel interno, anel externo, elementos rolantes e gaiola. As funções de várias peças em rolamentos são:

Para rolamentos radiais, o anel interno geralmente é um ajuste apertado com o eixo e corre junto com o eixo, e o anel externo geralmente é um ajuste de transição com o assento do rolamento ou furo da caixa mecânica para desempenhar uma função de suporte. No entanto, em alguns casos, o anel externo também está funcionando e o anel interno é fixado para desempenhar uma função de suporte, ou ambos o anel interno e o anel externo estão funcionando ao mesmo tempo. Para rolamentos axiais, o anel do eixo se ajusta perfeitamente ao eixo e se move junto, e o anel da sede é um ajuste de transição com a sede do rolamento ou furo da caixa mecânica e desempenha uma função de suporte. Os elementos rolantes (esferas de aço, rolos ou rolos de agulhas) são geralmente dispostos uniformemente entre os dois anéis do rolamento com a ajuda de uma gaiola para movimento de rolamento. Sua forma, tamanho e número afetam diretamente a capacidade de carga e o desempenho do rolamento. Além de separar uniformemente os corpos rolantes, a gaiola também pode guiar a rotação dos corpos rolantes e melhorar o desempenho da lubrificação interna do rolamento.

Classificação de rolamentos

Classificação por tipo de estrutura de rolamento

Os rolamentos são divididos em: de acordo com a direção da carga ou ângulo de contato nominal que podem suportar:

1) Rolamentos radiais - rolamentos utilizados principalmente para suportar cargas radiais, com ângulos de contato nominais de 0 a 45. De acordo com os diferentes ângulos de contato nominais, são divididos em: rolamentos de contato radial - rolamentos radiais com ângulo de contato nominal de 0; rolamentos de contato angular centrípeto – rolamentos radiais com ângulo de contato nominal maior que 0 a 45.

2) Rolamentos axiais - rolamentos utilizados principalmente para suportar cargas axiais, com ângulos de contato nominais superiores a 45 a 90. De acordo com os diferentes ângulos de contato nominais, eles são divididos em: Rolamentos de contato axial - rolamentos axiais com ângulo de contato nominal de 90° ; Rolamentos axiais de contato angular – rolamentos axiais com ângulo de contato nominal maior que 45, mas menor que 90°.

De acordo com o tipo de elemento rolante

1) Rolamento de esferas - o elemento rolante é uma esfera.

2) Rolamento de rolos - Os elementos rolantes são rolos. De acordo com o tipo de rolo, os rolamentos de rolos são ainda divididos em: rolamentos de rolos cilíndricos – rolamentos em que o elemento rolante é um rolo cilíndrico e a relação entre o comprimento e o diâmetro do rolo cilíndrico é menor ou igual a 3; rolamentos de rolos de agulhas – Rolamentos em que o elemento rolante é um rolo de agulhas. A relação entre o comprimento e o diâmetro do rolo de agulhas é maior que 3, mas o diâmetro é menor ou igual a 5 mm; rolamentos de rolos cônicos – rolamentos em que o elemento rolante é um rolo cônico; rolamentos autocompensadores de rolos – um por um Os elementos rolantes são rolamentos autocompensadores de rolos.

Função de alinhamento de rolamento

1) Rolamento de alinhamento – a pista é esférica e pode se adaptar ao desvio angular e ao movimento angular entre as linhas de eixo das duas pistas;

2) Rolamentos sem alinhamento (rolamentos rígidos) – rolamentos que podem resistir ao desvio angular da linha central do eixo entre as pistas.

Rolamentos de acordo com o número de fileiras de corpos rolantes

1) Rolamento de uma carreira – rolamento com uma carreira de elementos rolantes;

2) Rolamentos de duas carreiras – rolamentos com duas carreiras de corpos rolantes;

3) Multi-row bearings – bearings with than two rows of rolling elements, such as three-row and four-row bearings.

Rolamentos de acordo com a possibilidade de serem separados

1) Rolamentos separáveis ​​– rolamentos com peças separáveis;

2) Rolamentos indissociáveis ​​– rolamentos nos quais os anéis não podem ser separados livremente após a montagem final dos rolamentos.

Rolamentos de acordo com sua forma estrutural

Por exemplo, se existe uma ranhura de enchimento, se existe um anel interno e externo e o formato da ponteira, a estrutura da nervura e até mesmo se existe uma gaiola, etc.) também podem ser divididos em vários tipos estruturais.

Classificação de acordo com o tamanho dos rolamentos

(1) Rolamentos miniatura – rolamentos com diâmetro externo nominal inferior a 26 mm;
(2) Rolamentos pequenos - rolamentos com diâmetro externo nominal variando de 28 a 55 mm;
(3) Rolamentos de pequeno e médio porte – rolamentos com diâmetros externos nominais variando de 60 a 115 mm;
(4) Rolamentos médios e grandes - rolamentos com diâmetro externo nominal variando de 120-190 mm
(5) Rolamentos grandes – rolamentos com diâmetros externos nominais variando de 200-430mm;
(6) Rolamentos extragrandes - rolamentos com diâmetro externo nominal de 440 mm ou

Processo de fabricação de rolamentos

Devido aos diferentes tipos, tipos estruturais, níveis de tolerância, requisitos técnicos, materiais e tamanhos de lote de rolamentos, seus processos básicos de produção não são exatamente os mesmos.

Processo de fabricação de componentes de rolamento:

(1) O processo de processamento da ponteira: O processamento dos anéis interno e externo do rolamento varia dependendo da matéria-prima ou da forma bruta. Os processos antes do torneamento podem ser divididos nos três tipos a seguir. Todo o processo de processamento é: Material da haste ou tubo (algumas barras precisam ser forjadas, recozidas e normalizadas) —- processamento de torneamento —- tratamento térmico —- processamento de retificação —- retificação fina ou polimento —- inspeção final das peças —- À prova de ferrugem —- Armazenamento —- (para serem montados juntos)

(2) O processo de processamento de esferas de aço. O processamento das esferas de aço também varia de acordo com o estado da matéria-prima. O processo antes de triturar ou polir a bola pode ser dividido nos três tipos a seguir. O processo antes do tratamento térmico também pode ser É dividido nos dois tipos a seguir, e todo o processo de processamento é: Puncionamento a frio de barras ou fios (algumas barras precisam ser puncionadas com anéis e recozidas após puncionamento a frio) - Desbaste frustrante e áspero , moagem suave ou esfera fotográfica – –Tratamento térmico—-Moagem dura—-Moagem fina—-Moagem ou moagem de precisão—-Grupamento de inspeção final—-Prevenção de ferrugem, embalagem—-Armazenamento .

(3) Processamento de rolos. O processamento dos rolos varia dependendo das matérias-primas. O processo antes do tratamento térmico pode ser dividido nos dois tipos a seguir. Todo o processo de processamento é: processamento de torneamento de barras ou cabeçote a frio e encordoamento de fio-máquina. Correia circular e retificação suave —- tratamento térmico —- pontos moles —- diâmetro externo de retificação grosseira —- face final de retificação áspera —- face final de retificação final —- diâmetro externo de retificação fina —- diâmetro externo de retificação final —- agrupamento de inspeção final —- prevenção de ferrugem, embalagem —- armazenamento (para serem montados juntos).

(4) O processo de processamento da gaiola. O processo de processamento da gaiola pode ser dividido nas duas categorias a seguir, de acordo com a estrutura do projeto e as matérias-primas:

1) Chapa → cisalhamento [1] → puncionamento → estampagem → modelagem e acabamento → decapagem ou shot peening ou polimento de cordas → inspeção final → prevenção de ferrugem, embalagem → armazenamento (a ser montado como um conjunto)

2) O processo de processamento da gaiola sólida: O processamento da gaiola sólida varia dependendo das matérias-primas ou rugosidade. Antes de virar, ele pode ser dividido nos seguintes quatro tipos de blanks. Todo o processo de processamento é: barra, tubo Materiais, forjados, fundidos - diâmetro interno do carro, diâmetro externo, face final, chanframento - perfuração (ou desenho, mandrilamento) - decapagem - inspeção final - prevenção Ferrugem, embalagem - -armazenar .

Processo de montagem de rolamentos:

Peças de rolamentos, como anéis internos, anéis externos, corpos rolantes e gaiolas, etc., após passarem pela inspeção, entram na oficina de montagem para montagem. O processo é o seguinte: desmagnetização e limpeza de peças → seleção do grupo de tamanho de canal de laminação interna e externa (ranhura) → conjunto de montagem → folga de verificação → gaiola de rebite → inspeção final → desmagnetização, limpeza → prevenção de ferrugem, embalagem → colocado no armazém de produto acabado ( embalagem, envio).

Características dos rolamentos

Comparados aos rolamentos deslizantes, os rolamentos apresentam as seguintes vantagens:

(1) O coeficiente de atrito dos rolamentos é menor que o dos rolamentos deslizantes e a eficiência da transmissão é alta. Geralmente, o coeficiente de atrito dos rolamentos deslizantes é de 0.08-0.12, enquanto o coeficiente de atrito dos rolamentos é de apenas 0.001-0.005;

(2) Os rolamentos são feitos de aço para rolamentos e passam por tratamento térmico. Portanto, os rolamentos não apenas têm altas propriedades mecânicas e longa vida útil, mas também podem economizar metais não ferrosos relativamente caros usados ​​na fabricação de rolamentos deslizantes;

(3) A folga interna do rolamento é muito pequena e a precisão de processamento de cada peça é alta. Portanto, a precisão operacional é alta. Ao mesmo tempo, a rigidez do rolamento pode ser aumentada através da pré-carga. Isto é muito importante para máquinas de precisão;

(4) Alguns rolamentos podem suportar carga radial e axial, de modo que a estrutura do suporte do rolamento pode ser simplificada;

(5) Devido à alta eficiência de transmissão dos rolamentos e à baixa geração de calor, o consumo de óleo lubrificante pode ser reduzido, facilitando a manutenção da lubrificação;

(6) Os rolamentos podem ser facilmente aplicados ao urânio em qualquer direção do espaço.

Os rolamentos também apresentam certas desvantagens

Porém, tudo está dividido em dois, e os rolamentos também apresentam algumas deficiências, principalmente:

(1) A capacidade de carga dos rolamentos é muito menor do que a dos rolamentos deslizantes do mesmo volume. Portanto, o tamanho radial dos rolamentos é grande. Portanto, os rolamentos deslizantes são frequentemente utilizados em situações que suportam grandes cargas e requerem pequenas dimensões radiais e estruturas compactas (como rolamentos de virabrequim de motores de combustão interna);

(2) A vibração e o ruído dos rolamentos são grandes, especialmente nos estágios posteriores de uso. Portanto, os rolamentos não são adequados para ocasiões onde é necessária alta precisão e vibração não é permitida. Geralmente, os rolamentos deslizantes são melhores.

(3) Os rolamentos são particularmente sensíveis a materiais estranhos, como aparas de metal. Assim que materiais estranhos entrarem no rolamento, ocorrerão grandes vibrações e ruídos intermitentes, que também podem causar danos precoces. Além disso, os rolamentos também estão sujeitos a danos precoces devido a inclusões metálicas. Mesmo que não ocorram danos precoces, a vida útil dos rolamentos tem um certo limite. Resumindo, a vida útil dos rolamentos é menor que a dos rolamentos deslizantes.

However, compared with rolling bearings and sliding bearings, each has its own advantages and disadvantages, and each has certain applicable occasions. Therefore, the two cannot completely replace each other, and each develops in a certain direction and expands its own field. However, due to the outstanding advantages of rolling bearings, there is a tendency for latecomers to catch up. Rolling bearings have developed into the main support type of machinery and are used and widely.

Gaiola

Gaiola, também conhecida como gaiola de rolamento, refere-se a uma peça do rolamento que envolve parcialmente todos ou parte dos corpos rolantes e se move com ela para isolar os corpos rolantes e, geralmente, também guia os corpos rolantes e os mantém dentro do rolamento.

Material da gaiola

Quando os rolamentos estão funcionando, o atrito de deslizamento causa aquecimento e desgaste dos rolamentos. Especialmente sob condições operacionais de alta temperatura, a ação da força centrífuga inercial intensifica o atrito, o desgaste e o calor. Em casos graves, a gaiola pode estar queimada ou quebrada, causing the bearing to not work properly. Therefore, in addition to having a certain strength, the material of the cage must also have good thermal conductivity, small friction factor, good wear resistance, strong impact toughness, low density, and a linear expansion coefficient close to that of the rolling elements. In addition, the stamped cage needs to withstand complex stamping deformation and requires the material to have good processing properties. Some cages with extremely high requirements will also be coated with a layer of silver. The types of cage materials include: mild steel/stainless steel cage, bakelite/plastic (nylon) cage, brass/bronze/aluminum alloy cage, etc.

Material da gaiola do rolamento

Classificação dos métodos de fabricação:

gaiola fundida

As matérias-primas da gaiola fundida são liga de alumínio e latão. As matérias-primas são derretidas e despejadas no molde de fundição da máquina de fundição, e a gaiola é fundida de uma só vez. A porta de fundição é girada em um torno.

1) A gaiola é fundida diretamente, o que pode obter boa forma geométrica e precisão dimensional sem processamento mecânico, e possui alta eficiência de produção.

2) Após a fundição, o metal cristaliza e solidifica, com estrutura precisa, boa qualidade superficial e resistência ao desgaste.

3) Alta taxa de utilização de material e custo reduzido. No entanto, ao fundir uma gaiola de liga de alumínio, é necessário equipamento de grande tonelagem e o projeto e a fabricação do molde são complicados. Os bolsos da gaiola são facilmente tensionados durante a fundição. Nas condições em que o rolamento está sujeito a impacto, vibração e velocidade variável, a qualidade da gaiola fundida precisa ser melhorada ainda mais.

Gaiola fabricada pelo método de fundição de plástico

Plásticos de engenharia granulares secos a vácuo são colocados em um barril, aquecidos por fios de resistência e derretidos até um estado semilíquido. Pressurizadas por um êmbolo ou parafuso móvel, as matérias-primas semilíquidas são injetadas do bocal no molde de formação do moldagem por injeção máquina. Depois de isolado, obtenha a gaiola necessária após o resfriamento. As características de seu artesanato são:

1) A gaiola é moldada em uma moldagem por injeção, que pode obter forma geométrica precisa e precisão dimensional e baixo valor de rugosidade superficial sem processamento mecânico, e a eficiência de produção é alta.

2) O molde e a fundição de plástico são simples de formar, o rolamento é fácil de montar e é fácil de realizar o controle automático.

3) A gaiola de plástico possui boas propriedades como resistência ao desgaste, antimagnética e baixo atrito. No entanto, devido às deficiências de deformação térmica, envelhecimento e fragilidade do próprio plástico, bem como alguns problemas na estrutura da gaiola e no processo de injeção de plástico, a aplicação da gaiola fundida de plástico é limitada.

Graxa

Graxa: Um semissólido espesso e gorduroso. Usado para lubrificar e vedar peças de fricção de máquinas. Também usado em superfícies metálicas para preencher lacunas e evitar ferrugem. Feito principalmente de óleo mineral (ou lubrificante sintético) e espessante. As principais funções de graxa é lubrificação, proteção e vedação. A grande maioria das graxas é usada para lubrificação e é chamada de graxa antifricção. A graxa antifricção desempenha principalmente o papel de reduzir o atrito mecânico e prevenir o desgaste mecânico. Ao mesmo tempo, também desempenha um papel protetor na prevenção da corrosão e vedação do metal e à prova de poeira. Existem algumas graxas usadas principalmente para evitar ferrugem ou corrosão do metal, chamadas graxas protetoras.

Lubrificação de mancal

O princípio de funcionamento da graxa é que o espessante mantém o óleo onde precisa ser lubrificado. Quando há carga, o espessador libera o óleo, proporcionando assim a lubrificação. À temperatura ambiente e no estado estático, é como um sólido, capaz de manter sua forma sem fluir e pode aderir ao metal sem escorregar. Em altas temperaturas ou quando sujeito a forças externas que excedem um certo limite, pode fluir como um líquido. Quando a graxa é cortada pelas peças móveis das máquinas, ela pode fluir e lubrificar, reduzindo o atrito e o desgaste entre as superfícies móveis. Quando a ação de cisalhamento cessa, ela pode retornar a uma certa consistência. A fluidez especial da graxa determina que ela possa ser lubrificada em partes que não são adequadas para óleo lubrificante. Além disso, por ser uma substância semissólida, seus efeitos de vedação e proteção são melhores que os do óleo lubrificante.