Rolamentos: Estrutura, Funcionamento e Manutenção

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IPV - ESTGV
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Rolamentos
Manutenção ELETROMECÂNICA – CTeSP MI
2017/2018 – 2º semestre
Nickolas Brum/ n° 17413
Francisco Fevereiro/ nº 17084
Rafael Rocha / nº 16135
Artur Tavares / nº 16125
ÍNdice
O QUE SÃO ROLAMENTOS?--------------------------------------------------------------------pág.3
ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO--------------------------------------------------------------pág. 4
COMO SE DIVIDEM-------------------------------------------------------------------------------pág. 5
EXEMPLOS DE ROLAMENTOS
ROLAMENTO AUTO-COMPENSADOR DE ESFERAS/ROLOS------------------------pág. 6
ROLAMENTO MAGNETO----------------------------------------------------------------pág. 7
ROLAMENTO DE CONTACTO ANGULAR DE ESFERAS-----------------------------pág. 7
ROLAMENTO DE ROLOS CÓNICOS----------------------------------------------------pág. 8
ROLAMENTOS DE CERAMICA-----------------------------------------------------------pág. 8
ROLAMENTOS DE AGULHA------------------------------------------------------------PÁG. 10
MANUTENÇÃO GERAL----------------------------------------------------------------------------Pág. 11
O que são rolamentos?
Um rolamento é uma peça usada no auxílio de veios com movimentos de rotação com o objetivo de estabilizar o eixo de rotação e reduzir o atrito. Outras vantagens incluem oferecer precisão no alinhamento do veio, reduzir o ruído.
O veio encaixa dentro do rolamento, e este acompanha a rotação do veio graças à sua mecânica. Em boas condições, o rolamento permite:
Reduzir o atrito e a fricção entre as partes em movimento da máquina, eliminando perdas de energia cinética;
Estabilizar o veio, fixando o seu eixo de rotação na posição correta;
Suportar carga radial e/ou axial que o veio sofre;
Transmitir forças através de um eixo.
Estrutura e funcionamento
É graças à sua mecânica que os rolamentos têm a sua capacidade de rodar. Basicamente, um rolamento é composto de dois anéis maciços com um desfasamento considerável de diâmetro (anel externo e interno). Entre esse espaço estão os componentes rolantes (rolos, esferas) no qual estão aprisionados e giram dentro de trilhos côncavos nos anéis. Os rolantes estão fixos em posição e distribuídos uniformemente pela gaiola. A vedação, que pode ou não estar incluída, isola e protege os rolantes do ambiente degradador.
 
I Referência bibliográfica: C.c
Como se dividem (esfera vs rolo / radiais vs axiais)
Os rolamentos são divididos das seguintes formas:
Pelo tipo de carga suportado: Radial e Axial
Radial: Os rolamentos radiais suportam cargas radiais (duh!), ou seja, cargas perpendiculares ao eixo de rotação. Alguns rolamentos aguentam apenas radiais em uma só direção e outros aguentam em ambas. 
Axial: Os axiais suportam cargas paralelas ao eixo de rotação (axis), num só ou nos dois sentidos. Evitam que o veio se desloque para trás ou para a frente devido à rotação. Nesta categoria existem rolamentos que suportam cargas combinadas (axial+radial)
Pelo formato dos rolantes: Esferas e Rolos
Esferas: Rolamentos de esferas aguentam velocidades elevadas mas cargas inferiores que os the rolos.
Rolos: Estes subdividem-se em cilindricos, agulhas, cónicos e rolos esféricos. Entres estes variantes, suportam diferentes intervalos de cargas, mas superiores às cargas das esferas. Já a velocidade é mais baixa.
EXEMPLOS DE ROLAMENTOS
Nesta apresentação vamos falar sobre seis rolamentos específicos, as suas principais características, aplicações, tipos de avaria, métodos de diagnóstico e manutenção.
Rolamento Auto-compensador de esferas/rolos
Um dos problemas que os rolamentos enfrentam é o vergar ou oscilar do eixo rotativo. Para isso existem os rolamentos auto-compensadores. O anel interno tem dois trilhos para duas carreiras iguais de rolos ou esferas. O anel externo tem uma pista de formato esférico. Isto para acomodar as duas cadeiras de rolantes e permitir que o anel interno oscile até um limite normalmente de 4º a 7º.
O auto-compensador é usado em casos que o alinhamento de veios é tão preciso que é difícil fazê-lo corretamente sem haver algum desvio. Ou em casos em que o veio verga ou oscila durante o trabalho, como eixos de vagões ferroviários. A versão de rolos suporta cargas mais elevadas apesar de a sua capacidade de desalinhamento permissível ser menor (1º ~ 2,5º).
II Auto-compensador de rolos
III Auto-compensador de esferas
O desgaste de rolamentos provém de vários fatores, um dos quais é a oscilação do veio. Como o auto-compensador está concebido para suportar a oscilação sem desgaste, a sua vida útil é mais longa.
Rolamento Magneto
Um rolamento magneto diferencia-se pelos trilhos dos dois anéis. O trilho do anel interno é ligeiramente menos profundo do que os de um rolamento de esferas comum. E o anel externo possui um chanfro de lado que facilita a sua separação do resto do rolamento. Isto auxilia a instalação/substituição da gaiola e as esferas.
Esta peça costuma ser aplica aos pares, contrapostas, pois aguenta pequenas cargas axiais num só sentido. O par pode então suportar cargas axiais em sentidos opostos. É usada como íman para motores de combustão interna e giroscópios.
Atenção: não confundir rolamento magneto com o magnético.
Rolamento de contacto angular de esferas
Rolamentos de esfera de contato angular foram desenvolvidos para suportar tanto cargas axiais como também radiais e ter elevado desempenho a altas velocidades. Dentro deste tipo de rolamentos encontramos 2 tipos:
Rolamento de carreira simples
Rolamento de carreira dupla
Os de carreira simples acomodam cargas axiais apenas num sentido, sendo por isso ajustados contra um outro rolamento (ou mais) contrapostos como o rolamento magneto. IV Carreira simples
A principal área de aplicação deles é nas mesas rotativas.
Os de carreira dupla compreendem uma anilha central utilizada na fixação de rolamentos, dois anéis externos e dois conjuntos de esferas e gaiolas de tamanhos diferentes. Também existem versões de esferas de tamanho idêntico.V Carreira dupla (esferas de tamanho diferente)
Estes rolamentos tem baixa altura e podem acomodar cargas axiais em ambas as direções, bem como grandes cargas radiais. Um único rolamento pode suportar os componentes rotativos da máquina em relação aos componentes estacionários.
VI Carreira dupla (esferas tamanho idêntico)
Rolamento de ROLOS CÓNICOS
Os rolamentos de rolos cónicos têm as pistas do anel interno e externo cónicas para encaixar rolos do mesmo formato. Eles são adequados para suportar grandes cargas combinadas, desde que a axial seja num só sentido.
Estes rolamentos são rígidos e especialmente concebidos para trabalhos de cargas pesadas, de impacte e grande desgaste. Por exemplo em equipamentos de construção e agrícolas. Tem variantes de duas e até quatro carreiras para suportar maiores cargas.VII Rolos Cónicos
ROLAMENTOS DE CERAMICA (PLENOS E HIBRIDOS)
 IX Plenos
VIII Hibridos
Nem todos os rolamentos em cerâmica são 100% cerâmicos. As esferas cerâmicas rolam entre os anéis fabricados em aço. Estes são conhecidos como rolamentos híbridos. Os rolamentos híbridos possuem elementos rolantes (esferas/rolos) feitos de cerâmica e os anéis e gaiolas feitas de aço. Os rolamentos híbridos têm os benefícios da cerâmica e não são tão dispendiosos quanto os puramente cerâmicos. No entanto, deve-se analisar caso a caso para verificar qual seria o rolamento ideal: híbrido ou 100% em cerâmica.
As esferas cerâmicas são mais uniformes que as de aço, possuem suas superfícies mais lisas. O tamanho entre todas as esferas que compõem um rolamento é mais uniforme, além que o menor atrito resulta em menor energia necessária para movimentar um rolamento de cerâmica. Um rolamento de cerâmica também é mais duro que um de aço (até 30%), o que melhora a durabilidade. 
Os rolamentosque são realmente 100% em cerâmica possuem as esferas e as pistas em cerâmica. São conhecidos como rolamentos cerâmicos plenos, são mais leves e oferecem menor atrito em seu funcionamento. Mas, são bem mais caros que os rolamentos híbridos.
São superiores aos de aço comum de diversas maneiras. A cerâmica é o material perfeito para aplicações que buscam rotações mais altas e redução do peso ou para aplicações que apresentam condições de trabalho extremas, como altas temperaturas e presença de substâncias corrosivas.
Vantagens
Os rolamentos cerâmicos geralmente são usados em aplicações com condições de trabalho extremas, não suportadas por rolamentos normais. As principais características desses rolamentos são:
- Resistentes à corrosão
- Suportam temperaturas extremas
- Não magnéticos e não condutores
- Alta dureza
- Menor necessidade de lubrificantes
- Menor desgaste
- Menos fricção
- Maior vida útil
Essas características fazem com que os rolamentos de cerâmica sejam substitutos ideais em aplicações onde os rolamentos de aço não conseguem satisfazer os requisitos.
Aplicações
Em uma aplicação industrial, como por exemplo, motores elétricos estacionários, os rolamentos de cerâmica funcionam perfeitamente, pois não há pancadas e não se deformam com o calor gerado ao redor delas.
- Indústria química, ou em ambientes químicos;
 - Indústria alimentícia;
- Aplicações em ambientes húmidos;
- Turbinas de gás;
- Motores elétricos;
- Equipamentos elétricos;
- Fornalhas
Manutenção
Os rolamentos de cerâmica requerem menor lubrificação, pois as esferas de cerâmica não enferrujam.
Na indústria eólica, por exemplo, onde o acesso para manutenção é difícil e em condições especialmente complicadas, os rolamentos cerâmicos são muito vantajosos ao aumentarem o intervalo entre manutenção e diminuírem a frequência de falhas.
Avarias e Diagnósticos 
Os rolamentos cerâmicos não foram feitos para aguentar pancadas bruscas, se por algum motivo isso ocorrer, as esferas sofrem pequenas fissuras, fazendo com que o atrito aumente. Isto faz com que gere ruido e se o problema persistir, também gera vibrações.
ROLAMENTOS DE ROLOS De AGULHA
 
	Um rolamento de agulha é um tipo de rolamento que apresenta elementos de rolos que são mais finos do que os tradicionais. Devido aos seus diâmetros consideravelmente menores, o rolamento de agulhas é idealmente adequado para aplicações em que a redução de altura de rolamento é necessária. 
Os diâmetros pequenos das agulhas oferecem ao dispositivo boa capacidade de carga radial e rigidez, sendo que estes produtos servem em grandes números em motores automotivos. Devido à altura das agulhas ser menor que a dos rolos cilíndricos ou esferas, estes rolamentos têm menor diâmetro externo, poupando espaço.
Manutenção GERAL
Em geral, os rolamentos devem ser armazenados com uma proteção de óleo própria a uma T aproximadamente 21ºC. E o seu principal problema de manutenção, o principal fator que causa a falha prematura é uma má lubrificação dos rolantes.
	Avaria
	Diagnóstico
	Manutenção
	Abrasão por partículas
	Vibrações
	Substituição do rolamento/partes danificadas 
Aplicar um vedante
	Corrosão
	
	Substituição do rolamento/partes danificadas. 
Lubrificar e aplicar vedante
	Má fixação de um anel
	
	Montar o rolamento devidamente
	Sobrecarga axial e radial
	Elevação da temperatura
	Aliviar ou substituir por rolamentos mais indicado
	Velocidade excessiva
	
	
	Ausência ou excesso de lubrificante
	
	Aplicar a quantidade recomendada
	Indentações nos rolantes
	Ruído
	Substituir os rolantes
	Corpos estranhos
	
	Limpar e vedar o rolamento
	Rutura da gaiola ou de um corpo rolante
	
	Substituir
ReferÊncias Bibliográficas
http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/3524-tipos-de-rolamentos-e-como-funcionam/
http://edgarmec.blogspot.pt/p/tipos-de-rolamentos-e-funcionalidades.html
https://www.abecom.com.br/tipos-de-rolamentos/
http://slideplayer.com.br/slide/356059/
http://www.skf.com/pt/products/index.html
http://www.visaorolamentos.com.br/rolamentos-esferas.php#e
http://www.nsk.com.br/upload/file/Cat%C3%A1logo%20Geral%20NSK(1).pdf
http://www.abs-rolamentos.pt/?id_page=29
https://www.ntn-snr.com/sites/default/files/2017-04/causes_of_bearing_failures_br.pdf
https://www.cyhrolamentos.com.br/info/rolamentos-ceramica/
https://www.cyhrolamentos.com.br/info/rolamentos-hibridos/
http://revistabikeup.com.br/rolamentos-ceramicos-valem-o-que-custam/
Vídeos:
https://www.youtube.com/watch?v=Nv_bfB5dbaM
Imagens:
http://www.rolpedra.pt/1/series_uc270zz_1119775.html
https://pt.wikipedia.org/wiki/ABEC
https://www.slideshare.net/riggingman/aula-unid-34 
Diapositivo 7
Diapositivo 9
Diapositivo 5
http://www.skf.com/pt/products/bearings-units-housings/principles/general-bearing-knowledge/bearing-basics/index.html
http://www.nei.com.br/modelo/e-20-aremco-products-inc?id=1da827cd-8174-4110-9bc1-c6bb12b1e5af