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GENERALIDADES 2 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 2 de 155 Índice Assunto Pagina Ajuste de rolamentos separáveis 71 Ajustes e Tolerâncias 35 Arranjos de rolamentos 46 Caixas de mancal 61 Designação de rolamentos 24 Desmontagem 89 Direções de carga 4 Folga interna 20 Gaiolas 17 Lubrificação 49 Manuseio de rolamentos 66 Montagem a frio em eixos cilíndricos 67 Montagem de rolamentos com furo cônico 75 Prefixo FAG 144 Prefixo NSK 121 Prefixo NTN 129 Prefixo SKF 98 Prefixo ZKL 139 Sufixos FAG 146 Sufixos NSK 124 Sufixos NTN 134 Sufixos SKF 102 Sufixos ZKL 141 Tipos de corpos rolantes 3 Tipos de rolamentos 5 Tolerância para rolamentos 23 3 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 3 de 155 Tipos de corpos rolantes Os rolamentos são classificados em rolamentos de esferas ou rolamentos de rolos, dependendo do tipo de corpo rolante empregado para transmitir a carga. Como as esferas transmitem a carga através de uma pequena área de contato, definindo então um contato pontiforme com a pista, as mesmas terão que suportar cargas tão elevadas como os rolos, que tem um contato linear com as pistas. Por outro lado, o atrito de rolamento será menor num rolamento de esferas que num rolamento de rolos. Os rolamentos de rolos podem ter rolos cilíndricos, rolos esféricos ou rolos cônicos Esferas - Cargas normais e leves, alta rotação; Rolos cilíndricos - Cargas normais e pesadas, médias e altas rotação; Rolos cônicos - Cargas combinadas, menores rotações; Rolos esféricos simétricos – Altas cargas, menores rotações, permite desalinhamentos. Rolos esféricos assimétricos - Altas cargas radiais e axias, permite desalinhamentos. A maioria dos fabricantes considera cargas leves aquelas que não superam 7% da capacidade de carga dinâmica do rolamento, cargas normais as compreendidas entre 7% a 15% e elevadas as que superam 15%. 4 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 4 de 155 Direções de cargas Radial Os tipos de rolamentos construídos para suportar cargas atuando perpendicularmente ao eixo, são chamados de rolamentos radiais. Axial Os rolamentos projetados para suportar cargas que atuam na direção do eixo, são chamados rolamentos axiais. Muitos tipos de rolamentos radiais são capazes de suportar também cargas combinadas, formadas de cargas radiais e axiais. 5 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 5 de 155 Tipos de rolamentos Fixo de esferas O rolamento rígido de esferas é sem dúvida o tipo mais comum de rolamento. As esferas são relativamente grandes e correm em pistas de forma de canal. Isto possibilita ao rolamento suportar cargas radiais e axiais. O rolamento pode trabalhar em altas rotações e é de lubrificação e inspeção relativamente simples. Para aplicações onde não se pode haver contaminação ou onde a relubrificação é de difícil acesso, estes rolamentos são fornecidos com placas de blindagem ou vedação Placas de blindagem Vários tipos diferentes de placas (ou blindagem) são usadas. A mais simples é a placa de proteção metálica, que é encaixada numa ranhura do anel externo e forma um vão estreito com um ressalto na face lateral do anel·interno. 6 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 6 de 155 Placas de vedação A placa de vedação consiste de uma lâmina de aço e um lábio de borracha sintética que toca no anel interno formando um vedador de contato. A placa de vedação protege melhor o rolamento que a placa de blindagem, mas o atrito criado entre o lábio de borracha e o anel interno diminui o limite de rotação em 1/3.Estes rolamentos podem trabalhar em temperaturas de até 100ºC dependendo do tipo da borracha aplicada na Os rolamentos com duas placas de proteção ou vedação são preenchidos com a quantidade correta de graxa quando são fabricados, e consequentemente não necessitam de uma relubrificação. Os tipos de blindagem, vedação, limite de temperatura de aplicação são definidos pelos sufixos dos fabricantes. Fixo de uma carreira de esferas com anel externo esférico O anel externo tem a superfície externa esférica, que em combinação com um alojamento apropriado, pode compensar um desalinhamento inicial do eixo que ocorra durante a montagem. Estes rolamentos possuem o anel interno alongado com um dispositivo de trava de forma a facilitar a fixação no eixo. As tolerâncias do furo do anel interno são seleciona das de modo que o rolamento possa ser montado em eixos fabricados com uma faixa relativamente larga de tolerâncias. Estes rolamentos são usados em uma gama de máquinas onde as exigências de precisão de giro não são tão severas. O rolamento é feito com o mesmo grau de precisão que os outros rígidos de esferas, mas o método de fixação não possui a mesma precisão de centralização se comparado a um rolamento montado com aperto normal no eixo. Estes rolamentos podem acomodar inclinações de até 2,5º de acordo com a série. 7 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 7 de 155 Fixos de Duas Carreiras de Esferas Os rolamentos rígidos de duas carreiras de esferas têm um grande número de esferas em cada carreira. Eles possuem um rasgo de entrada para introdução das esferas. O grande número de esferas dá a estes rolamentos uma alta capacidade de carga radial. Por outro lado, sua capacidade de carga axial é baixa devido ao rasgo de entrada. Contato angular de uma carreiras de Esferas Os rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular, mostram grandes similaridades com os rolamentos rígidos de uma carreira de esferas. A diferença é que as pistas são inclinadas entre si formando um ângulo de contato. Consequentemente, este rolamento pode suportar em um sentido cargas axiais mais altas que um rolamento rígido de esferas de igual tamanho. Entretanto, não pode ser solicitado no sentido oposto, já que não há pistas desse lado para suportar as cargas. Isto significa que um rolamento de esferas de contato angular não pode ser usado sozinho, ele sempre tem de ser aplicado com um outro que suporte carga axial no sentido oposto. Os rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular são fabricados com ângulo de contato de 15º, 25º e 40°, o que influencia na sua capacidade de suportar cargas axiais. Os rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular são frequentemente montados lado a lado. Eles podem ser dispostos de três modos diferentes: 8 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 8 de 155 Costa a costa “O” Cargas radiais e cargas axiais em ambos os sentidos podem ser suportadas. Como a distância entre os centros da linha de carga é grande, são adequados para solicitações com cargas de momento. Face a face “X” Cargas radiais e axiais em ambos os sentidos podem ser suportadas. Em comparação com o tipo costaa costa, a distância entre os centros da linha de carga é pequena, de forma que a capacidade de suportar cargas de momento é inferior. Tandem Cargas radiais e cargas axiais em apenas um sentido podem ser suportadas. Como suporta as cargas axiais com duas peças, é usada quando a carga em um sentido é grande. Folga interna e Pré-carga Para os rolamentos de contato angular combinados, especifica-se a folga interna axial. Para determinadas aplicações, onde necessitam evitar a vibração na direção axial e garantir a precisão do conjunto, os rolamentos são usados com aplicação da pré-carga, ou seja, os rolamentos são aplicados numa condição que há uma tensão interna de maneira que fique com folga negativa. A folga ou pré-carga (que poderá ser extra-leve, leve, média ou pesada) é obtida apertando-se axialmente o par, até que as faces laterais dos anéis interno ou dos anéis externos estejam pressionadas uma contra a outra. 9 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 9 de 155 Contato angular de duas carreiras de Esferas O rolamento de duas carreiras de esferas de contato angular tem características similares a dois rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular montados na posição "O". Certas aplicações consistem em apenas um desses rolamentos. Rolamentos de Quatro Pontos de Contato Os rolamentos de quatro pontos de contato são rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular que têm suas pistas de tal forma arranjadas que podem suportar cargas axiais em ambos os sentidos. Os rolamentos de quatro pontos têm o anel interno composto de duas partes e podem portanto ser fabricados com um grande número de esferas, daí sua alta capacidade de carga e a particularidade de operarem melhor sob cargas predominantemente axiais. Rolamento Autocompensador de Esferas Este rolamento possui duas carreiras de esferas com uma pista esférica comum ao anel externo. Esta última característica dá sua propriedade autocompensadora. Isto significa que o rolamento pode suportar um pequeno deslocamento angular no eixo em relação à caixa. Um desalinhamento angular desta espécie pode surgir como um resultado da deflexão de eixo, desnivelamento na base, ou erros de montagem. O desalinhamento angular permissível varia de 1,5º a 3º de acordo com o tamanho e série dos rolamentos. O rolamento pode suportar cargas axiais leves como também cargas radiais. 10 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 10 de 155 Os rolamentos autocompensadores são necessários em aplicações nas quais o eixo é suportado por rolamentos em caixas separadas, uma vez que não é possível alinhar as caixas com suficiente precisão para prevenir inclinação dos rolamentos. Estes rolamentos usualmente têm furos cônicos e são montados sobre buchas de fixação. Rolos Cilíndricos Os rolos dos rolamentos de rolos cilíndricos são guiados por flanges incorporados do anel interno ou externo. O anel com flanges e a gaiola retêm os rolos, formando um conjunto que pode ser separado do outro anel. A característica separável destes rolamentos facilita a montagem e desmontagem em certos casos. Os rolamentos de rolos cilíndricos podem suportar elevadas cargas radiais, mas possuem uma limitada capacidade de carga axial, pelo fato de que as faces dos rolos cilíndricos transmitem a carga axial deslizando contra os flanges. N NU NJ NJ NUP 11 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 11 de 155 O rolamento de uma carreira de rolos cilíndricos é fabricado em vários tipos, possuindo várias disposições diferentes dos flanges. Se o rolamento está sujeito a uma carga axial somente em um sentido, emprega-se um tipo com três flanges (NJ) sendo o flange do anel interno usado para o posicionamento axial. Se o rolamento se destina a suportar axiais em ambos os sentidos, então deverá ser usado um anel de encosto (tipo HJ) ou um flange postiço (tipo NUP). Rolos Cilíndricos de duas carreiras Os rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos, são usados em máquinas operatrizes e laminadores. Os rolamentos para máquinas operatrizes são fabricadas com uma precisão maior que a dos rolamentos normais. Agulhas Sobre o ponto de vista construtivo, os rolamentos de agulhas se assemelham aos rolamentos de rolos cilíndricos. As dimensões dos rolos e o método de guiá-Ios são as características diferentes entre esses dois tipos de rolamentos. O diâmetro dos rolos tipo agulha é pequeno, geralmente de 1,5mm a 5mm e o comprimento é normalmente 2,5 vezes o seu diâmetro. Os rolamentos de agulhas são fabricados em vários tipos diferentes e são indicados para aplicações cujo espaço radial é reduzido de agulhas são usados disponível é muito pequeno, os rolamentos de agulhas são usados sem o anel interno ou sem os dois anéis, ou seja, apenas urna gaiola de agulhas. As gaiolas de agulhas são constituídas de agulhas presas por uma gaiola, que trabalham em pistas usinadas no eixo e na caixa. 12 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 12 de 155 Rolos Cônicos Os rolamentos de rolos cônicos têm um grande número de aplicações na indústria mecânica, e em particular na área automobilística. Em um rolamento de rolos cônicos a linha de ação de carga sobre o rolo forma um ângulo com o eixo do rolamento. Estes rolamentos são particularmente recomendados quando agem cargas combinadas (radial e axial). Os rolamentos são do tipo separável, isto é, o anel externo (capa) e o anel interno com a gaiola e os corpos rolantes (cone) podem ser montados separadamente. Os rolamentos de rolos cônicos são sempre montados em pares, por suportarem cargas axiais somente em um sentido. Devido a pista ser de contato angular, surge uma carga axial sempre que uma carga radial for aplicada neste rolamento (carga axial induzida). Autocompensador duas carreiras de Rolos O rolamento autocompensador de rolos tem duas carreiras de rolos e uma pista esférica comum no anel externo. O rolamento pode suportar tanto cargas radiais como axiais. A propriedade de auto- alinhamento do rolamento autocompensador de rolos é usada para compensar deflexões usado para permitir movimentos predeterminados do eixo. O desalinhamento angular permissível com os rolamentos autocompensadores de rolos varia de 1º a 2,5º, de acordo com a série de rolamento escolhido. 13 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 13 de 155 Uma grande quantidade de rolamentos autocompensadores de rolos são produzidos como furo cônico, com conicidade padrão de 1:12 ou 1:30, que facilita a montagem e desmontagem por meio de buchas de fixação, buchas de desmontagem ou diretamente em assentos cônicos do eixo. os rolamentos montados sobre buchas de fixação não podem ser empregados para aplicações que requerem grande precisão. Autocompensador de uma carreira de rolos Os rolos autocompensadores de uma carreira de rolos não são tão largamente empregados como os rolamentos de duas carreiras. Os rolos são simétricos e em forma de barril. Este rolamento pode resistir a elevadas cargas radiais, mas apenas a moderadas cargas axiais.Axiais de esferas de escora simples Os rolamentos axiais de esferas de escora simples, possuem uma carreira de esferas, mantida em posição por uma gaiola e dois anéis com pistas circulares de pouca profundidade. O anel de eixo tem um furo um tanto menor que o anel de caixa e é posicionado pelo eixo. O anel de caixa tem um diâmetro externo um tanto maior que o anel de eixo. O rolamento pode suportar carga axial em apenas um sentido e não resiste a cargas radiais. 14 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 14 de 155 Os rolamentos axiais não podem ser empregados em conjunto com mancais de deslizamento, pois a folga destes mancais pode aumentar em operação e então o rolamento axial ficaria sujeito a carga radial. Isto conduziria uma falha prematura da gaiola. Axiais de esferas de escora dupla Os rolamentos axiais de esferas de escora dupla consistem de duas carreiras de esferas e dois anéis fixos ao alojamento. O anel central tem pistas nos dois lados e dessa maneira pode suportar cargas nos dois sentidos. O eixo deve apoiar-se no anel central e os outros dois anéis ficam no alojamento. Rolamentos axiais com placa e contra placa esférica são utilizados para minimizar efeitos de pequenos desvios na montagem. Axiais de esfera de contato angular Os rolamentos axiais de esferas de contato angular, têm duas carreiras de esferas e suportam cargas axiais em ambos os sentidos. O rolamento pode ser usado em rotações mais altas que as dos rolamentos axiais de esferas de escora simples. 15 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 15 de 155 Os rolamentos axiais de esferas de contato angular, são usados principalmente em combinação com os rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos em fusos e árvores de máquinas operatrizes. Axiais Autocompensadores de Rolos Os rolamentos axiais autocompensadores de rolos são usados para altas cargas axiais. A pista esférica dá a propriedade de autocompensação ao rolamento. O rolamento pode suportar elevadas cargas radiais tão bem quanto as axiais Os rolamentos axiais autocompensadores de rolos são usados em muitas aplicações tais como: pontes móveis, guindastes, eixos propulsores e turbinas. Buchas de Fixação Bucha de fixação é a bucha de espessura fina, fendida que é posicionada sobre o eixo. Tem superfície externa cônica, que serve de assento ao rolamento. A bucha possui uma seção para receber a porca de fixação. Esta porca é usada para deslocar o rolamento na bucha até que esta se prenda firmemente no eixo. A bucha de fixação é geralmente empregada quando os rolamentos devem ser montados em eixos lisos. Bucha de Desmontagem A bucha de desmontagem, como a bucha de fixação, é fendida mas não possui nenhuma porca para empurrar o rolamento sobre ela. A bucha de desmontagem, ao contrário, é empurrada entre o eixo e o rolamento por meio de uma porca posicionada no eixo. 16 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 16 de 155 Para se retirar a bucha de desmontagem, uma porca apropriada é posicionada na seção rosqueada da bucha e apertada contra o rolamento até que a bucha se solte. 17 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 17 de 155 Gaiola As gaiolas têm uma influência considerável na adequação dos rolamentos. Suas principais finalidades são Manter os corpos rolantes a uma distância apropriada um do outro e evitar contato direto entre corpos rolantes vizinhos para manter mínimo o atrito e, conseqüentemente, a geração de calor Manter os corpos rolantes uniformemente distribuídos ao redor da circunferência completa para proporcionar uma distribuição uniforme da carga e um funcionamento silencioso e regular Orientar os corpos rolantes na zona descarregada para melhorar as condições de rolagem do rolamento e evitar danos por movimentos deslizantes Reter os corpos rolantes quando os rolamentos são do tipo separável e um anel de rolamento é removido durante a montagem ou desmontagem Tipos de gaiolas As gaiolas são feitas de chapa de latão ou aço prensado (gaiolas prensadas) ou então são maciças e usinadas (gaiolas usinadas). O latão é o material geralmente empregado em gaiolas usinadas, mas também outros materiais como o aço ou ferro fundido nodular são às vezes usados para este propósito. As gaiolas de certos rolamentos são feitas de plástico, nylon ou plástico fenólico reforçado. Os rolamentos com gaiolas prensadas podem ser usados na maioria das aplicações. A gaiola prensada deixa um ótimo espaço para a graxa lubrificante e pode resistir a altas temperaturas. 18 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 18 de 155 Posição A posição relativa da gaiola quanto ao centro do rolamento, é dada pelos corpos rolantes ou pelos próprios anéis de rolamento. Consequentemente as gaiolas são classificadas em: Gaiolas centradas nos corpos rolantes Aplicadas em médias e baixas rotações. Gaiolas centradas no anel interno ou externo Facilitar penetração lubrificação e permite altas rotações em gaiolas metálicas. Materiais Vários são os materiais de que são feitos os separadores. A diversificação do material, está ligado diretamente ao diâmetro médio do rolamento, e ao número de rotações do equipamento em que trabalha este rolamento Nylon centrada nos corpos rolantes - Pelo fato de ser mais leve do que as gaiolas de aço, não é tão afetada pelas forças centrífugas. O pequeno coeficiente de atrito nylon-aço proporciona baixas temperaturas de trabalho. Latão usinado centrada nos corpos rolantes - Associa-se a um bom balanceamento dinâmico um baixo coeficiente de atrito. Latão usinado centrada no anel externo, região para onde é bombeado o lubrificante, possui pequeno coeficiente de atrito e balanceamento perfeito. 19 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 19 de 155 Plástico fenólico reforçado com fibras centrada no anel interno - Levíssima, baixo coeficiente de atrito e ainda, centragem efetiva, o que impede oscilações radiais. Para que um rolamento atinja rotações superiores ao seu limite é necessário não só uma gaiola especial, mas também folga interna maior e uma melhoria nas condições de lubrificação, refrigeração e precisão dos componentes associados (eixo e caixa). 20 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 20 de 155 Folga radial Folga axial Folga Interna A folga interna do rolamento é definida como a distância total através da qual um anel do rolamento pode se mover em relação ao outro na direção radial (folga radial interna) ou na direção axial (folga axial interna). A folga radial interna é um fator importante no desempenho satisfatório do rolamento. Fatores que influenciam na folga interna Geralmente um dos anéis do rolamento tem que estar firmemente fixado no eixo ou na caixa. Às vezes isto é feito em ambos os anéis.Dessa forma, o anel interno será expandido e o anel externo será comprimido numa certa proporção. Conseqüentemente o espaço disponível para os corpos rolantes diminuirá quando o rolamento for montado O rolamento deve ter uma folga interna maior antes da montagem a fim de evitar que os corpos rolantes sejam comprimidos quando o rolamento for montado na máquina. 21 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 21 de 155 Diferença de temperatura entre os anéis dos rolamentos Quando um rolamento é posto em serviço, a temperatura dos anéis e corpos rolantes aumenta. Se estes componentes não se mantêm a uma temperatura uniforme, eles terão diferentes graus de dilatação, o que também influenciará na folga interna do rolamento. Magnitude de carga ou interferência O ajuste de interferência de um anel interno do rolamento em seu assento será afrouxado com uma carga cada vez maior, já que o anel se deformará. Sob a influência de carga rotativa, o anel pode começar a arrastar. O grau de interferência deve, portanto, estar relacionado à magnitude da carga, ou seja, quanto mais pesada a carga, particularmente se for uma carga de choque, maior será o ajuste de interferência necessário. Tipos de folga radial Os rolamentos com folga interna diferente da Normal, são usados em casos onde as condições de operação exigem que ambos os anéis sejam montados com interferência ou quando as condições de temperatura são excepcionais. Um ajuste deslizante no eixo ou uma temperatura mais alta no anel externo podem por exemplo, exigir uma folga menor que a Normal. Ajuste interferente em ambos os anéis, ou ajuste interferente no eixo ou temperatura muito elevada no anel interno exigem em geral folga maior que a Normal. 22 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 22 de 155 C1 - Folga menor que C2 C2 - Folga menor que a Normal Folga normal C3 - Folga maior que a Normal C4 - Folga maior que C3 C5 - Folga maior que C4 As folgas radiais são especificadas para cada tipo de rolamento e devem ser verificadas de acordo com as tabelas dos mesmos. 23 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 23 de 155 Tolerâncias para rolamentos As tolerâncias e os limites dimensionais e a precisão de giro dos rolamentos são especificados pelas normas ISSO 492/199/582. As tolerâncias e os limites estão definidos nos itens como os seguir relacionados. As tolerâncias dos rolamentos são normalizadas em termos de classes conforme o estreitamento da tolerância, deste modo, além da classe normal da ISO, de acordo com o aumento da precisão, há a classe 6X (para rolamentos de rolos cônicos), a classe 6, a classe 5, a classe 4 e a classe 2, sendo a classe 2 a de mais alta precisão da ISO. A precisão nas dimensões e na forma, assim como a exatidão de giros dos rolamentos, foram normalizados pela ISO incluem tolerâncias mais estreitas, por exemplo as correspondentes às classes de precisão P6 e P5. Para aplicações tais como fusos de máquinas ferramentas ainda são fabricados rolamentos em uma precisão ainda maior (classes de precisão P4, SP, UP, PA97 e PA9) As tolerâncias se dividem em: Tolerâncias dimensionais São os ítens necessários quando da instalação dos rolamentos em eixos ou alojamentos Diâmetro do furo, externo e largura; Diâmetro dos circulos inscrito e circunscrito dos rolos; Dimensão de chanfro; Variação de largura; Furo cônico. Precisão de giro São os itens necessários para restringir os desvios das partes girantes Desvio radial dos anéis interno e externo; Desvio axial dos anéis interno e externo; Desvio lateral do anel interno; Inclinação da superfície externa do anel externo; Variação da espessura da pista do anel interno. 24 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 24 de 155 Designação de rolamentos As designações dos rolamentos consistem em combinações de algarismos e/ou letras, cujo significado não é imediatamente evidente. Portanto, o sistema de designação da para rolamentos será descrito e o significado das designações complementares mais comuns será explicado. Tipos de rolamento muito específicos, como rolamentos de seção rígida, rolamentos giratórios ou rolamentos lineares, não são abordados. Essas designações diferem, às vezes consideravelmente, do sistema descrito aqui. As designações dos rolamentos são dividias em dois grupos principais: designações para rolamentos padrões e designações para rolamentos especiais. Rolamentos padrões são rolamentos que normalmente possuem dimensões padronizadas, enquanto os rolamentos especiais possuem dimensões especiais determinadas pelas exigências dos usuários. A designação completa pode consistir em uma designação básica com ou sem uma ou mais designações complementares. A designação completa do rolamento, ou seja, a designação básica com as designações complementares, é sempre marcada na embalagem do rolamento, enquanto a designação marcada no rolamento pode, às vezes, estar incompleta, por exemplo, por razões de fabricação. As designações básicas Identificam o tipo, modelo básico e imensões máximas padrões de um rolamento. As designações complementares Identificam componentes do rolamento, variantes que tenham um modelo e/ou característica(s) que sejam de alguma forma diferentes do projeto básico. As designações complementares podem vir antes da designação básica (prefixos) ou depois (sufixos). Os significados de prefixos e sufixos variam de acordo com os fabricantes, mesmo que os rolamentos apresentem características similares. 25 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 25 de 155 Plano de dimensões e designação de rolamentos Os rolamentos padronizados pela ISO, observam os padrões de dimensões externas abaixo. Radiais de esferas Rolamentos de Axial de escora simples e de rolos rolos conicos Axial de escora dupla Axial autocompensador de rolos Quando se projeta um rolamento é possível variar suas dimensões dentro de uma certa faixa. Um rolamento para um dado diâmetro de eixo pode ser fabricado com várias medidas de diâmetro externo. A largura do rolamento pode variar do mesmo modo. É possível fabricar rolamentos largos ou estreitos como também rolamentos de alta ou baixa seção 26 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 26 de 155 Todos os rolamentos padrões possuem uma designação básica de características, que geralmente consiste em 3, 4 ou 5 algarismos ou em uma combinação de letras e algarismos. Os algarismos e combinações de letras e algarismos possuem o seguinte significado: O primeiro algarismo ou a primeira letra ou combinação de letras identifica o tipo de rolamento. Os dois algarismos seguintes identificam a série de dimensões ISO; o primeiro algarismo indica a série de larguras ou alturas (dimensões B, T ou H, respectivamente), e o segundo, a série de diâmetros externos (dimensão D). A combinação de uma série de diâmetros com uma série de larguras ou alturas échamada de uma série de dimensões. A série de dimensões 02, por exemplo, indica a série de larguras 0 e a série de diâmetros 2. Do mesmo modo a série de dimensões 13 indica a série de larguras (ou alturas) 1 e a série de diâmetros 3, e assim por diante. 27 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 27 de 155 Quadro demonstrativo do plano de designação de rolamentos 0 – Contato angular de duas carreiras de esferas; 1 - Autocompensadores de esferas; 2 - Autocompensadores de rolos (radiais e axiais); 3 - Rolos cônicos; 4 - Fixo de duas carreiras de esferas; 5 - Axiais de esferas 6 - Fixo de uma carreira de esferas; 7 – Contato angular de uma carreira de esferas; 8 - Axiais de rolos cilíndricos; N - Rolos cilíndricos; Uma segunda letra e, às vezes, uma terceira são usadas para identificar a configuração dos flanges, por exemplo, NJ, NU, NUP; designações de rolamentos de rolos cilíndricos de duas ou várias carreiras sempre começam com NN. QJ - Esferas de quatro pontos de contato. 28 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 28 de 155 Dicas para interpretação da série do rolamento Dica 1 Para os rolamentos que começam com o algarismo 2. A Rolamentos que tem três algarismos em sua série, são rolamentos auto-compensadores de rolos. ex: 22220 222 = Série do rolamento 20 = Número do furo B Rolamentos que tem dois algarismos em sua série, são rolamentos auto-compensadores de esferas, que tem o algarismo do tipo omitido. ex: 2220 ( 1 )22 = Série do rolamento 20 = Número do furo Dica 2 Para os rolamentos que começam com o algarismo 3. A Rolamentos que tem três algarismos em sua série, são rolamentos de rolos cônicos. ex: 30315 303 = Série do rolamento 15 = Número do furo B Rolamentos que tem dois algarismos em sua série, são rolamentos de contato angular com duas carreiras de esferas, que tem o algarismo do tipo omitido. ex: 3315 ( 0 )33 = Série do rolamento 15 = Número do furo Dica 3 Para os rolamentos que começam com o algarismo 5. A Rolamentos que tem tres algarismos em sua série, são rolamentos axiais de esferas ex: 51115 511 = Série do rolamento 15 = Número do furo B Rolamentos que tem dois algarismos em sua série, são rolamentos de contato angular com duas carreiras de esferas, que tem o algarismo do tipo omitido. ex: 5515 ( 0 )55 =Série do rolamento 15 = Número do furo Dica 4 Os rolamentos que possuem apenas dois algarismos em sua série e não começam com 2 , 3 e 5 tem a sua série de largura omitida. Exemplos : 6410 = 6(0)410 7312 = 7(1)312 1216 = 1(0)216 4215 = 4(2)215 NU410 = NU(0)410 QJ322 = QJ(0)322 29 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 29 de 155 Dicas para definição do furo do rolamento Dica 1 Diâmetro de furo 01 mm a 09 mm X X Y diâmetro do furo é igual ao número Dica 2 Diâmetro de furo 10 mm a 17 mm X X Y Y X X X Y Y YY = 00 diâmetro do furo é 10 mm 01 diâmetro do furo é 12 mm 02 diâmetro do furo é 15 mm 03 diâmetro do furo é 17 mm Dica 3 Diâmetro de furo 20 mm a 480 mm X X Y Y X X X Y Y diâmetro do furo = YY x 05 Dica 4 Diâmetro de furo igual a 500 mm e acima X X / Y Y Y X X X / Y Y Y Onde: / YYY = diâmetro do furo Numero do furo Série do rolamento Numero do furo Série do rolamento Numero do furo Série do rolamento Numero do furo Série do rolamento Numero do furo Série do rolamento Numero do furo Série do rolamento Numero do furo Série do rolamento 30 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 30 de 155 31 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 31 de 155 32 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 32 de 155 33 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 33 de 155 34 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 34 de 155 35 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 35 de 155 Ajustes e Tolerâncias Os rolamentos devem ser fixados, conforme a sua função, sobre os eixos ou na caixa em direção radial, axial ou tangencial. A fixação radial e tangencial normalmente é obtida por aderência, ou seja, por ajuste interferente dos anéis. Em sentido axial os rolamentos, via de regra, são presos por porcas, pelas tampas das caixas ou dos eixos, anéis distanciadores ou anéis de retenção. Fixação radial dos rolamentos Ao selecionar um ajuste, os fatores discutidos nesta seção deverão ser considerados, juntamente com as diretrizes gerais fornecidas. Condições de rotação As condições de rotação referem-se ao anel do rolamento sendo considerado em relação à direção da carga. Existem, essencialmente, três condições diferentes: "carga rotativa", "carga estacionária" e "direção da carga indeterminada". Carga rotativa ocorre quando o anel do rolamento gira e a carga é estacionária, ou quando o anel é estacionário e a carga gira, de modo que todos os pontos da pista são submetidos à carga no curso de uma revolução. Cargas altas que não giram mas oscilam, como por exemplo, aquelas que agem em rolamentos de haste de conexão, são geralmente consideradas cargas rotativas. Carga estacionária ocorre se o anel do rolamento for estacionário e a carga também for estacionária, ou se o anel e a carga girarem à mesma velocidade, de modo que a carga seja sempre direcionada para a mesma posição na pista. Nessas condições, um anel de rolamento não girará, normalmente, em seu assento. Portanto, o anel não precisa necessariamente ter um ajuste de interferência, a menos que este seja necessário por outros motivos. Direção de carga indeterminada representa cargas externas variáveis, cargas de choque, vibrações e cargas desbalanceadas em máquinas de alta velocidade. Isso faz surgir alterações na direção da carga, que não podem ser descritas com exatidão. Quando a direção da carga for indeterminada e particularmente onde cargas altas estão envolvidas, é desejável que os dois anéis tenham um ajuste de interferência. 36 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 36 de 155 Para o anel interno, o ajuste recomendado para uma carga rotativa é normalmente utilizado. No entanto, quando o anel externo tiver que estar livre para se mover axialmente na caixa e a carga não foralta, um ajuste com uma folga maior que a recomendada para uma carga rotativa poderá ser utilizado. 37 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 37 de 155 Definição entre carga rotativa e carga fixa Cinética do rolamento Exemplo Esquema Espécie de carga Ajuste O anel interno do rolamento gira; O anel externo do rolamento permancece imóvel; A direção da carga permanece invariavel. Eixo carregado com um peso. Carga rotativa sobre o anel interno e Carga fixa sobre o anel externo. Anel interno com interferencia O anel interno do rolamento permance imóvel; O anel externo do rolamento gira; A direção da carga gira com o anel externo. Cubo de roda com desbalanceame nto. Desbalanceamento Anel externo deslizante O anel interno do rolamento permancece imóvel; O anel externo do rolamento gira; A direção da carga permanece invariavel. Roldana de cabo de aço de ponte rolante; Rolete correia transportadora. Carga fixa sobre o anel interno. e Carga rotativa sobre o anel externo Anel interno deslizante O anel interno do rolamento gira; O anel externo do rolamento permancece imóvel; A direção da carga gira com o anel interno. Centrífuga; Peneira vibratória. Desbalanceamento Anel externo com interferencia 38 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 38 de 155 Grau de interferência requerido para um anel de rolamento A interferência de um anel de rolamento é tanto maior quanto maior for a carga aplicada devido às deformações plásticas do anel. Por conseguinte o grau de interferência deve ser selecionado de acordo com a Magnitude da carga, Folga interna do rolamento, Condições de temperatura, Requisitos de precisão de giro, Projeto e material do eixo e da caixa, Facilidade de montagem e desmontagem, Deslocamento do rolamento sem anel interior fixo. As tolerâncias de furo e diâmetro externo de rolamentos métricos são padronizadas internacionalmente. O ajuste desejado é conseguido selecionando apenas as tolerâncias para o eixo e a caixa através do sistema de tolerâncias ISO. Apenas uma faixa limitada de campos é considerada para ajustes de rolamento. O diagrama abaixo, mostra a posição destes campos em relação à tolerância padrão do furo e do eixo 39 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 39 de 155 Seleção de ajustes Ajustes do rolamento com eixo Condições de Carga Aplicações (Referências) Diâmetro do eixo Símbolos de tolerância Notas N° Conteúdo Rolamentos de esferas Rolamentos de rolos cilíndricos, rolamentos de rolos cônicos Rolamentos de rolos esféricos Rolamentos radiais com furos cilíndricos 1 Carga do anel externo em rotação O anel interno deve se mover facilmente no eixo Rodas sobre eixo estacionário Todos os diâmetros de eixo g6 Use g5 e h5 onde se exige precisão 2 O anel interno não necessita se mover facilmente no eixo Polias tensoras Roldanas de cordas h6 3 Carga do anel interno em rotação ou carga indeterminada Carga leve (≤ 0,70C) (2) Carga variável Artigos elétricos Máquinas de precisão Máquinas operatrizes Bombas Sopradores Veículos de transporte Incl. -18 - - h5 Acima. del. Incl. 18 -100 Incl. -40 Incl. -40 j6 100-200 Acima. del. Incl. 40-140 Acima. del. Incl. 40-100 k6 - 140-200 100-200 m6 4 Carga Normal Aplicações de rolamentos em geral, Turbinas, Bombas, Motores de tamanho médio e grande, Eixo principal de motores, Máquinas de madeira, Engrenagens -18 - - j5 18-100 -40 -40 k5 100-200 40-100 40-65 m5 - 100-140 65-100 m6 - 140-200 100-140 n6 - 200-400 140-280 p6 - - 280-500 r6 - - 500- r7 5 Carga pesada (> 0,15C) ( 2) Carga de choque Material rolante, Veículos industriais, Motores de tração, Máquinas de construção, Britadeiras - 50-140 50-100 n6 Necessidade de folga maior do que normal - 140-200 100-140 p6 - - 140-200 r6 - - 200-500 r7 6 Carga axial central Combinações de rolamentos de todos os tipos Todos os diâmetros de eixo j6 Rolamento radial com furo cônico e bucha 7 Carga axial central Combinações de rolamentos em geral, Material rolante Todos os diâmetros de eixo h9/IT5 IT5 e IT7 significam que o desvio do assento de sua verdadeira forma geométrica, i.e. redondeza e conicidade, devem estar dentro das tolerâncias de IT5 e IT7, respectivamente. 8 Eixos de transmissão h10/IT7 9 Carga axial central Todos os diâmetros de eixo j6 10 Carga combinada Carga do anel interno estacionária - j6 11 Carga do anel interno em rotação ou carga indeterminada 200 Incl. k6 Acima del. Incl. 200 - 400 m6 400- m6 1. Aplicável a eixos de aço sólidos 2. C é a capacidade de carga básica e está no quadro de dimensões do rolamento. )2( 0,15C 0,07C esférico rolosdeaxiais Rolamentos 40 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 40 de 155 Tolerância para diâmetro dos eixos Diâmetro nominal mm Diâmetro do furo dm e6 g5 g6 h4 h5 h6 h7 h9 h10 j5 J6 Diâmetro nominal (mm) Acima de Incl. JS5 > 500 Acima de Incl. 3 6 0 -8 -20 -28 -4 -9 -4 -12 0 -4 0 -5 0 -8 0 -12 0 -30 0 -48 +3 -2 +6 -2 3 6 6 10 0 -8 -25 -34 -5 -11 -5 -14 0 -4 0 -6 0 -9 0 -15 0 -36 0 -58 +4 -2 +7 -2 6 10 10 18 0 -8 -32 -43 -6 -14 -6 -17 0 -5 0 -8 0 -11 0 -18 0 -43 0 -70 +5 -3 +8 -3 10 18 18 30 0 -10 -40 -53 -7 -16 -7 -20 0 -6 0 -9 0 -13 0 -21 0 -43 0 -70 +5 -84 +9 -4 18 30 30 50 0 -12 -50 -66 -9 -20 -9 -25 0 -7 0 -11 0 -16 0 -25 0 -52 0 -84 +6 -5 +11 -5 30 50 50 80 0 -15 -60 -79 -10 -23 -10 -29 0 -8 0 -13 0 -19 0 -30 0 -52 0 -100 +6 -7 +12 -7 50 65 65 50 80 120 0 -20 -72 -94 -12 -27 -12 -34 0 -10 0 -15 0 -22 0 -35 0 -74 0 -120 +6 -9 +13 -9 80 100 100 120 120 180 0 -25 -85 -110 -14 -32 -14 -39 0 -12 0 -18 0 -25 0 -40 0 -87 0 -140 +7 -11 +14 -11 120 140 140 160 160 180 180 250 0 -30 -100 -129 -15 -35-15 -44 0 -14 0 -20 0 -29 0 -46 0 -115 0 -185 +7 -13 +16 -13 180 200 200 225 225 250 250 315 0 -35 -110 -142 -17 -40 -17 -49 0 -16 0 -23 0 -32 0 -52 0 -130 0 -210 +7 -16 ± 16 250 280 280 315 315 400 0 -40 -125 -161 -18 -43 -18 -54 0 -18 0 -25 0 -36 0 -57 0 -140 0 -230 -7 -18 ± 18 315 355 355 400 400 500 0 -45 -135 -175 -20 -47 -20 -60 0 -20 0 -27 0 -40 0 -63 0 -155 0 -250 +7 -20 ± 20 400 450 450 500 41 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 41 de 155 Tolerância para diâmetro dos eixos Diâmetro nominal mm k4 k5 k6 m5 m6 n6 p6 r6 r7 Diâmetro nominal (mm) Acima de Incl. Acima de Incl. 3 6 +9 +1 +9 +1 +12 +1 +16 +4 +20 +4 +16 +8 +20 +12 +23 +15 +27 +14 3 6 6 10 +5 +1 +7 +1 +10 +1 +12 +6 +15 +6 +19 +10 24 +15 +28 +19 +34 +19 6 10 10 18 +6 +1 +9 +1 +12 +1 +15 +7 +18 +7 +23 +12 +29 +18 +34 +23 +41 +23 10 18 18 30 +8 +2 +11 +2 +15 +2 +17 +8 +21 +8 +28 +15 +35 +22 +41 +28 +49 +28 18 30 30 50 +9 +2 +13 +2 +18 +2 +20 +9 +25 +9 +33 +17 +42 +26 +50 +34 +59 +34 30 50 50 80 +10 +2 +15 +2 +21 +2 +24 +11 +30 +11 +39 +20 +51 +32 +41 +60 +41 +71 50 65 +43 +62 +43 +73 65 50 80 120 +13 +3 +18 +3 +25 +3 +28 +13 +35 +13 +45 +23 +59 +37 +51 +73 +51 +86 80 100 +54 +76 +54 +89 100 120 120 180 +15 +3 +21 +3 +28 +3 +33 +15 +40 +15 +52 +27 +68 +43 +63 +88 +63 +103 120 140 +65 +90 +65 +105 140 160 +68 +93 +68 +108 160 180 180 250 +18 +4 +24 +4 +33 +4 +37 +17 +46 +17 +60 +31 +79 +50 +77 +106 +77 +123 180 200 +80 +109 +80 +126 200 225 +84 +113 +84 +130 225 250 250 315 +20 +4 +27 +4 +36 +4 +43 +20 +52 +20 +66 +34 +88 +56 +94 +126 +94 +146 250 280 +98 +130 +98 +150 280 315 315 400 +22 +4 +29 +4 +40 4 +46 +21 +57 +21 +73 +37 +98 +62 +108 +144 +108 +165 315 355 +144 +150 +114 +171 355 400 400 500 +25 +5 +32 +5 +45 +5 +50 +23 +63 +23 +80 +40 +108 +88 +126 +166 +126 +189 400 450 +132 +172 +132 +195 450 500 42 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 42 de 155 Ajustes do rolamento com a caixa Condições de Carga Aplicações (referência) Símbolo de Tolerância Notas N° Direção carga Conteúdo Rolamentos Radiais 1 Carga do anel externo em rotação Cargas pesadas em rolamentos em caixas de parece fina; Cargas de choque pesado. Rolamento da roda do cubo da roda dianteira; Roda do guindaste. P7 O anel externo é fixado axialmente 2 Cargas normais e pesadas Rolamento de esferas do cubo da roda, Rolamentos de eixo de manivela N7 3 Cargas leves e variáveis Correias de transporte, Roldanas de corda, Polias de tensão M7 4 Carga Indeterminada Cargas de choque pesadas Motores de tração 5 Rotação precisa, desejável sob cargas leves Rolamentos de Esferas dianteiras, eixos de retífica, rolamentos fixos para compressor centrifugo de alta velocidade K6 6 Cargas normais e pesadas Motores elétricos, Bombas, Rolamentos para eixos de manivela, Engrenagens de grande tamanho e alta velocidade, Soprador K7 7 Cargas normais e leves J7 O anel externo. Em principio, se move axialmente. Emprega-se ocasionalmente uma caixa bi-partida 8 Cargas do anel interno em rotação Cargas de choque Material rolante, veículos industriais, máquinas de construção, britadeiras 9 Rotação precisa, desejável sob cargas normais e leves Rolamentos de esfera traseiras para eixo de retifica, rolamentos livres compressores centrifugas de alta velocidade J6 O anel externo se move axialmente 10 Cargas de todos os tipos Aplicações dos rolamentos em geral H7 ou G7 O anel externo se move com facilidade axialmente Algumas vezes a caixa é bi- partida 11 Cargas normais e leves Engrenagens Mancais H8 12 Aumento da temperatura do anel interno por meio do eixo Secadores de papel Rolos para mesas rolantes G7 13 Rotação precisa e alta rigidez, desejável sob cargas variáveis Rolamentos de rolos cilíndricos para eixos principais de máquinas operatrizes D ≤ 125mm M6 O anel externo se fixa axialmente 250 ≥ D > 125 N6 D > 250 P6 14 Cargas axiais centrais Rolamentos de esferas axiais Folga acima de 0,25 Em geral 15 H8 Precisão desejável 16 Rolamentos axiais de rolos esféricos, Rolamentos de rolos cônicos Anel externo dá uma folga em direção radial A carga radial é recebida por outros rolamentos 17 Cargas Combinadas Cargas do anel externo estacionário Rolamentos axiais de rolos esféricos J7 18 Anel externo em rotação ou carga indeterminada K7 Em geral 19 M7 Carga radial relativamente pesada 1 Aplicável a caixas de ferro ou aço fundido. Para caixas de ligas leves, deve ser empregado um ajuste mais apertado do que o acima especificado. 43 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 43 de 155 Tolerância para diâmetros do furos Diâmetro nominal mm Diâmetro externo Dm F7 G7 H6 H7 H8 J6 J7 Diâmetro nominal (mm) Acima de Incl. JS6 > 500mm JS7 > 500mm Acima de Incl. 10 18 0 -8 +34 +16 +6 +24 0 +11 0 +18 0 +27 -5 +6 -8 +10 10 18 18 30 0 -9 +41 +20 +7 +28 0 +13 0 +21 0 +33 -5 +8 -9 +12 18 30 30 50 0 -11 +50 +25 +9 +34 0 +16 0 +25 0 +39 +6 +10 -11 +14 30 50 50 80 0 -13 +60 +30 +10 +40 0 +19 0 +30 0 +46 -6 +13 -12 +18 50 80 80 120 0 -15 +71 +36 +12 +47 0 +22 0 +35 0 +54 -6 +16 -13 +22 80 120 120 150 0 -18 +83 +43 +14 +54 0 +25 0 +40 0 +63 -7 +18 -14 +26 120 150 150 180 0 -25 150 180 180 250 0 -30 +96 +50 +15 +61 0 +29 0 +46 0 +72 -7 +22 -16 +30 180 250 250 315 0 -35 +108 +56 +17 +69 0 +32 0 +52 0 +81 -7 +25 -16 +36 250 315 315 400 0 -40 +119 +62 +18 +75 0 +36 0 +57 0 +89 -7 +29 -18 +39 315 400 400 500 0 -45 +131+68 +20 +83 0 +40 0 +63 0 +97 -7 +33 -20 +43 400 500 44 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 44 de 155 Tolerância para diâmetros do furos Diâmetro nominal mm K6 K7 M5 M6 M7 N5 N6 N7 P6 P7 Diâmetro nominal (mm) Acima de Incl. Acima de Incl. 10 18 -9 +2 -12 +6 -12 -4 -15 -4 -18 0 -17 -9 -20 -9 -23 -5 -26 -15 -29 -11 10 18 18 30 -11 +2 -15 +6 -14 -5 -17 -4 -21 0 -21 -12 -24 -11 -28 -7 -31 -18 -35 -14 18 30 30 50 -13 +3 -18 +7 -18 -5 -20 -4 -25 0 -24 -13 -28 -12 -33 -8 -37 -21 -42 -17 30 50 50 80 -15 +4 -21 +9 -19 -6 -24 -5 -30 0 -28 -15 -33 -14 -39 -9 -45 -26 -51 -21 50 80 80 120 -18 +4 -25 +10 -23 -8 -28 -6 -35 0 -33 -18 -38 -16 -45 -10 -52 -30 -59 -24 80 120 120 180 -21 +4 -28 +12 -27 -9 -33 -8 -40 0 -39 -21 -45 -20 -52 -12 -61 -36 -68 -28 120 180 180 250 -24 +5 -33 +13 -31 -11 -37 -8 -46 0 -45 -25 -51 -22 -60 -14 -70 -41 -79 -33 180 250 250 315 -27 +5 -36 +16 -36 -13 -41 -9 -52 0 -50 -27 -57 -25 -66 -14 -76 -47 -88 -36 250 315 315 400 -29 +7 -40 +17 -39 -14 -46 -10 -57 0 -55 -30 -62 -26 -73 -16 -87 -51 -98 -41 315 400 400 500 -32 +8 -45 +18 -43 -16 -50 -10 -63 0 -60 -33 -67 -27 -80 -17 -95 -55 -108 -45 400 500 500 630 -44 0 -70 0 - -70 -26 -96 -26 - -88 -44 -144 -44 -122 -78 -148 -78 500 630 630 800 -50 0 -80 0 - -80 -30 -110 -30 - -100 -50 -130 -50 -138 -88 -168 -88 630 800 800 1000 -56 0 -90 0 - -90 -34 -124 -34 - -112 -56 -146 -56 -156 -100 -190 -100 800 1000 1000 1250 -66 0 -105 0 - -106 -40 -145 -40 - -132 -66 -171 -66 -189 -120 -225 -120 1000 1250 1250 1600 -78 0 -125 0 - -126 -48 -173 -48 - -156 -78 -203 -78 -218 -140 -265 -140 1250 1600 1600 2000 -92 0 -150 0 - -150 -58 -208 -58 - -184 -92 -242 -92 -262 -170 -320 -170 1600 2000 2000 2500 -110 0 -175 0 - -178 -68 -243 -68 - -220 -110 -285 -110 -305 -195 -370 -195 2000 2500 45 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 45 de 155 Exemplos de aplicação de tolerâncias 46 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 46 de 155 Arranjos de rolamentos O arranjo de rolamentos de um componente rotativo de uma máquina, como, por exemplo, um eixo, geralmente requer dois rolamentos para suporte e posicionam o componente radial e axialmente, com relação à parte estacionária da máquina, como uma caixa. Dependendo das considerações de aplicação, carga, precisão de giro exigida e custos, os arranjos podem consistir em Rolamentos sem anel interior fixo e com anel interior fixo O rolamento de anel interior fixo em uma extremidade do eixo fornece suporte radial e, ao mesmo tempo, fixa o eixo axialmente nas duas direções. Deve ser, portanto, fixo, tanto no eixo como na caixa. 47 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 47 de 155 O rolamento sem anel interior fixo na outra extremidade do eixo fornece somente suporte radial. Também deve permitir deslocamento axial, para que os rolamentos não se tensionem mutuamente, ou seja, quando o comprimento do eixo é alterado como resultado de expansão térmica Rolamentos com flutuação Os arranjos de rolamentos com flutuação também são fixos transversais e são adequados onde as demandas com relação à fixação axial são moderadas, ou onde outros componentes no eixo servem para fixá-lo axialmente. Rolamentos adequados para esse tipo de estrutura são: rolamentos fixox de esferas; rolamentos autocompensadores de esferas; rolamentos autocompensadores de rolos. Nesses tipos de arranjos, é importante que um anel de cada rolamento consiga se mover no seu assento, preferivelmente o anel externo na caixa. Um arranjo de rolamentos de flutuação pode também ser obtido com dois rolamentos de rolos cilíndricos do tipo NJ, com anéis internos de desvio. Nesse caso, o movimento axial poderá ocorrer dentro do rolamento. 48 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 48 de 155 Rolamentos ajustados Em arranjos de rolamentos ajustados, o eixo está fixo axialmente em uma direção por um rolamento e na direção oposta pelo outro rolamento. Esse tipo de arranjo é denominado "fixo transversal" e é geralmente utilizado para eixos curtos. Rolamentos adequados incluem todos os tipos de rolamentos radiais que podem acomodar cargas axiais em pelo menos uma direção, incluindo rolamentos de esferas de contato angular; rolamentos de rolos cônicos. 49 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 49 de 155 Lubrificação Se os rolamentos devem operar de maneira confiável, eles deverão estar adequadamente lubrificados para evitar o contato direto de metal com metal entre os corpos rolantes, pistas e gaiolas. O lubrificante também inibe o desgaste e protege as superfícies do rolamento contra corrosão. A escolha de um lubrificante adequado e do método de lubrificação para cada aplicação de rolamentos é, portanto, importante assim como a manutenção correta. Uma ampla gama de graxas e óleos está disponível para a lubrificação de rolamentos e existem também lubrificantes sólidos, por exemplo, para condições de temperaturas extremas. A escolha de um lubrificante depende principalmente das condições operacionais, ou seja, da faixa de temperatura e das velocidades, bem como da influência do ambiente ao redor. Local de aplicação A graxa A óleo Sistema de vedação do mancal Pode simplificar Torna-se complexo e necessita de inspeção periódica Velocidade permissível Em comparação ao óleo o seu valor é de 65 a 80% Aplicável para elevada velocidade Efeito de resfriamento Não há Pode servir como condutor de calor (quando utilizar o sistema por circulação) Fluidez do lubrificante Razoável Ótimo Reposição dolubrificante Não é fácil fácil Filtragem das impurezas Impossível Fácil Vazamento do lubrificante Precário Grande, não é aplicável no local onde impeça os respingos de óleo Lubrificação com graxa A graxa pode ser utilizada para lubrificar os rolamentos em condições operacionais normais na maioria das aplicações. A graxa é mais vantajosa que o óleo por aderir mais facilmente no arranjo do rolamento, especialmente onde os eixos estão inclinados ou estão na vertical, e também contribui para vedar o arranjo contra contaminantes, umidade ou água. 50 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 50 de 155 T a b e la c o m p a ra ti v a d e p ro p ri e d a d e s d e g ra a x a s 51 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 51 de 155 Quantidades excessivas de graxa farão com que a temperatura de funcionamento do rolamento aumente rapidamente, especialmente ao trabalhar em velocidades altas. Como regra geral, na partida, apenas o rolamento deve estar totalmente preenchido, enquanto o espaço livre na caixa deve estar parcialmente preenchido com graxa. Antes de operar em velocidade total, deve-se deixar que o excesso de graxa no rolamento se acomode ou escape durante um período de funcionamento inicial. No final do período de funcionamento inicial, a temperatura de funcionamento cairá consideravelmente indicando que a graxa foi distribuída no arranjo do rolamento. No entanto, onde os rolamentos devem operar em velocidades muito baixas e uma boa proteção contra contaminação e corrosão for necessária, é aconselhável preencher a caixa completamente com graxa. Lubrificação inicial nas caixas Quantidade de graxa a ser colocado na caixa: Até 50 rpm 90% do espaço livre da caixa; Abaixo de 50% limite de rotação: 1/2 a 2/3 do espaço livre da caixa; Acima de 50% limite de rotação: 1/3 a 1/2 do espaço livre da caixa; Relubrificaçao Quando a renovação do preenchimento de graxa é feita no intervalo de relubrificação estimado ou após um determinado número de reabastecimentos, a graxa usada no arranjo de rolamentos deve ser completamente removida e trocada por graxa nova. Para permitir a renovação do preenchimento de graxa, a caixa do rolamento deve ser facilmente acessível e aberta. A tampa das caixas de divisão e as tampas de caixas de uma única parte geralmente podem ser removidas para que o rolamento fique exposto. Depois de remover a graxa usada, a graxa nova deve ser comprimida entre os corpos rolantes. Deve-se tomar muito cuidado para que os contaminantes não entrem no rolamento nem na caixa ao fazer a relubrificação e a própria graxa deve ser protegida. O uso de luvas à prova de graxa é recomendado para evitar reações alérgicas na pele. Quando as caixas estão menos acessíveis, mas são dotadas de bocais de graxa e oríficios de saída, é possível renovar completamente o preenchimento de graxa relubrificando várias vezes em intervalos próximos, até que se possa considerar que toda a graxa velha foi expelida da caixa. Este procedimento exige muito mais graxa do que é necessário para a renovação manual do preenchimento de graxa. Além disso, este método de renovação tem uma limitação com relação às velocidades operacionais: em velocidades altas, levará a aumentos inadequados de temperatura causados por agitação excessiva da graxa. 52 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 52 de 155 Quantidades adequadas para reabastecimento de um rolamento pela lateral podem ser obtidas por Gp = 0,005 D B para o reabastecimento pelo anel interno ou externo do rolamento, por Gp = 0,002 D B onde Gp = quantidade de graxa a ser adicionada no reabastecimento, g D = diâmetro externo do rolamento, mm B = largura total do rolamento (para rolamentos axiais, utilize a altura H), em mm. Intervalos de relubrificação Período de reengraxamento: mesmo nas graxas de altíssima qualidade no decurso de sua utilização, decai a sua eficiência, diminuindo o efeito lubrificante, sendo necessário um reengraxamento ou troca de graxa. O período de reengraxamento em geral está incidado na tabela a seguir. Estas tabelas, somente são aplicáveis para temperaturas de rolamentos inferiores a 70° C, para casos de aplicação acima de 70° C o período de relubrificação diminuirá para a metade, para cada 15° C de aumento. 53 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 53 de 155 54 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 54 de 155 Relubrificação contínua Este procedimento é utilizado quando o intervalo calculado para relubrificação for muito curto, por exemplo, devido a efeitos adversos de contaminação, ou quando outros procedimentos de relubrificação forem inconvenientes, por exemplo, quando o acesso ao rolamento for difícil. Devido à excessiva agitação de graxa, que pode levar a um aumento de temperatura, a lubrificação continua só é recomendada quando as velocidades rotacionais são baixas A lubrificação contínua pode ser conseguida através de lubrificadores automáticos multiponto ou de ponto único 55 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 55 de 155 Lubrificação a óleo O óleo geralmente é utilizado para lubrificação de rolamentos quando as altas velocidades ou temperaturas de funcionamento impedem o uso da graxa, quando o calor de fricção ou aplicado precisa ser removido da posição do rolamento ou quando componentes adjacentes (engrenagens, etc.) são lubrificados com óleo. Métodos de lubrificacão a óleo Banho de óleo O método mais simples de lubrificação com óleo é o banho de óleo O óleo, que é coletado através dos componentes de rotação do rolamento, é distribuído dentro do rolamento e depois derramado de volta para o banho de óleo. O nível de óleo deve quase alcançar o centro do corpo rolante inferior quando o rolamento estiver estacionário. Anel de coleta de óleo O anel de coleta serve para produzir a circulação do óleo. O anel fica frouxamente pendurado em uma bucha no eixo em um lado do rolamento e mergulha no óleo na metade inferior da caixa. Conforme o eixo gira, o anel segue e transporta o óleo da parte inferior para um canal de coleta. Em seguida, o óleo flui através do rolamento de volta para o reservatório na parte inferior. 56 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 56 de 155 Óleo circulante A circulação normalmente é produzida com auxílio de uma bomba. Depois que o óleo passa pelo rolamento, ele geralmente é depositado em um tanque onde é filtrado e, se necessário, resfriado antes de ser retornado ao rolamento. Uma filtragem correta estende a vida útil do rolamento. O resfriamento do óleo permite que a temperatura de funcionamento do rolamento seja mantida em um nível baixo.Jato de óleo Para uma operação em velocidade muito alta, deve ser fornecida ao rolamento uma quantidade de óleo suficiente, mas não excessiva, a fim de proporcionar a lubrificação adequada sem aumentar a temperatura de funcionamento mais do que o necessário. Um método particularmente eficaz para se conseguir isso é o de jato de óleo, onde um jato de óleo sob alta pressão é direcionado na lateral do rolamento. A velocidade do jato de óleo deve ser suficientemente alta (pelo menos 15 m/s) para penetrar na turbulência que envolve o rolamento rotativo. 57 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 57 de 155 Lubrificação por atomização Com o método de lubrificação por atomização, também chamado de método de ar lubrificado, quantidades precisamente medidas e muito pequenas de óleo são direcionadas para cada rolamento individual por ar comprimido. Esta quantidade mínima permite que os rolamentos operem em temperaturas inferiores ou em velocidades mais altas do que em qualquer outro método de lubrificação. 58 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 58 de 155 Seleção do óleo lubrificante A seleção do óleo é baseada principalmente na viscosidade necessária para proporcionar uma lubrificação adequada para o rolamento em sua temperatura de funcionamento. A viscosidade do óleo depende da temperatura, tornando-se inferior à medida que a temperatura aumenta. A relação viscosidade-temperatura de um óleo é caracterizada pelo índice de viscosidade IV. Para a lubrificação do rolamento, são recomendados óleos que tenham um índice de viscosidade alto (pouca alteração com temperatura) de pelo menos 95. Para que seja formada uma película de óleo fina o suficiente na área de contato entre os corpos rolantes e as pistas, o óleo deve reter uma viscosidade mínima na temperatura de funcionamento. A viscosidade cinemática mínima ν1 exigida na temperatura de funcionamento para proporcionar uma lubrificação adequada pode ser determinada a partir do diagrama abaixo, desde que seja utilizado um óleo mineral. 59 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 59 de 155 Quando a temperatura de funcionamento for conhecida por experiência ou puder ser determinada de outra forma, a viscosidade correspondente na temperatura de referência padronizada internacionalmente de 40 °C (ou seja, a classe de viscosidade ISO VG do óleo) poderá ser obtida a partir do diagrama abaixo, compilado para um índice de viscosidade de 95. 60 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 60 de 155 Troca de óleo A freqüência necessária para a troca de óleo depende principalmente das condições operacionais e da quantidade de óleo. Com a lubrificação de banho de óleo, geralmente é suficiente trocar o óleo uma vez por ano, desde que a temperatura de funcionamento não exceda 50 °C e haja pouco risco de contaminação. Temperaturas mais altas demandam trocas de óleo mais freqüentes, por exemplo, para temperaturas de funcionamento em torno de 100 °C, o óleo deve ser trocado a cada três meses. As trocas de óleo freqüentes também são necessárias se outras condições operacionais forem árduas. Com a lubrificação com óleo circulante, o período entre duas trocas de óleo também é determinado pela freqüência com que a quantidade de óleo total é circulada e se o óleo é ou não resfriado. Geralmente só é possível determinar um intervalo adequado por execuções de testes e pela inspeção regular da condição do óleo para ver se ele não está contaminado e se não está excessivamente oxidado. O mesmo se aplica à lubrificação com jato de óleo. Com a lubrificação por atomização, o óleo só passa pelo rolamento uma vez e não é circulado novamente. 61 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 61 de 155 Caixas de mancal SNL Arranjos de rolamentos livres e bloqueados Arranjos de rolamentos livres com rolamentos autocompensadores de esferas e rolamentos autocompensadores de rolos Os assentos dos rolamentos nas caixas são suficientemente largos para permitir o deslocamento axial do rolamento. Os assentos são usinados para tolerância G7 de maneira que um ajuste com folga para o rolamento seja garantido. Tipos de arranjos Não apenas diferentes tipos de rolamento podem ser incorporados em caixas de mancal SNL, como também podem ser dispostos de maneiras diferentes: Rolamentos com furo cônico em uma bucha de fixação e em um eixo liso - caixas SNL, séries 5 e 6 Rolamentos com furo cilíndrico em um eixo escalonado - caixas SNL, séries 2 e 3 62 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 62 de 155 Dependendo das dimensões, também é possível abrigar as seguintes combinações nas caixas SNL 5 e SNL 6: Rolamentos com furo cônico em uma bucha de fixação e em um eixo escalonado Rolamentos com furo cônico em uma bucha de desmontagem em um eixo escalonado. Vedantes para caixas Vários vedantes padrão podem ser escolhidos para caixas de mancal SNL mas, se necessário, também é possível adaptar outros vedantes. Um guia de seleção de vedantes pode ser encontrado na matriz. Os vedantes padrão para caixas de mancal SNL onde se usa graxa como lubrificante são Vedantes de quatro retentores; Vedantes de retentor duplo. 63 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 63 de 155 Vedantes de anel em V; Vedantes de labirinto; Vedantes de taconita para trabalhos pesados com labirinto radial. Todos os vedantes são totalmente intercambiáveis porque nenhuma modificação é necessária na caixa. 64 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 64 de 155 TABELA COMPARATIVA Tipos e Características de Aplicação 65 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 65 de 155 MONTAGEM E DESMONTAGEM 66 Centro de Formação Profissional Mancais de rolamentos Página 66 de 155 Montagem Cerca de 16 % de todas as falhas prematuras nos rolamentos são causadas por montagem incorreta ou pelo uso incorreto das técnicas de montagem. Aplicações individuais podem exigir a utilização de métodos mecânicos, hidráulicos ou térmicos para se obter uma montagem correta e eficiente dos rolamentos. A escolha da técnica de montagem adequada para a sua aplicação o ajudará a aumentar a vida útil de seus rolamentos e reduzir os custos resultantes das falhas prematuras
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