Trabalho De ECA

ÍNDICE:

1 - Introdução

2 - Constituição

3 – Classificação

4 – Utilização

5 – Identificações do produto

6 – Dimensionamento

7 – Fadiga

INTRODUÇÃO:

 A primeira utilidade de um "rolamento" que nos poderia

vir à cabeça seria servir como elemento auxiliar no

transporte (até por causa dos carrinhos de "rolimã" da

infância). E nisso os "rolamentos" são bem antigos.

 Alguns historiadores situam o início do seu uso por

volta do ano 4.000 A.C., ajudando os Escandinavos a

deslizar com seus trenós. Outros historiadores

preferem apontar o seu início por volta de 3.500 A.C.,

quando os Sumérios utilizaram um cubo de roda

construído em madeira montado sobre um eixo

também de madeira, conforme uma ilustração de uma

biga usada por este povo.

 Já os egípcios apresentam diversas provas do seu uso

datada de cerca de 1.800 A.C., que mostra um egípcio

na ponta da pedra entornando um lubrificante no chão.

Essa ilustração é frequentemente referida como a mais

antiga figura de um "engenho de lubrificação"

trabalhando.

 Nas civilizações clássicas, Grécia e Roma, temos

grandes aplicações de "elementos rolantes". Porém é

na civilização Romana onde os mais espetaculares

desenvolvimentos são encontrados.

 Com a revolução industrial, houve um grande avanço

sobre o desenvolvimento deste elemento.

 Rolamentos são normalmente elementos metálicos que

apresentam forma cilíndrica compostos por vários subelementos.

São vazados em sua parte central visando

o acoplamento em um eixo. Possuem principalmente a

função de sustentar (apoio) um sistema de transmissão

de torque suportando muitas vezes esforços simples

ou combinados.

Funcionamento esquemático de um rolamento.

 Este elemento apresenta uma grande variedade de

tamanhos, conseqüentemente pode ser utilizados em

diversos campos de aplicação na área industrial.

Rolamentos de pequenas dimensões

Rolamentos e mancais de tamanhos normais.

Rolamento de grande dimensão.

Sistemas que utilizam rolamentos

CONSTITUIÇÃO:

 Os rolamentos também denominados mancais de

rolamento são em geral, constituídos por alguns subelementos:

 Anéis,

 Interno,

 Externo.

 Corpos rolantes,

 Gaiola ou separador.

Constituição:

 Os elementos girantes possuem as formas:

CLASSIFICAÇÃO:

 Estes elementos são classificados principalmente

segundo a direção de carga a ser suportada:

Radial

Axial

Combinada

Rolamentos, Selados e Blindados.

Tipos de rolamentos de esfera: (a) de pista profunda; (b) de contato angular externo e interno; (c) de contato angular externo (d) autocompensador; (e) e (f) de carreira dupla; (g) axial de contato angular de esferas; (h) de escora ou axial.

Tipos de rolamentos de rolos: (a) rolos cilíndricos de uma carreira; (b) rolos cilíndricos sem gaiola de uma carreira; (c) rolos cilíndricos de duas carreiras; (d) rolos cilíndricos sem gaiola de duas carreiras; (e) de rolos cônicos; (f) de rolos cônicos de duas carreiras; (g) auto compensador; (h) axial de rolos cilíndricos; (i) axial auto compensador.

Rolamento de agulha: (a) coroa de agulha de uma carreira; (b) rolamentos de agulha de uma carreira; (c) bucha de agulhas sem fundo; (d) axial de agulhas; (e) rolamento de agulha combinado.

UTILIZAÇÃO:

 Rolamentos de carreira simples composto por

elementos girantes esféricos. Exemplos de aplicações:

Motores elétricos, alternadores, ventilação industrial,

compressores, bombas de aquecimento, secadoras,

instalações frigoríficas, foto-copiadoras, carregadores

de acumuladores, máquinas têxteis, compressores de

esteiras mecânicas, motores elétricos e aparelhos

eletrodomésticos.

 Rolamentos composto por elementos girantes cônicos.

Útil para aplicações em cargas combinadas. Exemplos

de aplicações: Eixos de redutores, mudança de

transmissão com pinhão cônico, bombas,

compressores, indústrias papeleiras.

 Rolamentos com carreira dupla e elementos girantes

do tipo esférico. Tipo contato radial e de contato

angular. Substituem rolamentos com carreira simples

visando suportar maiores cargas radiais e cargas

axiais nos dois sentidos. Exemplos de aplicações:

Motores elétricos, aparelhos eletrodomésticos, hastes

de máquinas para madeira, redutores, material

agrícola.

 Rolamentos de esferas com contato angular (oblíquo).

As pistas dos anéis internos e externos dos

rolamentos com uma carreira de esferas de contato

radial são desnivelados um em relação ao outro.

Adaptado para aplicações onde se combinam cargas

radiais e axiais. Exemplos de aplicações: Caixa de

redutores, hastes de máquinas-ferramenta

 Rolamentos axiais composto por elementos girantes

esféricos, cônicos ou cilindricos. Suportam cargas

axiais muito elevadas e são pouco sensíveis aos

choques. As cargas radiais devem por sua vez ser

moderadas. Exemplos de aplicações: Eixos verticais

pesados, turbo alternadores, pivôs de gruas, parafusos

de injeção de plástico, contra-pontas, bombas de

platô.

 Rolamentos composto por elementos girantes

cilíndricos. Aplicado onde as cargas radiais são

elevadas e as velocidades de rotação altas. As cargas

axiais aplicadas a estes rolamentos devem

permanecer pequenas. Exemplos de aplicações:

Motores elétricos pesados, caixas de eixos de vagões,

vagonetas de pressão, cilindros de laminadores.

 Rolamentos autocompensadores composto por

elementos girantes cilindricos. Suportam cargas

radiais muito grandes, cargas axiais moderadas.

Exemplos de aplicações: Peneiras, trituradores,

moedores, gaiola de laminador, pesados redutores,

pesados ventiladores industriais, cilindros de máquinas

impressoras, máquinas de pedreiras.

 Rolamentos autocompensadores composto por

elementos girantes cônicos. Suportam cargas radiais e

axiais muito grandes. Exemplos de aplicações:

equipamentos pesados.

 Rolamentos autocompensadores de esferas. Dotados

de 2 fileiras de esferas e uma pista esférica sobre o

anel externo. Exemplos de aplicações: Eixos longos e

flexíveis, aplicações Industriais padrão, química,

agricultura.

 Rolamentos combinado. Dotados de dois tipos de

elementos girantes. Suporte simultaneamente grandes

cargas radiais e axiais.

IDENTIFICAÇÃO DO PRODUTO:

 Para a substituição do elemento, deve-se atentar para

as seguintes características:

 Fabricante,

 Tipo de Rolamento,

 Diâmetro do Furo,

 Diâmetro Externo,

 Largura.

 RPM

DIMENSIONAMENTO:

 Tanto para o dimensionamento quanto para a

seleção de um rolamento, é importante definir

inicialmente o tipo de solicitação ao qual este estará

submetido, podemos verificar duas situações

distintas: carga estática ou dinâmica.

Na carga estática, o rolamento encontra-se parada ou

oscila lentamente (N<10 RPM). Na carga dinâmica, o

rolamento se movimenta com N³10 RPM.

Carga Estática

Quando o rolamento estiver atuando parado ou com

baixas oscilações (N<10 RPM), o dimensionamento é

realizado por meio da capacidade de carga estática

(Co).

 Capacidade de Carga Estática (Co).

É a carga atuante nos elementos rolantes e na pista.

Onde:

Co=Capacidade de carga estática (KN)

fs=Fator de esforços estáticos (Adimensional)

Po=Carga estática equivalente (KN)

 Carga Estática Equivalente (Po).

É uma suposta carga resultante, determinada em

função das cargas axial e radial, que atuam

simultaneamente no rolamento.

Quando o rolamento for solicitado por uma carga

radial ou axial isoladamente, esta será a carga

equivalente.

 Carga Estática Equivalente (Po).

Na atuação da simultânea das cargas axial e radial, a

carga equivalente é determinada da seguinte forma:

Onde:

Po=Carga estática equivalente (KN)

Xo=Fator radial (Adimensional)

Yo=Fator axial (Adimensional)

Fr=Carga radial (KN)

Fa=Carga axial (KN)

P X .Fr Y .Fa

0 0 0

= +

Ex.: (Rol. de esferas)

X0=0,6

Y0=0,5

Fa/Fr³0,8

 Fator de Esforço Estático (fs).

É um coeficiente de segurança que preserva a

ocorrência de deformações plásticas excessivas nos

pontos de contato, entre os corpos rolantes e a pista.

Utiliza-se os seguintes valores:

1,5 £ fs £ 2,5 para exigências elevadas,

1,0 £ fs £ 1,5 para exigências normais,

0,7 £ fs £ 1,0 para exigências reduzidas.

 Carga Dinâmica

Quando o rolamento atuar com movimento N³10

RPM, este é dimensionado por meio da capacidade

de carga dinâmica (C).

 Capacidade de Carga Dinâmica (C).

Podemos calcular a capacidade de carga dinâmica

utilizando a seguinte relação:

Onde:

C=Capacidade dinâmica equivalente (KN)

fe=Fator de esforços dinâmicos (Adimensional)

fn=Fator de rotação (Adimensional)

P=Carga dinâmica equivalente (KN)

 Fator de esforços dinâmicos (fe)

Este fator está associado a aplicação do

equipamento e as condições usuais de carga. A

literatura relata diversos valores, estes já tabelados.

Exemplos:

Máquinas leves fe=1 a 2

Máquinas médias fe=2 a 3,5

Máquinas pesadas fe=3,5 a 6

 Fator de rotação (fn)

Este fator está associado a velocidade com o qual o

rolamento gira, outra questão é quanto o tipo de

elemento.

Exemplos:

Esferas N=50-fn=0,874 N=500-fn=0,405 N=1600-fn=0,275

Rolos N=50-fn=0,885 N=500-fn=0,444 N=1600-fn=0,313

 Capacidade de Carga Dinâmica (C).

A capacidade de carga dinâmica dos diversos tipos

de rolamento é encontrada nas tabelas que compõem

os catálogos.

 Carga Dinâmica Equivalente (P).

Determina-se a carga dinâmica equivalente quando

houver a atuação simultânea de cargas radial e axial

no rolamento.

 Carga Dinâmica Equivalente (P).

Esta carga constitui-se de uma suposta carga

resultante, sendo definida por meio de:

Onde:

P=Carga dinâmica equivalente (KN)

Fr=Carga radial (KN)

Fa=Carga axial (KN)

x=Fator radial (Adimensional)

y=Fator axial (Adimensional)

P = x.Fr + y.Fa

Ex.: (Rol. de esferas)

x=0,4

y=0,8

Fa/Fr³0,8

 Rolamentos expostos a altas temperaturas.

Nestas situações, torna-se necessário considerar um

fator de temperatura (ft). Para se calcular a

capacidade de carga dinâmica, utiliza-se:

Onde:

C=Capacidade dinâmica equivalente (KN)

fe=Fator de esforços dinâmicos (Adimensional)

fn=Fator de rotação (Adimensional)

ft=Fator de temperatura (Adimensional)

P=Carga dinâmica equivalente (KN)

 Fator de Temperatura (ft).

Temp. Máx. de Serviço (ºC) 150 200 250 300

Fator de temperatura (Ft) 1,0 0,73 0,42 0,22

 Vida Útil do Rolamento.

A vida útil do rolamento compreende o período no

qual ele desempenha corretamente a sua função. A

vida útil termina quando ocorre o desgaste causado

pela fadiga do material.

 Vida Útil do Rolamento.

Temos que:

Lna = a1.a2.a3.Lh

Onde:

Lna=Duração até a fadiga (h)

a1=Fator de probabilidade (Adimensional)

a2=Fator de matéria prima (Adimensional)

a3=Fator das condições de serviço (Adimensional)

Lh=Vida nominal do rolamento (h) – Entre 10000 a 100000 horas

Prob. de Falha (%) 1 2 3 4 5 10

Fator a1 1,0 0,62 0,53 0,44 0,33 0,21

Vida Útil do Rolamento.

a2=Fator de matéria prima

Este fator considera as características da matéria

prima e o respectivo tratamento térmico.

Para aços de qualidade:

a2=1

O fator se altera para materiais tratados

termicamente:

a2=1,2

 Vida Útil do Rolamento.

a3=Fator das condições de serviço

As condições de serviço influenciam diretamente na

vida útil do rolamento. A duração é prolongada

quando o ambiente de trabalho é limpo, a lubrificação

é adequada e a carga atuante não é excessiva. O

término da vida útil do rolamento ocorre quando há

formação de “pittings” (erosão por cavitação),

originada na superfície das pistas.

Condições ideais – a3=1

Condições drásticas – a3=0,6

FADIGA:

 Elementos que normalmente falham:

Fadiga em partes constituintes de um rolamento

 Lubrificação.

Um filme de óleo muito fino formado entre os corpos

rolantes e as pistas de um rolamento em

funcionamento, impede o contato metálico direto e

possui uma espessura típica de 0,001 mm.

Esse filme bastante fino é a diferença entre o sucesso

e a catástrofe - sem ele, o rolamento apresentaria

falha precoce.

Fonte: SKF e Yesachei

Consultar: http://www.yesachei.com