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Unidade 6 Mancal de Rolamento Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Mancal de Rolamento ❑ Elemento de Máquina que tem a função de diminuir o atrito entre partes que se movem entre si, aumentando o rendimento do sistema mecânico Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Mancal de Rolamento ❑ São normalmente, elementos metálicos que apresentam forma cilíndrica compostos por vários sub-elementos Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Mancal de Rolamento ▪ São vazados em sua parte central visando o acoplamento em um eixo Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Mancal de Rolamento ❑ Apresenta uma grande variedade de tamanhos, consequentemente pode ser utilizados em diversos campos de aplicação na área industrial Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Mancal de Rolamento ❑ Generalidades ▪ menor atrito na partida; ▪ permitem esforços radiais e axiais; ▪ exigem pequena manutenção; ▪ mais ruidosos e caros; ▪ vida útil limitada (fadiga); ▪ padronização; ▪ liberdade para escolha do material do eixo; ▪ entre outros Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Mancal → Comparativo Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Aplicação ❑ Indicação: ✓ maiores cargas ✓ menor disponibilidade de manutenção ✓ maior vida útil ✓ menor espaço axial disponível ❑ Contraindicação: ✓ aplicações sujeitas a choques ✓ ausência de ruídos ✓ aplicações com baixa rotação ✓ grandes diâmetros (devido ao custo) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Relação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso atrito eficiência custo Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Construção ❑ Um rolamento padrão é formado de: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso anel externo elemento girante * gaiola anel interno Rolamento → Construção ❑ Elemento girante Os elementos de rolagem podem ser esferas ou rolos. Há disponível muitos tipos de rolamentos com vários formatos de rolos. Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Material ❑ O anel externo, anel interno e o elemento girante são fabricados com material de alta dureza, visando baixo desgaste e pequena deformação, a fim de diminuir o atrito ❑ Por este motivo, o rolamento não é indicado para aplicações sujeitas a choques Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Material ❑ Exemplos de materiais utilizados são: ✓ aço temperado especial para rolamentos ✓ aço inoxidável, para casos especiais ✓ bronze não magnético Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Material ❑ A gaiola, por sua vez, é fabricada com materiais mais moles, uma vez que sua função é apenas manter os elementos girantes separados. ❑ Exemplos de materiais utilizados são: ➢ chapa de aço ➢ bronze ➢ plástico Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Mancal de Rolamento ❑ Classificação de acordo com a carga aplicada ➢ Radial Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso carga perpendicular ao eixo polias Mancal de Rolamento ❑ Classificação de acordo com a carga aplicada ➢ Axial Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso carga na direção do eixo gancho Mancal de Rolamento ❑ Classificação de acordo com a carga aplicada ➢ Combinada Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso carga axial e radial turbina Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Fonte: Catálogo NSK Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Rolamento Radial Rolamento de Esfera Fixo Símbolo Fonte: Catálogo NSK Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Rolamento Radial Rolamento de Esfera Contato Angular Símbolo Fonte: Catálogo NSK Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Rolamento Radial Rolamento de Esfera Autocompensador Símbolo Fonte: Catálogo NSK ❖ permitem e compensam desalinhamentos do eixo em relação à carcaça Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Rolamento Radial Rolamento de Rolo Rolo Cilíndrico Símbolo Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Rolamento Radial Rolamento de Rolo Rolo Agulha Símbolo Fonte: Catálogo NSK Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Rolamento Radial Rolamento de Rolo Rolo Cônico Símbolo Fonte: Catálogo NSK Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Rolamento Radial Rolamento de Rolo Autocompensador Símbolo Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Rolamento Axial Rolamento de Esfera Escora Simples e Duplas Símbolo Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Tipos de rolamentos Rolamento Axial Rolamento de Rolo Autocompensador Símbolo Fonte: Catálogo NSK ❖ permitem e compensam desalinhamentos do eixo em relação à carcaça Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Características dos rolamentos Fonte: Catálogo FAG Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Características dos rolamentos Fonte: Catálogo FAG Rolamento → Característica ❑ Rolamentos de esferas: ✓ menor capacidade de carga ✓ menor custo ✓ maior rotação admissível ❑ Rolamentos de agulhas: ✓ menor espaço radial ❑ Rolamentos autocompensadores: ✓ indicado para eixos com desalinhamentos Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Processo de seleção dos rolamentos Fonte: Catálogo NSK Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso YY → prefixos (letras) ▪ Designação complementar dada a um rolamento ▪ Exemplo: L → anel interno WWW → sufixos (letras) ▪ Designação complementar dada a um rolamento ▪ Exemplo: Z → rolamento blindado em um dos lados Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso X → primeiro dígito ▪ Tipo do rolamento Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso X → segundo dígito ▪ Série de larguras ▪ 0,1,2,3,4,5 e 6 X → terceiro dígito ▪ Série de diâmetros ▪ 8,9,0,1,2,3 e 4 *** 49 combinações de largura para cada diâmetro de eixo *** Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso XX → dois últimos dígitos ▪ 1/5 do diâmetro do furo ❖ 1-9 → 1 até 9 mm ❖ 00, 01, 02 e 03 → 10, 12, 15 e 17 mm ❖ 04-96 → número vezes 5 [20-480 mm] YY-XXX/XX-WWW YY-XXXXX-WWW XX → dois (ou três) últimos dígitos ▪ diâmetro do furo Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Exemplo [01] 6806-ZZ ▪ 6 → Fixo de uma carreira de esferas ▪ 8 → Série de diâmetro ▪ 06 → 30 mm de diâmetro interno ▪ ZZ → Rolamento Blindado Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Exemplo [02] 62/28-ZZ ▪ 6 → Fixo de uma carreira de esferas ▪ 2 → Série de diâmetro ou largura ▪ 28 → 28 mm de diâmetro interno ▪ ZZ → Rolamento Blindado Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Exemplo [03] 7410B ▪ 7 → Contato angular de uma carreira de esferas ▪ 4 → Série de diâmetro ou largura ▪ 10 → 50 mm de diâmetro interno ▪ B → 40º de inclinação Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Exemplo [04] N207 ▪ N → Rolo Cilíndrico ▪ 2 → Série de diâmetro ou largura ▪ 07 → 35 mm de diâmetro interno Rolamento → Codificação Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Exemplo [05] 51410 ▪ 5 → Axial de Esferas ▪ 1 → Série de largura ▪ 4 → Série de diâmetro ▪ 10 → 50 mm de diâmetrointerno Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Lubrificação ❑ objetivos principais ❖ prevenir desgastes ❖ evitar contato metálico direto entre elementos rolantes ❖ vedação ❖ remoção de calor Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Lubrificação ❑ Tipos Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso graxa óleo Rolamento → Lubrificação ❑ Lubrificação com graxa Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Vantagens Desvantagens facilidade de transporte e armazenamento limites de rotações inferiores aos óleos menor risco de vazamento em excesso causará rápido aumento de temperatura facilidade de retirada do rolamento para relubrificar, deve-se retirar a graxa usada vedação eficaz contra contaminantes --- vedação eficaz contra umidade ou água --- Rolamento → Lubrificação ❑ Lubrificação com óleo Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Vantagens Desvantagens rotações maiores dos que da graxa dificuldade de transporte e armazenamento diversos métodos de lubrificação maior risco de vazamento quando em circulação, refrigera o rolamento complexidade de retida do rolamento Facilidade de troca (bujão de dreno e de relubrificação) vedação insuficiente contra contaminantes --- vedação insuficiente contra umidade e água Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Dimensionamento ❑ Para o correto dimensionamento de um rolamento, é importante seguir alguns passos: ❖ definir o tipo de solicitação do rolamento ▪ radial, axial ou combinada ❖ definir o tipo do rolamento ▪ esferas, rolos ou autocompensadores ❖ definir as dimensões básicas do rolamento ▪ diâmetro do furo, diâmetro externo e largura ❖ definir a rotação de trabalho ▪ carga estática ou dinâmica Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Dimensionamento ❑ Tipo de solicitação Considera-se a direção da carga ▪ radial, axial ou combinada Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Dimensionamento ❑ Tipo de rolamento Considera-se: ▪ a magnitude da carga ▪ exigências especiais Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso desalinhamentos rotações elevadas e funcionamento silencioso rigidez Rolamento → Dimensionamento ❑ Dimensões básicas Considera-se: ▪ diâmetro do furo ▪ diâmetro externo ▪ largura Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Dimensionamento ❑ Rotação de Trabalho 𝒏𝒕𝒓𝒂𝒃 é a máxima rotação na qual o rolamento pode trabalhar, sem aumento excessivo de temperatura e, deve obedecer a seguinte relação: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❖ Definida a rotação de trabalho, verifica-se a carga de trabalho que o rolamento selecionado pode suportar, ou seja: ▪ Se 𝑛𝑡𝑟𝑎𝑏 < 10 𝑟𝑝𝑚 → verifica-se a carga estática ▪ Se 𝑛𝑡𝑟𝑎𝑏 ≥ 10 𝑟𝑝𝑚 → verifica-se a carga dinâmica Rolamento → Dimensionamento ❑ Carga Estática 𝑪𝒐 é a carga que causa uma deformação plástica permanente nos elementos girantes ou nas pistas da ordem de 0,0001 vezes o diâmetro do elemento girante Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso 𝐶𝑜 = 𝑓𝑠 ∙ 𝑃𝑜 ▪ onde: 𝐶0 → carga estática [𝑘𝑁] 𝑓𝑠 → coeficiente de carga estática permissível [ ] (tabela 5.8) 𝑃𝑜 → carga estática equivalente [𝑘𝑁] Rolamento → Dimensionamento ❑ Coeficiente de Carga Estática Permissível 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 Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ** Para os rolamentos axiais autocompensadores de rolos, adota-se 𝒇𝒔 ≥ 𝟒 ** Tabela 5.8 – Coeficiente de Carga Estática Permissível 𝑓𝑠 Fonte: Catálogo NSK Rolamento → Dimensionamento ❑ Carga Estática Equivalente 𝑷𝒐 é a carga equivalente na atuação simultânea das cargas axial e radial e, é determinada da seguinte forma: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ▪ onde: 𝐹𝑟 → força radial [𝑘𝑁] 𝐹𝑎 → força axial [𝑘𝑁] 𝑋0 → coeficiente de forma [ ] (catálogo) 𝑌0 → coeficiente de forma [ ] (catálogo) 𝑃0 = 𝑋0 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌0 ∙ 𝐹𝑎 Rolamento → Dimensionamento ❑ Carga Estática - Verificação determinada a carga estática 𝐶𝑜 seleciona-se o rolamento no catálogo do fabricante, obedecendo a seguinte relação: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso e 𝐶0 ≤ 𝐶0_𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑜𝑔𝑜 𝑛𝑡𝑟𝑎𝑏 ≤ 𝑛𝑚𝑎𝑥_𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑜𝑔𝑜 Rolamento → Dimensionamento ❑ Carga Dinâmica 𝑪𝒓 é a capacidade dinâmica admissível para 90% dos rolamentos experimentados, para uma vida de um milhão de rotações Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso 𝐶𝑟 = 𝑓ℎ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 ∙ 𝑃𝑟 ▪ onde: 𝐶𝑟 → carga dinâmica [𝑘𝑁] 𝑓ℎ → coeficiente de vida [ ] 𝑓𝑛 → coeficiente de rotação [ ] 𝑓𝑡 → coeficiente de temperatura [ ] (tabela 5.3) 𝑃𝑟 → carga dinâmica equivalente [𝑘𝑁] Rolamento → Dimensionamento ❑ Coeficiente de Vida 𝒇𝒉 é um coeficiente de segurança que está associado a aplicação do equipamento e as condições usuais de carga e, é determinado por: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Fonte: Catálogo NSK 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 1 3 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 3 10 esferas rolos ▪ onde: 𝐿ℎ → Vida nominal do rolamento [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] Rolamento → Dimensionamento ❑ Coeficiente de Rotação 𝒇𝒏 é um coeficiente de segurança que está associado a velocidade com o qual o rolamento gira e, é determinado por: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Fonte: Catálogo NSK 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 1 3 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 3 10 esferas rolos ▪ onde: 𝑛 → rotação de trabalho [𝑟𝑝𝑚] Rolamento → Dimensionamento ❑ Coeficiente de Temperatura 𝒇𝒕 é um coeficiente de segurança que está associado a temperatura de trabalho do rolamento e, é determinado pela seguinte tabela: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❖ Explicação: A dureza dos rolamentos diminue quando usados em altas temperaturas Tabela 5.3 – Coeficiente de Temperatura 𝑓𝑡 Fonte: Catálogo NSK Rolamento → Dimensionamento ❑ Carga Dinâmica Equivalente 𝑷𝒓 é a carga equivalente na atuação simultânea das cargas axial e radial e, é determinada da seguinte forma: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ▪ onde: 𝐹𝑟 → força radial [𝑘𝑁] 𝐹𝑎 → força axial [𝑘𝑁] 𝑋 → coeficiente de forma [ ] (catálogo) 𝑌 → coeficiente de forma [ ] (catálogo) 𝑃𝑟 = 𝑋 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌 ∙ 𝐹𝑎 Rolamento → Dimensionamento ❑ Carga Dinâmica - Verificação determinada a carga dinâmica 𝐶𝑟 seleciona-se o rolamento no catálogo do fabricante, obedecendo a seguinte relação: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso e 𝐶𝑟 ≤ 𝐶𝑟_𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑜𝑔𝑜 𝑛𝑡𝑟𝑎𝑏 ≤ 𝑛𝑚𝑎𝑥_𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑜𝑔𝑜 Rolamento → Dimensionamento ❑ Vida Nominal 𝑳𝒉 - Verificação determinada a vida nominal do rolamento, verifica- se a mesma com a vida desejada 𝐿𝑑𝑒𝑠 da máquina selecionada, ou seja: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso 𝐿ℎ ≥ 𝐿𝑑𝑒𝑠 ▪ onde: 𝐿𝑑𝑒𝑠 → vida desejada do rolamento de acordo com o tipo de máquina [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] (tabela 3.4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Tabela 3.4 – Aplicação em máquinas e vida requerida 𝐿𝑑𝑒𝑠 Fonte: Catálogo NTN Rolamento → Dimensionamento Rolamento → Dimensionamento ❑ Vida útil 𝑳𝒏𝒂 até a fadiga ➢ A vida útil termina quando o material falha ➢ ruído e vibração darão indícios do início da falha ➢ Se houver lubrificante em quantidade e qualidade adequada, a falha ocorrerá apenas por fadiga superficial Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Rolamento → Dimensionamento ❑ Vida útil 𝑳𝒏𝒂 até a fadiga é determinada por: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ▪ onde: 𝐿𝑛𝑎 → vida útil do rolamento ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝐿ℎ → vida nominal do rolamento [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] 𝑎1 → coeficiente de confiabilidade [ ] (tabela 5.4) 𝑎2 → coeficiente de material (tabela 5.5) 𝑎3 → coeficiente das condições de uso [ ] (tabela 5.6) 𝐿𝑛𝑎 = 𝑎1 ∙ 𝑎2 ∙ 𝑎3∙ 𝐿ℎ Rolamento → Dimensionamento ❑ Coeficiente de Confiabilidade 𝒂𝟏 é um coeficiente de segurança que prevê a probabilidade de falhas no material devida à fadiga. Este é regido por leis estatísticas, sendo obtido na seguinte tabela: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Tabela 5.4 – Coeficiente de Confiabilidade 𝑎1 Fonte: Catálogo NSK Rolamento → Dimensionamento ❑ Coeficiente de Material 𝒂𝟐 é um coeficiente de segurança que considera as características da matéria prima e o respectivo tratamento térmico. Para esse critério adota-se: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Descrição 𝒂𝟐 aços de qualidade 1,00 aços tratados termicamente 1,20 Tabela 5.5 – Coeficiente de Material 𝑎2 Fonte: Catálogo NSK Rolamento → Dimensionamento ❑ Coeficiente das condições de uso 𝒂𝟑 as condições de uso (ou de trabalho) do rolamento influenciam diretamente a vida ;util do mesmo. Para esse critério adota-se: Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Descrição 𝒂𝟑 condições ideais 1,00 condições drásticas 𝑇 ≥ 225℃ 0,60 Tabela 5.6 – Coeficiente das condições de uso 𝑎3 Fonte: Catálogo NSK Rolamento → Fabricantes Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Exercícios – (1) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Determinar o coeficiente de vida nominal 𝑓ℎ do rolamento 6208 sob carga radial 𝐹𝑟 = 2.500 𝑁 , velocidade 𝑛 = 900 𝑟𝑝𝑚 e temperatura de trabalho abaixo de 150℃ catálogo NTN Exercícios – (1) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente Somente carga radial 𝑃𝑟 = 𝐹𝑟 𝑃𝑟 = 2.500 [𝑁] 𝑃𝑟 = 2,5 [𝑘𝑁] 𝑃𝑟 = 𝑋 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌 ∙ 𝐹𝑎 Exercícios – (1) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Temperatura Temperatura < 150℃ 𝑓𝑡 = 1,0 Tabela 5.3 – Coeficiente de Temperatura 𝑓𝑡 Fonte: Catálogo NSK Exercícios – (1) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Rotação rolamento 6208 Início → 6 Fonte: Catálogo NSK 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 1 3 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 3 10 esferas rolos Exercícios – (1) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Rotação 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 1 3 𝑛 = 900 [𝑟𝑝𝑚] 𝑓𝑛 = [0,03 ∙ (900)]− 1 3 𝑓𝑛 = [27]− 1 3 𝑓𝑛 = 0,333 Exercícios – (1) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica rolamento 6208 catálogo NTN 𝐶𝑟 = 29,1 [𝑘𝑁] Exercícios – (1) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida 𝐶𝑟 = 𝑓ℎ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 ∙ 𝑃𝑟 𝑓ℎ = 𝐶𝑟 𝑃𝑟 ∙ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 𝑓ℎ = 29,1 2,5 ∙ (0,333) ∙ (1,0) 𝑓ℎ = 3,876 Exercícios – (1) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida rolamento 6208 Início → 6 Fonte: Catálogo NSK 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 1 3 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 3 10 esferas rolos Exercícios – (1) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Vida Nominal do Rolamento 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 1 3 𝐿ℎ = 500 ∙ 𝑓ℎ 3 𝐿ℎ = 500 ∙ 3,876 3 𝐿ℎ = 29.115 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] 𝐿ℎ = 500 ∙ (58,23) Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Selecionar um rolamento fixo de uma carreira de esferas com furo de 50 𝑚𝑚 e diâmetro externo abaixo de 100 𝑚𝑚 que satisfaça as seguintes condições: ▪ Carga radial → 𝐹𝑟 = 3.000 𝑁 ▪ Velocidade de rotação → 𝑛 = 1.900 𝑟𝑝𝑚 ▪ Vida nominal → 𝐿ℎ = 10.000 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 catálogo NTN Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente Somente carga radial 𝑃𝑟 = 𝐹𝑟 𝑃𝑟 = 3.000 [𝑁] 𝑃𝑟 = 3,0 [𝑘𝑁] 𝑃𝑟 = 𝑋 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌 ∙ 𝐹𝑎 Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Temperatura temperatura não mencionada 𝑓𝑡 = 1,0 Tabela 5.3 – Coeficiente de Temperatura 𝑓𝑡 Fonte: Catálogo NSK adota-se temperatura ambiente Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Rotação rolamento fixo de uma carreira de esferas Fonte: Catálogo NSK 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 1 3 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 3 10 esferas rolos Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Rotação 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 1 3 𝑛 = 1.900 [𝑟𝑝𝑚] 𝑓𝑛 = [0,03 ∙ (1.900)]− 1 3 𝑓𝑛 = [57]− 1 3 𝑓𝑛 = 0,260 Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida Fonte: Catálogo NSK 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 1 3 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 3 10 esferas rolos rolamento fixo de uma carreira de esferas Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 1 3 𝐿ℎ = 10.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] 𝑓ℎ = 10.000 500 1 3 𝑓ℎ = (20) 1 3 𝑓ℎ = 2,714 Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica 𝐶𝑟 = 31,315 [𝑘𝑁] 𝐶𝑟 = 𝑓ℎ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 ∙ 𝑃𝑟 𝐶𝑟 = 2,714 (0,260) ∙ (1,0) ∙ (3,0) 𝐶𝑟 = 31.315 [𝑁] Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo catálogo NTN 𝐶𝑟 = 31,315 [𝑘𝑁] Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo ✓ Limitações (de acordo com o enunciado) catálogo NTN “Selecionar um rolamento fixo de uma carreira de esferas com furo de 50 𝑚𝑚 e diâmetro externo abaixo de 100 𝑚𝑚” 𝐶𝑟 = 31,315 [𝑘𝑁] Exercícios – (2) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo ✓ Resposta rolamento fixo de uma carreira de esferas 6210 Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Determinar o coeficiente de vida nominal 𝑓ℎ do rolamento 6208 que satisfaça as seguintes condições: ▪ Carga radial → 𝐹𝑟 = 2.500 𝑁 ▪ Carga axial → 𝐹𝑎 = 1.310 𝑁 ▪ Velocidade de rotação → 𝑛 = 900 𝑟𝑝𝑚 ▪ Temperatura de trabalho → 𝑇 = 100℃ Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Informações do catálogo da NTN ▪ 6208 ▪ 𝐹𝑟 = 2.500 𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 1.310 𝑁 Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida 𝐶𝑟 = 𝑓ℎ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 ∙ 𝑃𝑟 𝑓ℎ = 𝐶𝑟 𝑃𝑟 ∙ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 𝐶𝑟 = ? ? ? 𝑃𝑟 = ? ? ? 𝑓𝑛 = ? ? ? 𝑓𝑡 = ? ? ? Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Temperatura Temperatura < 150℃ 𝑓𝑡 = 1,0 Tabela 5.3 – Coeficiente de Temperatura 𝑓𝑡 Fonte: Catálogo NSK Temperatura = 100℃ Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Rotação 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 1 3 𝑛 = 900 [𝑟𝑝𝑚] 𝑓𝑛 = [0,03 ∙ (900)]− 1 3 𝑓𝑛 = [27]− 1 3 𝑓𝑛 = 0,333 esferas rolamento 6208 catálogo NTN Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica 𝐶𝑟 = 29,1 [𝑘𝑁] rolamento 6208 Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente rolamento 6208 𝑃𝑟 = 𝑋 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌 ∙ 𝐹𝑎 𝑒 = ? ? ? 𝑓0 = ? ? ? 𝐶0𝑟 = ? ? ? Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente catálogo NTN rolamento 6208 𝑓0 = 14,0 𝐶0𝑟 = 17,8 [𝑘𝑁] Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 2.500 𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 1.310 𝑁 rolamento 6208 𝑓0 ∙ 𝐹𝑎 𝐶0𝑟 = (14,0) ∙ (1.310) 17.800 = 1,03 Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 2.500 𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 1.310 𝑁 rolamento 6208 𝐹𝑎 𝐹𝑟 = 1.310 2.500 = 0,52 0,52 > 0,28 𝐹𝑎 𝐹𝑟 > 𝑒 Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso 𝑃𝑟 = 𝑋 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌 ∙ 𝐹𝑎 ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟= 2.500 𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 1.310 𝑁 ▪ 𝑋 = 0,56 ▪ 𝑌 = 1,55 𝑃𝑟 = (0,56) ∙ (2.500) + (1,55) ∙ (1.310) 𝑃𝑟 = 1.400 + 2.030,50 𝑃𝑟 = 3.430,50 [𝑁] Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida 𝐶𝑟 = 𝑓ℎ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 ∙ 𝑃𝑟 𝑓ℎ = 𝐶𝑟 𝑃𝑟 ∙ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 𝑓ℎ = 29.100 3.430,50 ∙ (0,333) ∙ (1,0) 𝑓ℎ = 2,823 Exercícios – (3) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Vida Nominal do Rolamento 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 1 3 𝐿ℎ = 500 ∙ 𝑓ℎ 3 𝐿ℎ = 500 ∙ 2,823 3 𝐿ℎ = 11.248 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] 𝐿ℎ = 500 ∙ (22,50) esferas rolamento 6208 Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Selecionar o rolamento autocompensador de rolos para um redutor de velocidades que satisfaça as seguintes condições: ▪ Carga radial → 𝐹𝑟 = 245.000 𝑁 ▪ Carga axial → 𝐹𝑎 = 49.000 𝑁 ▪ Velocidade de rotação → 𝑛 = 500 𝑟𝑝𝑚 ▪ Temperatura de trabalho → 𝑇 < 120℃ ▪ Diâmetro do furo → 𝑑 = 300 𝑚𝑚 ▪ Furo do alojamento → 𝐷 ≤ 600 𝑚𝑚 Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Temperatura Temperatura < 150℃ 𝑓𝑡 = 1,0 Tabela 5.3 – Coeficiente de Temperatura 𝑓𝑡 Fonte: Catálogo NSK Temperatura < 120℃ Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Rotação rolamento autocompensador de rolos Fonte: Catálogo NSK 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 1 3 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 3 10 esferas rolos Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Rotação 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 3 10 𝑛 = 500 [𝑟𝑝𝑚] 𝑓𝑛 = [0,03 ∙ (500)]− 3 10 𝑓𝑛 = [15]− 3 10 𝑓𝑛 = 0,444 Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida Fonte: Catálogo NSK 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 1 3 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 3 10 esferas rolos rolamento autocompensador de rolos Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida ✓ Redutor de Velocidades 𝐿ℎ = ? ? ? [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] Tabela 3.4 – Aplicação em máquinas e vida requerida 𝐿𝑑𝑒𝑠 Fonte: Catálogo NTN Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida ✓ Redutor de Velocidades 𝐿ℎ_𝑚𝑖𝑛 = 30.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] 𝐿ℎ_𝑚𝑎𝑥 = 60.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] 𝐿ℎ_𝑚é𝑑𝑖𝑜 = 45.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] adotado para cálculo Tabela 3.4 – Aplicação em máquinas e vida requerida 𝐿𝑑𝑒𝑠 Fonte: Catálogo NTN Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 3 10 𝐿ℎ = 45.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] 𝑓ℎ = 45.000 500 3 10 𝑓ℎ = (90) 3 10 𝑓ℎ = 3,857 Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 245 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 49 𝑘𝑁 𝐹𝑎 𝐹𝑟 = 49 245 = 0,20 rolamento autocompensador de rolos Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 245 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 49 𝑘𝑁 rolamento autocompensador de rolos Neste caso, para todos os rolamentos 𝑒 = 0,20~0,40 Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 245 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 49 𝑘𝑁 rolamento autocompensador de rolos 0,20 ≤ 0,20~0,40 𝐹𝑎 𝐹𝑟 ≤ 𝑒 𝑒 = 0,20~0,40 𝐹𝑎 𝐹𝑟 = 0,20 Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 245 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 49 𝑘𝑁 rolamento autocompensador de rolos Valor adotado para cálculo inicial 𝑌1 = 1,69 (5º rolamento) Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso 𝑃𝑟 = 𝑋 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌 ∙ 𝐹𝑎 ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 245 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 49 𝑘𝑁 ▪ 𝑋 = 1,00 ▪ 𝑌 = 𝑌1 = 1,69 𝑃𝑟 = (1,00) ∙ (245) + (1,69) ∙ (49) 𝑃𝑟 = 245 + 82,81 𝑃𝑟 = 327,81 [𝑘𝑁] Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica 𝐶𝑟 = 2.849,20 [𝑘𝑁] 𝐶𝑟 = 𝑓ℎ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 ∙ 𝑃𝑟 𝐶𝑟 = 3,857 (0,444) ∙ (1,0) ∙ (327,81) 𝐶𝑟 = 2.849.200 [𝑁] catálogo NTN Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo 𝐶𝑟 = 2.849,20[𝑘𝑁] Valor adotado para cálculo inicial 𝑌1 = 1,69 (5º rolamento) Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo ✓ Resposta rolamento autocompensador de rolos 24160B OK Refazer os cálculos para os demais rolamentos (𝑌1) e demais faixas de horas (𝐿𝑑𝑒𝑠) Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo ✓ Resposta → 𝐿ℎ = 45.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] ❖ Furo do alojamento → 𝐷 ≤ 600 𝑚𝑚 𝐹𝑆 = 𝐶𝑟_𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑜𝑔𝑜 𝐶𝑟_𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo ✓ Resposta → 𝐿ℎ = 30.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] ❖ Furo do alojamento → 𝐷 ≤ 600 𝑚𝑚 𝐹𝑆 = 𝐶𝑟_𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑜𝑔𝑜 𝐶𝑟_𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 Exercícios – (4) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo ✓ Resposta → 𝐿ℎ = 60.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] ❖ Furo do alojamento → 𝐷 ≤ 600 𝑚𝑚 𝐹𝑆 = 𝐶𝑟_𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑜𝑔𝑜 𝐶𝑟_𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Selecionar o menor rolamento autocompensador de rolos da série 231 que satisfaça as seguintes condições: ▪ Carga radial → 𝐹𝑟 = 45.000 𝑁 ▪ Carga axial → 𝐹𝑎 = 8.000 𝑁 ▪ Velocidade de rotação → 𝑛 = 500 𝑟𝑝𝑚 ▪ Temperatura de trabalho → 𝑇 = 100℃ ▪ Vida nominal → 𝐿ℎ ≥ 30.000 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ▪ Diâmetro do furo → 𝑑 < 160 𝑚𝑚 Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Informações do catálogo da NTN ▪ autocompensador de rolo ▪ série 231 𝒅 [𝒎𝒎] código 𝒆 𝒀𝟏 𝒀𝟐 𝑪𝒓 [𝒌𝑵] 100 𝟐𝟑𝟏𝟐𝟎𝑩 0,32 2,12 3,15 310 110 𝟐𝟑𝟏𝟐𝟐𝑩 0,31 2,17 3,24 370 120 𝟐𝟑𝟏𝟐𝟒𝑩 0,31 2,17 3,24 455 130 𝟐𝟑𝟏𝟐𝟔𝑩 0,30 2,23 3,32 495 140 𝟐𝟑𝟏𝟐𝟖𝑩 0,30 2,25 3,35 540 150 𝟐𝟑𝟏𝟑𝟎𝑩 0,32 2,11 3,15 730 Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Temperatura Temperatura < 150℃ 𝑓𝑡 = 1,0 Tabela 5.3 – Coeficiente de Temperatura 𝑓𝑡 Fonte: Catálogo NSK Temperatura = 100℃ Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Rotação 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 3 10 𝑛 = 500 [𝑟𝑝𝑚] 𝑓𝑛 = [0,03 ∙ (500)]− 3 10 𝑓𝑛 = [15]− 3 10 𝑓𝑛 = 0,444 rolos rolamento autocompensador de rolos série 231 Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Vida Nominal do Rolamento 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 3 10 rolamento autocompensador de rolos série 231 𝐿ℎ = 30.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠]rolos 𝑓ℎ = 30.000 500 3 10 𝑓ℎ = 60 3 10 𝑓ℎ = 3,415 Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 45 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 8 𝑘𝑁 𝐹𝑎 𝐹𝑟 = 8 45 = 0,18 rolamento autocompensador de rolos série 231 Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 45 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 8 𝑘𝑁 Neste caso, para todos os rolamentos 𝑒 = 0,30~0,32 rolamento autocompensador de rolos série 231 Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 45 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 8 𝑘𝑁 rolamento autocompensador de rolos série 231 0,18 ≤ 0,30~0,32 𝐹𝑎 𝐹𝑟 ≤ 𝑒 𝑒 = 0,30~0,32 𝐹𝑎 𝐹𝑟 = 0,18 Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 45 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 8 𝑘𝑁 rolamento autocompensador de rolos série231 Valor adotado para cálculo inicial 𝑌1 = 2,11 (6º rolamento) Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso 𝑃𝑟 = 𝑋 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌 ∙ 𝐹𝑎 ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 45 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 8 𝑘𝑁 ▪ 𝑋 = 1,00 ▪ 𝑌 = 𝑌1 = 2,11 𝑃𝑟 = (1,00) ∙ (45) + (2,11) ∙ (8) 𝑃𝑟 = 45 + 16,88 𝑃𝑟 = 61,88 [𝑘𝑁] Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica 𝐶𝑟 = 475,946 [𝑘𝑁] 𝐶𝑟 = 𝑓ℎ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 ∙ 𝑃𝑟 𝐶𝑟 = 3,415 (0,444) ∙ (1,0) ∙ (61,88) 𝐶𝑟 = 475.946 [𝑁] catálogo NTN Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo 𝐶𝑟 = 475,946[𝑘𝑁] Valor adotado para cálculo inicial 𝑌1 = 2,11 (6º rolamento) Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo ✓ Resposta rolamento autocompensador de rolos série 231 23130B OK Refazer os cálculos para os demais rolamentos (𝑌1) Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Selecionando o rolamento no catálogo ✓ Resposta → 𝐿ℎ = 30.000 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] ❖ Furo do alojamento → 𝐷 (sem restrições) 𝐹𝑆 = 𝐶𝑟_𝑐𝑎𝑡𝑎𝑙𝑜𝑔𝑜 𝐶𝑟_𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Determine a vida útil do rolamento autocompensador de rolos 23260B que satisfaça as seguintes condições: ▪ Carga radial → 𝐹𝑟 = 245.000 𝑁 ▪ Carga axial → 𝐹𝑎 = 49.000 𝑁 ▪ Velocidade de rotação → 𝑛 = 500 𝑟𝑝𝑚 ▪ Temperatura de trabalho → 𝑇 = 250℃ ▪ Material → aço de qualidade ▪ Confiabilidade → 95% Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Temperatura Temperatura = 250℃ 𝑓𝑡 = 0,75 Tabela 5.3 – Coeficiente de Temperatura 𝑓𝑡 Fonte: Catálogo NSK Exercícios – (5) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Rotação 𝑓𝑛 = 0,03 ∙ 𝑛 − 3 10 𝑛 = 500 [𝑟𝑝𝑚] 𝑓𝑛 = [0,03 ∙ (500)]− 3 10 𝑓𝑛 = [15]− 3 10 𝑓𝑛 = 0,444 rolos rolamento autocompensador de rolos 23260B Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso rolamento 23260B linha 7 𝐶𝑟 = 3.450 [𝑘𝑁] 𝑒 = 0,36 𝑌1 = 1,88 𝑌2 = 2,79 Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 245 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 49 𝑘𝑁 𝐹𝑎 𝐹𝑟 = 49 245 = 0,20 rolamento autocompensador de rolos 23260B Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 245 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 49 𝑘𝑁 rolamento autocompensador de rolos 23260B 0,20 ≤ 0,36 𝐹𝑎 𝐹𝑟 ≤ 𝑒 𝑒 = 0,36 𝐹𝑎 𝐹𝑟 = 0,20 Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso 𝑃𝑟 = 𝑋 ∙ 𝐹𝑟 + 𝑌 ∙ 𝐹𝑎 ❑ Resolução ✓ Carga Dinâmica Equivalente ▪ 𝐹𝑟 = 245 𝑘𝑁 ▪ 𝐹𝑎 = 49 𝑘𝑁 ▪ 𝑋 = 1,00 ▪ 𝑌 = 𝑌1 = 1,88 𝑃𝑟 = (1,00) ∙ (245) + (1,88) ∙ (49) 𝑃𝑟 = 245 + 92,12 𝑃𝑟 = 337,12 [𝑘𝑁] Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Vida 𝐶𝑟 = 𝑓ℎ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 ∙ 𝑃𝑟 𝑓ℎ = 𝐶𝑟 𝑃𝑟 ∙ 𝑓𝑛 ∙ 𝑓𝑡 𝑓ℎ = 3.450 337,12 ∙ (0,444) ∙ (0,75) 𝑓ℎ = 3,408 Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Vida Nominal do Rolamento 𝑓ℎ = 𝐿ℎ 500 3 10 𝐿ℎ = 500 ∙ 𝑓ℎ 10 3 𝐿ℎ = 500 ∙ 3,408 10 3 𝐿ℎ = 29.783 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] 𝐿ℎ = 500 ∙ (59,57) rolos rolamento autocompensador de rolos 23260B Tabela 5.4 – Coeficiente de Confiabilidade 𝑎1 Fonte: Catálogo NSK Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Confiabilidade 95% 𝑎1 = 0,62 Vida útil Descrição 𝒂𝟐 aços de qualidade 1,00 aços tratados termicamente 1,20 Tabela 5.5 – Coeficiente de Material 𝑎2 Fonte: Catálogo NSK Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de Material 𝑎ç𝑜 𝑑𝑒 𝑞𝑢𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎2 = 1,00 Vida útil Descrição 𝒂𝟑 condições ideais 1,00 condições drásticas 𝑇 ≥ 225℃ 0,60 Tabela 5.6 – Coeficiente das condições de uso 𝑎3 Fonte: Catálogo NSK Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Coeficiente de condições de uso Temperatura = 250℃ 𝑎3 = 0,60 Vida útil Exercícios – (6) Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso ❑ Resolução ✓ Vida útil até a Fadiga 𝐿𝑛𝑎 = 𝑎1 ∙ 𝑎2 ∙ 𝑎3 ∙ 𝐿ℎ rolamento autocompensador de rolos 23260B 𝐿𝑛𝑎 = (0,62) ∙ (1,00) ∙ (0,60) ∙ (29.783) 𝐿𝑛𝑎 = 11.079 [ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠] Vida útil Elementos de Máquinas Prof. Me. André L. Bosso