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Rolamentos
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InformaesTcnicas
RolamentosAxiais
Roldanas
Apndices
Buchas
Cilndro de Laminao
Ferrovirios
Informaes Tcnicas A7Pgina
Rolamentos Fixos de Esferas B4
Rolamentos de Esferas de Contato Angular B46
Rolamentos Autocompensadores de Esferas B76
Rolamentos de Rolos Cilndricos B84
Rolamentos de Rolos Cnicos B110
Rolamentos Autocompensadores de Rolos B182
Rolamentos Axiais B206
Rolamentos de Agulhas B244
Unidades de Rolamentos de Esferas B280
Caixas para Rolamentos B304
Rolamentos de Rolos Cilndricos para Roldanas B326
Esferas e Rolos B346
Rolamentos de Quatro CarreirasRolamentos para Rodeiros Ferrovirios
B334
Acessrios para Rolamentos B356
Produtos NSK e Apndices C1
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Prefcio
Agradecemos por seu interesse nesta edio de nosso Catlogo Geral de Rolamentos. Este foi revisado tendo nossos clientes em mente, e, desta forma, esperamos que ele atenda s suas necessidades.
A tecnologia tem avanado impressionantemente e isso traz consigo uma gama de novos produtos em muitas reas, incluindo computadores, automao, equipamentos audiovisuais, equipamentos mdicos e muitos outros. Tais inovaes apresentam-se como um grande desafio para os fabricantes de rolamentos com maior desempenho, preciso e confiabilidade. Os diferentes fabricantes de equipamentos tm necessidades diversas quanto aos rolamentos, incluindo velocidades mais elevadas, torque reduzido, reduo nos nveis de rudo e vibrao, manuteno zero, trabalho em ambientes agressivos, integrao com unidades e muito mais e, assim, esperamos atender a tais expectativas.
Este catlogo foi revisado para refletir o crescente nmero de produtos NSK, determinadas revises ocorridas nas normas JIS e ISO e para melhor atender aos clientes. A primeira parte deste catlogo contm informaes gerais a fim de facilitar a seleo do tipo mais apropriado de rolamento. Posteriormente, informaes tcnicas suplementares so fornecidas em relao vida do rolamento, capacidade de carga, limite de rotao, manuseio e montagem, lubrificao, etc. Por ltimo, o catlogo apresenta uma parte com extensivas tabelas contendo a maioria dos cdigos de rolamentos mostrando as dimenses e pertinentes dados de projeto ordenados de forma crescente em razo do dimetro interno. Os dados mostrados nas tabelas so indicados no sistema internacional de unidades (SI) e, tambm, no sistema mtrico decimal.
Esperamos que este catlogo permita-lhe a seleo do rolamento mais apropriado para sua aplicao. Contudo, caso necessite de auxlio, entre em contato com a NSK que teremos a maior satisfao em ajud-lo.
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INFORMAES TCNICAS
1 TIPOS E CARACTERSTICAS DOS ROLAMENTOS ....A71.1 Tipo e Classificao ..................................................A71.2 Tipo e Caracterstica ..................................................A7
2 PROCESSO DE SELEO DO ROLAMENTO ............A16
3 SELEO DO TIPO DE ROLAMENTO .......................A183.1 Espao e Tipo de Rolamento ...................................A183.2 Carga e Tipo de Rolamento .....................................A183.3 Limite de Rotao e Tipo de Rolamento...................A183.4 Desalinhamento dos Anis Interno e Externo e Tipo de Rolamento ...................................A183.5 Rigidez e Tipo de Rolamento ...................................A193.6 Rudo, Torque e Tipo de Rolamento .........................A193.7 Preciso de Giro e Tipo de Rolamento.....................A193.8 Instalao, Remoo e Tipo de Rolamento ..............A19
4 SELEO DA DISPOSIO DOS ROLAMENTOS ....A204.1 Rolamentos de Lado Fixo e Lado Livre ....................A204.2 Exemplos de Aplicao das Disposies dos Rolamentos ......................................................A21
5 SELEO DA DIMENSO DO ROLAMENTO ............A245.1 Vida do Rolamento ..................................................A24
5.1.1 Vida de Fadiga e Vida Nominal ..........................A245.2 Capacidade de Carga Bsica Dinmica e Vida Nominal ........................................................A24
5.2.1 Capacidade de Carga Bsica Dinmica ..............A245.2.2 Uso de Rolamentos em Equipamentos e Vida de Projeto ...............................................A245.2.3 Seleo da Dimenso do Rolamento em Funo da Capacidade de Carga Bsica Dinmica .........A255.2.4 Correo da Capacidade de Carga Bsica em Funo da Temperatura ................................A265.2.5 Correo da Vida Nominal .................................A27
5.3 Clculo da Carga no Rolamento ..............................A285.3.1 Coeficiente de Carga ..........................................A285.3.2 Cargas em Acionamentos por Correia ou por Corrente .................................................A285.3.3 Cargas em Acionamentos por Engrenagens.......A295.3.4 Distribuio da Carga nos Rolamentos ..............A295.3.5 Mdia da Carga Varivel ....................................A29
5.4 Carga Dinmica Equivalente ....................................A305.4.1 Clculo da Carga Dinmica Equivalente ............A31
5.4.2 Componentes de Direo Axial nos Rolamentos de Esferas de Contato Angular e de Rolos Cnicos ..............................A31
5.5 Capacidade de Carga Bsica Esttica e Carga Esttica Equivalente ......................................A32
5.5.1 Capacidade de Carga Bsica Esttica.................A325.5.2 Carga Esttica Equivalente .................................A325.5.3 Coeficiente de Carga Esttica Permissvel .........A32
5.6 Carga Axial Permissvel nos Rolamentos de Rolos Cilndricos ................................................A335.7 Exemplos de Clculos .............................................A34
6 LIMITE DE ROTAO DO ROLAMENTO ..................A376.1 Correo do Limite de Rotao ...............................A376.2 Limite de Rotao nos Rolamentos de Esferas com Vedao...............................................A37
7 DIMENSES PRINCIPAIS E NMEROS DE IDENTIFICAO DOS ROLAMENTOS ......................A38
7.1 Dimenses Principais e Dimenses das Ranhuras dos Anis de Reteno ............................A38
7.1.1 Dimenses Principais ........................................A387.1.2 Dimenses das Ranhuras e dos Anis de Reteno .......................................................A38
7.2 Nmeros de Identificao ........................................A54
8 TOLERNCIAS DOS ROLAMENTOS .......................A588.1 Normas das Tolerncias dos Rolamentos ................A588.2 Seleo da Classe de Preciso ................................A81
9 AJUSTE E FOLGA DE ROLAMENTO ........................A829.1 Ajuste ......................................................................A82
9.1.1 Importncia do Ajuste ....................................... A829.1.2 Seleo do Ajuste ..............................................A829.1.3 Ajuste Recomendado .........................................A83
9.2 Folga Interna do Rolamento ....................................A889.2.1 Folga Interna e os Valores Normalizados ...........A889.2.2 Seleo da Folga Interna ....................................A94
10 PR-CARGA NO ROLAMENTO .................................A9610.1 Objetivo da Pr-carga ...........................................A9610.2 Mtodos de Pr-carregamento ..............................A96
10.2.1 Pr-carga de Posio Constante ......................A9610.2.2 Pr-carga de Presso Constante......................A96
ndice Geral
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10.3 Pr-carga e Rigidez ...............................................A9610.3.1 Pr-carga de Posio Constante e Rigidez ..........................................................A9610.3.2 Pr-carga de Presso Constante e Rigidez ......A97
10.4 Seleo do Mtodo de Pr-carregamento e a Intensidade de Pr-carga .................................A97
10.4.1 Comparao dos Mtodos de Pr-carregamento ............................................A9710.4.2 Intensidade da Pr-carga .................................A98
11 PROJETO DE EIXO E ALOJAMENTO .....................A10011.1 Preciso e Rugosidade de Eixos e Alojamentos ....A10011.2 Dimenses de Encosto ....................................... A10011.3 Sistemas de Vedaes.........................................A102
11.3.1 Vedaes do Tipo sem Contato .....................A10211.3.2 Vedaes do Tipo com Contato .....................A104
12 LUBRIFICAO .......................................................A10512.1 Objetivos da Lubrificao ......................................A10512.2 Mtodos de Lubrificao .......................................A105
12.2.1 Lubrificao a Graxa ......................................A10512.2.2 Lubrificao a leo ....................................... A107
12.3 Lubrificantes ..........................................................A11012.3.1 Graxas Lubrificantes ......................................A11012.3.2 leos Lubrificantes ........................................A112
13 MATERIAL DE ROLAMENTO ..................................A11413.1 Materiais dos Anis e dos Corpos Rolantes ..........A11413.2 Materiais da Gaiola ................................................A115
14 MANUSEIO DE ROLAMENTOS ...............................A11614.1 Precaues para o Adequado Manuseio dos Rolamentos .....................................................A11614.2 Instalao ..............................................................A116
14.2.1 Instalao de Rolamentos com Furo Cilndrico ......................................................A11614.2.2 Instalao de Rolamentos com Furo Cnico ...........................................................A118
14.3 Teste de Giro ..........................................................A11814.4 Remoo ...............................................................A121
14.4.1 Remoo do Anel Externo ..............................A12114.4.2 Remoo de Rolamentos com Furo Cilndrico ......................................................A12114.4.3 Remoo de Rolamentos com Furo Cnico .......................................................... A122
14.5 Inspeo de Rolamentos ........................................A12314.5.1 Limpeza de Rolamentos .................................A123
14.5.2 Inspeo e Avaliao de Rolamentos .............A12314.6 Manuteno e Inspeo ........................................A124
14.6.1 Manuteno, Inspeo e Correo de Anormalidades .........................................A12414.6.2 Ocorrncias nos Rolamentos e Contramedidas ..............................................A124
15 DADOS TCNICOS ..................................................A12615.1 Deslocamento Axial dos Rolamentos ..................A12815.2 Ajuste ..................................................................A13015.3 Folga Interna Radial e Axial .................................A13215.4 Pr-carga e Torque de Partida .............................A13415.5 Coeficiente de Atrito e Outros Dados dos Rolamentos ..................................................A13615.6 Designao e Caractersticas de Graxas Lubrificantes .......................................................A138
TABELAS DE DIMENSES DOS ROLAMENTOS
NDICE DAS TABELAS DE DIMENSES ........................B2
APRESENTAO DOS DIVERSOS PRODUTOS NSK E APNDICE
NDICE ..........................................................................C1Fotos dos Produtos NSK ...............................................C2Apndice 1 Converso da Unidade do SI (Sistema Internacional) ............................................C8Apndice 2 Converso N - kgf ..................................C10Apndice 3 Converso kg - lb ...................................C11Apndice 4 Converso C - F ...................................C12Apndice 5 Converso da Viscosidade ......................C13Apndice 6 Converso Polegada - mm ....................C14Apndice 7 Converso da Dureza ..............................C16Apndice 8 Propriedades Fsico-Mecnicas dos Materiais .................................................C17Apndice 9 Tolerncia para Eixo ................................C18Apndice 10 Tolerncia para Furo................................C20Apndice 11 Valores de Qualidade IT ..........................C22Apndice 12 Fator Velocidade fn ..................................C24Apndice 13 Fator de Vida Nominal fh e Vida Nominal L - Lh ........................................C25Apndice 14 ndice dos Rolamentos de Rolos Cnicos da Srie Polegada .....................C26
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O contedo deste catlogo poder ser alterado sem prvio aviso em funo de fatores como o avano tecnolgico ou outros.
Os dados inseridos neste catlogo foram cuidadosamente verificados no sentido de assegurar a preciso das informaes aqui contidas; todavia, nenhuma responsabilidade por eventuais erros ou omisses ser aceita, independentemente de quaisquer perdas ou danos diretos, indiretos ou consequentes, decorrentes do uso das informaes aqui contidas.
Em caso de dvidas a respeito do produto ou sua aplicao, recomendamosentrar em contato com o fabricante.
Os direitos autorais deste catlogo so de propriedade da NSK Brasil. Seu contedo total ou parcial no pode ser reproduzido sem permisso por escrito da NSK Brasil.
Junho 2013
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1.1 Tipo e ClassificaoOs mancais de rolamento (doravante denominados simplesmente rolamentos) so em geral constitudos por anis, corpos rolantes e gaiola; e principalmente, em funo da direo da carga que iro apoiar, so divididos em rolamentos radiais e rolamentos axiais. Ainda em funo do tipo de corpo rolante, possvel separ-los em rolamentos de esferas e rolamentos de rolos; podem tambm ser classificados em funo da configurao e da aplicao especfica destes.A designao de cada uma das partes dos tipos representativos de rolamentos apresentada na figura 1.1, e a classificao genrica dos rolamentos na figura 1.2.
1.2 Tipo e CaractersticaOs rolamentos (mancais de rolamento) quando comparados aos mancais de deslizamento apresentam as seguintes vantagens:
1. TIPOS E CARACTERSTICAS DOS ROLAMENTOS
(1) Seu torque de partida ou atrito so baixos e a diferena entre o torque de partida e o torque de funcionamento pequena.(2) Com a avanada padronizao internacional so intercambiveis e possibilitam a utilizao pela substituio simples.(3) Possibilitam a simplificao da configurao dos conjugados, facilitando a manuteno e a inspeo.(4) Em geral, podem apoiar simultaneamente a carga radial e a carga axial.(5) A utilizao em altas e baixas temperaturas relativamente facilitada.(6) Permitem a utilizao com folga negativa (condio de pr-carga) para aumentar a rigidez.
Alm disso, cada tipo de rolamento possui caractersticas prprias, que so apresentadas para os rolamentos mais representativos nas pginas de A10 a A13 e na Tabela 1.1 (pginas A14 e A15).
LarguraAnel deReteno
GaiolaRebite
Esfera
Pista doAnel InternoPista doAnel Externo
Dimenso do Chanfro
Largura Total
Largura Total
Anel Externo
Anel Interno
Face LateralBlindagem
Di
m.
do F
uro
Dim
. Exte
rno
Dim
. Prim
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Rolamento de Rolos Cnicos Rolamento Autocompensador de Rolos Rolamento Axial de Esferasde Escora Simples
Rolamento Fixo deUma Carreira de Esferas
Rolamento de Uma Carreira deEsferas de Contato Angular
Rolamento de Rolos Cilndricos
Diferena de Largura
Rebordo Menor
Rebordo Maior
Rolo Cnico
Centro daLinha de Carga
Centro daLinha de Carga
ngulo deContato
ngulo de Contato
Costa do Cone
Face da Capa
Costa doAnel Interno
Face doAnel Externo
Face do Cone
Costa da Capa
Face doAnel Interno
Costa doAnel Externo
Alt. do Centro daContrapl. Esfrica
Raio
daCo
ntrap
laca
Esfr
ica
Dim. doFuro
AlturaAlojamento
Dim. do FuroAnel Externo
Dim. Externoda Contraplaca
Dim. Externo
Anel Interno
EsferaAnel Externo
ContraplacaEsfrica
Rebordo doAnel Externo
Anel de EncostoTipo L
Rebordo doAnel Interno
RoloClndrico
Di
met
ro d
oC
rcul
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scrit
odo
Rol
o
Furo Cnico
Anel InternoRolo EsfricoAnel Externo
Arruela deSeguranaPorcaBucha
Buch
a Co
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Fig. 1.1 Designao das Partes dos Rolamentos
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TIPOS E CARACTERSTICAS DOS ROLAMENTOS
UmaCarreira
DuasCarreiras
UmaCarreira
DuasCarreiras
Rolamentosde Esferas
RolamentosFixos deEsferas
RolamentosMagneto
UmaCarreira
DuasCarreiras
Rolamentosde RolosCilndricos
Rolamentos deRolosAlongados
Rolamentos deEsferas deContato Angular
UmaCarreira
DuasCarreiras
Rolamentos deRolos Cnicos
RolamentosAutocomp.de Rolos
Rolamentosde Rolos
RolamentosAutocomp. deEsferasRolamentos deEsferas para asUnidades
Rolamentos de Esferasde Trs e Quatro Pontosde Contato
ROLAMENTOS
Rolamentosde Esferas
Rolamentos de Rolos
RolamentosAxiais deEsferas
Rolamentos Axiaisde Esferas deContato Angular
RolamentosAxiais de RolosCilndricos
Rolamentos Axiaisde Rolos Agulha
Rolamentos Axiaisde Rolos Cnicos
Rolamentos AxiaisAutocomp. de Rolos
Rolamentos deEmbreagem
Rolamentos paraRodeiros Ferrovirios
Rolamentos paraRoldanas
Rolamentos para uso especfico
Rolamentos paraCorrentesTransportadoras
Outros
EscoraSimples
EscoraDupla
Rolamentos paraBomba Dgua
(Rolamentos Axiais)(Rolamentos Radiais)
Rolamentos deRolos Agulha
QuatroCarreiras
Combinados
Rolamento Fixode Esferas
Rolamento de Esferasde Contato Angular
RolamentoAutocompensadorde Esferas
Rolamento deRolos Cilndricos
Rolamento deRolos Cnicos
Rolamento Autocompensadorde Rolos Esfricos
Rolamentode RolosAgulha
Fig. 1.2 Classificao dos Rolamentos
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UmaCarreira
DuasCarreiras
UmaCarreira
DuasCarreiras
Rolamentosde Esferas
RolamentosFixos deEsferas
RolamentosMagneto
UmaCarreira
DuasCarreiras
Rolamentosde RolosCilndricos
Rolamentos deRolosAlongados
Rolamentos deEsferas deContato Angular
UmaCarreira
DuasCarreiras
Rolamentos deRolos Cnicos
RolamentosAutocomp.de Rolos
Rolamentosde Rolos
RolamentosAutocomp. deEsferasRolamentos deEsferas para asUnidades
Rolamentos de Esferasde Trs e Quatro Pontosde Contato
ROLAMENTOS
Rolamentosde Esferas
Rolamentos de Rolos
RolamentosAxiais deEsferas
Rolamentos Axiaisde Esferas deContato Angular
RolamentosAxiais de RolosCilndricos
Rolamentos Axiaisde Rolos Agulha
Rolamentos Axiaisde Rolos Cnicos
Rolamentos AxiaisAutocomp. de Rolos
Rolamentos deEmbreagem
Rolamentos paraRodeiros Ferrovirios
Rolamentos paraRoldanas
Rolamentos para uso especfico
Rolamentos paraCorrentesTransportadoras
Outros
EscoraSimples
EscoraDupla
Rolamentos paraBomba Dgua
(Rolamentos Axiais)(Rolamentos Radiais)
Rolamentos deRolos Agulha
QuatroCarreiras
Combinados
Rolamento Axial de Esferas de Escora Simples
Rolamento Axial de Rolos Cilndricos
Rolamento Axial de Rolos Cnicos
Rolamento Axial Autocomp. de Rolos
Rolamento Vedado para Rodeiros
Rolamento de Rolos Cilndricos para Roldanas
Fig. 1.2 Classificao dos Rolamentos
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A 10
TIPOS E CARACTERSTICAS DOS ROLAMENTOS
Os rolamentos fixos de uma carreira de esferas so, entre os rolamentos, os de tipo mais representativo, e atendem um extenso campo de aplicaes. Os canais da pista no anel interno e no anel externo apresentam um perfil lateral em arco, com raio ligeiramente maior que o raio das esferas.Alm da carga radial, permite o apoio da carga axial em ambos os sentidos.O torque de atrito pequeno, sendo o mais adequado para aplicaes que requerem baixo rudo evibrao, e em locais de alta velocidade de rotao.Neste rolamento, alm do tipo aberto, existem os blindados com placas de ao, os vedados com proteo de borracha, e os com anel de reteno no anel externo.Geralmente, as gaiolas utilizadas so as prensadas de ao.
O canal da pista do anel interno um pouco menos profundo que o do rolamento fixo de esferas,e o anel externo apresenta rebordo em apenas um dos lados. Consequentemente, o anel externo separvel, sendo conveniente para a instalao do rolamento.Normalmente, duas peas deste rolamento so contrapostas nas aplicaes. So rolamentos pequenos com dimetro do furo de 4 a 20 mm, usados principalmente em pequenos geradores (Magneto), giroscpios e instrumentos indicadores.Geralmente, as gaiolas utilizadas so as prensadas de lato.
Os rolamentos deste tipo permitem o apoio da carga radial e num nico sentido a carga axial. As esferas e os anis interno e externo formam ngulos de contato de 15, 25, 30 ou 40. Quanto maior o ngulo de contato maior ser a capacidade de carga axial, e quanto menor o ngulo de contato melhor ser para altas rotaes.Normalmente, duas peas do rolamento so contrapostas e utilizadas para o ajuste da folga. Geralmente, as gaiolas utilizadas so as prensadas de ao, mas para os rolamentos de alta preciso com ngulo de contato menor que 30 so utilizadas, principalmente, as gaiolas de poliamida.
Compreende-se como rolamentos combinados a formao do jogo de corpo nico com duas ou mais peas de rolamentos radiais. Normalmente, as combinaes entre os rolamentos de esferas de contato angular e entre os rolamentos de rolos cnicos so as mais frequentes.Existem, como tipos de combinao, a combinao face a face (tipo DF), em que os anis externos so unidos pelas faces; a combinao costa a costa (tipo DB), em que os anis so unidos pelas costas; e a combinao tandem (tipo DT), em que os anis esto no mesmo sentido.Os rolamentos combinados dos tipos DF e DB permitem o apoio da carga radial, e em ambos os sentidos a carga axial. Os rolamentos combinados do tipo DT so usados em casos de cargas axiais maiores num nico sentido.
Rolamentos Fixos de Uma Carreira de Esferas
Rolamentos Magneto
Rolamentos de Uma Carreira de Esferas de Contato Angular
Rolamentos Combinados
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A 11
Os rolamentos de duas carreiras de esferas de contato angular possuem a configurao bsica de duas peas do rolamento de uma carreira de esferas de contato angular dispostas costa a costa, em que os anis internos e externos esto cada qual integrados numa nica pea. Consequentemente, tm a capacidade de apoiar a carga axial em ambos os sentidos.
Os rolamentos de esferas de quatro pontos de contato possuem o anel interno bipartido num plano perpendicular ao centro do eixo e so rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular com os anis internos e externos separveis. Permitem apoiar a carga axial em ambos os sentidos com uma nica pea. O ngulo de contato formado pela esfera e os anis interno e externo de 35. Com uma pea deste rolamento pode-se substituir a combinao face a face ou costa a costa do rolamento de esferas de contato angular.Geralmente, as gaiolas utilizadas so as usinadas de lato.
O anel interno possui duas pistas e a pista do anel externo esfrica. O centro do raio que forma esta superfcie esfrica coincidente ao centro do rolamento; consequentemente, o anel interno, as esferas e a gaiola inclinam-se livremente em relao ao anel externo.Os erros de alinhamento que ocorrem devido aos casos como o do desvio na usinagem do eixo e alojamento e as deficincias na instalao so corrigidos automaticamente.Alm disso, existem tambm os rolamentos de furo cnico, que so fixados atravs de buchas.
Rolamentos de construo simples em que os rolos de forma cilndrica esto em contato linear com a pista. Possuem uma grande capacidade de carga, principalmente apoiando a carga radial. Como o atrito entre os corpos rolantes e o rebordo do anel reduzido, so adequados para altas rotaes.Em funo da existncia ou no de rebordos nos anis, h os tipos NU, NJ, NUP, N e NF para os de uma carreira, e os tipos NNU e NN para os rolamentos de duas carreiras. O anel interno e o anel externo so separveis em todos os tipos.Os tipos de rolamentos de rolos cilndricos que no tm o rebordo no anel interno ou no anel externo, por permitirem o movimento relativo entre o anel interno e o anel externo na direo axial, so utilizados como rolamentos lado livre. Os rolamentos de rolos cilndricos que possuem rebordos nos dois lados de um dos anis, interno ou externo, e um rebordo no outro anel, podem apoiar a carga axial de certo grau em um sentido.Os rolamentos de duas carreiras de rolos cilndricos tm uma alta rigidez em relao carga radial, e so usados principalmente em fusos de mquinas-ferramentas.As gaiolas normalmente usadas so as prensadas de ao e as usinadas de lato; h tambm umaparcela com gaiolas de poliamida.
Rolamentos de Duas Carreiras de Esferas de Contato Angular
Rolamentos de Esferas de Quatro Pontos de Contato
Rolamentos Autocompensa-dores de Esferas
Rolamentos de Rolos Cilndricos
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Nos rolamentos de agulha so inseridos um grande nmero de rolos finos e alongados com comprimento de 3 a 10 vezes o dimetro. Consequentemente, com a reduzida proporo do dimetro externo em relao ao dimetro do crculo inscrito dos rolos, possuem capacidade de carga radial comparativamente maior.Existem vrios tipos de rolos agulha, como os de anel externo estampado em chapa de ao especial, os slidos de anis usinados, as gaiolas com os rolos e sem anis, os rolos comando, etc.Alm disso, existem tipos e classificaes como: com anel interno e sem anel interno, ou com gaiola e sem gaiola.Nos rolamentos com gaiola so usadas, principalmente, as gaiolas prensadas de ao.
Os rolos cnicos trapezoidais inseridos como corpos rolantes so guiados pelo rebordo maior do anel interno. De grande capacidade de carga, permitem o apoio da carga radial e num nico sentido a carga axial. A srie HR, com os rolos numericamente e dimensionalmente aumentados, possui uma alta capacidade de carga. Em geral, igualmente ao rolamento de esferas de contato angular, duas peas do rolamento so usadas contrapostas. Neste caso, em funo do ajuste do espaamento entre os anis internos ou entre os anis externos na direo axial, permite-se selecionar a folga interna adequada.O anel interno (cone) e o anel externo (capa) podem ser instalados independentemente por seremseparveis. Conforme o ngulo de contato esto classificados em: ngulo normal, ngulo intermedirio e ngulo grande. Na classificao pelo nmero de carreiras, h tambm os rolamentos de duas e de quatro carreiras de rolos cnicos.Geralmente, as gaiolas utilizadas so as prensadas de ao.
Rolamentos formados pelo anel interno com duas pistas, anel externo com pista esfrica e os rolos com a superfcie de rolagem esfrica. Devido ao centro da pista esfrica do anel externo ser coincidente ao centro do rolamento, permite o autoalinhamento como os rolamentos autocompensadores de esferas.Consequentemente, quando houver erros de alinhamento em eixos e alojamentos ou flexo do eixo, so automaticamente ajustados, fazendo com que no ocorram cargas anormais no rolamento.Os rolamentos autocompensadores de rolos permitem o apoio da carga radial e em ambos os sentidos a carga axial. A capacidade de carga radial grande e so adequados para aplicaes com cargas pesadas e cargas de choque.Os rolamentos com furo cnico podem ser instalados diretamente no eixo cnico ou podem ser instalados no eixo cilndrico pela utilizao das buchas de fixao ou de desmontagem.As gaiolas normalmente utilizadas so as prensadas de ao e as usinadas de lato.
TIPOS E CARACTERSTICAS DOS ROLAMENTOS
Rolamentos de Agulha
Rolamentos de Rolos Cnicos
Rolamentos Autocompensa-dores de Rolos
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Os rolamentos axiais de esferas so constitudos por anis em configurao de arruelas com canal e gaiolas com as esferas embutidas.O anel a ser instalado no eixo denominado anel interno, e o anel a ser instalado no alojamento denominado de anel externo.
Nos rolamentos de escora dupla, o anel central (anel intermedirio) o instalado no eixo.Os rolamentos axiais de esferas de escora simples suportam a carga axial em um sentido e os rolamentos de escora dupla suportam a carga axial em ambos os sentidos.No intuito de minimizar a influncia de desvios na instalao, existem tambm os rolamentos axiais de esferas com contraplaca esfrica no anel externo.Nos rolamentos pequenos so usadas, principalmente, as gaiolas prensadas de ao e nos rolamentos grandes as gaiolas usinadas.
Estes rolamentos tm uma pista esfrica no assento do anel externo e rolos trapezoidais dispostos obliquamente na superfcie de rolagem.O rolamento possui autoalinhamento em virtude da pista do anel externo ser esfrica.A capacidade de carga axial elevadssima e quando estiver sob carga axial permite a aplicao de cargas radiais moderadas.As gaiolas utilizadas so as prensadas de ao ou as usinadas de lato.
Rolamentos Axiais de Esferas de Escora Simples
Rolamentos Axiais de Esferas de Escora Dupla
Rolamentos Axiais Autocompensado-res de Rolos
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TIPOS E CARACTERSTICAS DOS ROLAMENTOS
Rolos Cilndricos com Rebordo em um Lado
Duas Carreiras de Rolos Cilndricos
Rolos Cilndricos
Autocom- pensadores de Esferas
Esferas de Quatro Pontos de Contato
CombinadosDuas Carreiras de Esferas de Contato Angular
Uma Carreira de Esferas de Contato Angular
MagnetoFixos deUma Carreira de Esferas
Tipos deRolamentos
Carga Radial
Carga Axial
Carga Combinada
Alta Velocidade
Alta Preciso
Baixo Torque e Rudo
Rigidez
Desalinhamento Permissvel
Ao deCompensao
Separaodos Anis
RolamentoLado Fixo
RolamentoLado Livre
Furo Cnico
Observao
B5B31
B5B28 B47
B47B70 B47
B47B72 B77 B85
B85B110 B85
Usa-
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de
35o
Incl
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tipo
N
Incl
ui o
tipo
NNU
Incl
ui o
tipo
NF
Refernciana Pgina
Muito Bom Bom Regular Precrio Invivel Dois sentidos
Aplicvel Aplicvel, porm deve permitir a dilatao ou contrao do eixo na superfcie de ajuste do rolamento
Tabela 1.1 Tipos e Caractersticas
Capa
cida
de d
e Ca
rga
Somente emum sentido
Caractersticas
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Referncia na Pgina
A18A37
A19A58A81
A19
A19A96
A18No Prembulo de Cada Tipo
A18
A19A20
A20A21
A20~a A27
A80 A118 A122
Axiais Autocom- pensadores de Rolos
Axiais de Rolos Cnicos
Axiais de Rolos Cilndricos
Duas Carreiras de Esferas de Contato Angular
Axiais de Esferas com Contraplaca Esfrica
Axiais de Esferas
Autocom- pensadores de Rolos
Duas e Mltiplas Carreiras de Rolos Cnicos
Rolos Cnicos
B115B115B176B299
B183 B207 B207 B235 B207B224 B207B228
Rolos Agulha
Rolos Cilndricos com Anel de Encosto
B85
dos Rolamentos
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Desempenho e condies requeridasao rolamentoCondies de operao e meioDimenses do espao para o rolamento
Espao permissvel para o rolamentoIntensidade e direo da cargaVibrao e choqueVelocidade de rotao e limite derotaoDesalinhamento dos anis interno eexternoFixao na direo axial e disposioDificuldade na instalao e remooRudo e torqueRigidezDisponibilidade e custo
Definio do tipoe disposio
Definio das dimenses do rolamento
Ref. na pginaA18, A38A18A18A18, A37
A18
A20 a A23A19A19A19, A96
Avaliao do tipode rolamento
Ref. na pginaA19A18, A37, A81A19
Avaliao da preciso
Ref. na pgina
A95
A18
A98
Avaliao dafolga interna
Ref. na pgina
A116, A121
A116, A121A100
Avaliao dainstalao eremoo
Ref. na pginaA106, A107, A110, A112A37A105A102A123
Avaliao domtodo delubrificao
Avaliao da gaiola
Vida esperada do equipamentoCarga dinmica ou esttica equivalenteVelocidade de rotaoCoeficiente de carga esttica permissvelCarga axial permissvel (em caso derolamento de rolos cilndricos)
Preciso de giroAlta rotaoVariao do torque
Definio da folga interna
Definio da classede preciso
Definio do tipoe material da gaiola
Definio do mtodo delubrificao, lubrificante
e sistema de vedao
Temperatura de utilizaoVelocidade de rotaoMtodo de lubrificaoSistema de vedaoManuteno e inspeo
Definio das dimensesde encosto e o mtodo de
instalao e remoo
Especificao finaldo rolamento e
conjugados
Sequncia de instalao eremooDispositivosDimenses de encosto
Ref. na pginaA24, A25A30, A32--A32A33
Avaliao dasdimenses dorolamento
Ref. na pginaA57
Avaliao das especificaesespeciais
Definio de material especial,de estabilizao dimensional, de
tratamento superficial, etc.
Temperatura de utilizaoAmbiente (maresia, vcuo, gs e produtos qumicos)Tipo de lubrificao
Ref. na pginaA82A82, A83
A83A84, A100
Avaliao do ajuste
Definio do ajuste
Condies de giroIntensidade e naturezada cargaCondies de temperaturaMaterial, dimenso e precisodo eixo e alojamento
AjusteDiferena de temperaturaentre o anel interno e oanel externoVelocidade de rotaoDesalinhamento entre o anelinterno e o anel externoIntensidade de pr-carga
Velocidade de rotaoRudoTemperatura de operaoPresena de vibrao e choqueAcelerao e desacelerao rpidasCarga de momento e desalinhamento
2. PROCESSO DE SELEO DO ROLAMENTOO desempenho requerido nos mecanismos das mais diversas mquinas, nos aparelhos e em outros locais que utilizam os rolamentos, cada vez mais se torna severo; consequentemente, as condies e o desempenho exigido aos rolamentos aumentam e diversificam-se continuamente.Portanto, a seleo do rolamento mais apropriado para cada aplicao, dentre os inmeros tipos e dimenses, requer o estudo cuidadoso de vrios ngulos.Geralmente, quando da seleo do rolamento, de princpio define-se o tipo, considerando a disposio do rolamento a partir do projeto do eixo, a facilidade na instalao e na remoo, o espao permissvel, as dimenses, a disponibilidade do rolamento, etc. Em seguida, as dimenses dos rolamentos so definidas, analisando-se comparativamente a vida de projeto das diversas mquinas que iro utilizar os rolamentos e os vrios limites de durabilidade dos rolamentos. No tocante seleo do rolamento, por vezes somente a
vida de fadiga do rolamento considerada; no entanto, h casos que requerem um suficiente estudo quanto aos itens como o da vida de graxa em funo de sua deteriorao, de desgaste, de rudo, etc.Ainda, conforme a aplicao, torna-se necessrio selecionar os rolamentos que tenham sido considerados, especialmente quanto s especificaes internas, como: a preciso, a folga interna, o tipo de gaiola, a graxa, etc.Contudo, no h processo ou regras definidas para a seleo do rolamento, o mais prtico atribuir a preferncia do estudo, no item de maior relao para com as condies e desempenho requeridos ao rolamento. Quando da seleo do rolamento para casos como o de novas mquinas e o de aplicao em condies especiais de operao ou de meio, consulte a NSK.No diagrama a seguir (figura 2.1), apresentado em forma de exemplo referencial o processo da seleo genrica do rolamento.
Fig. 2.1 Exemplo do Processo da Seleo de Rolamentos
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Desempenho e condies requeridasao rolamentoCondies de operao e meioDimenses do espao para o rolamento
Espao permissvel para o rolamentoIntensidade e direo da cargaVibrao e choqueVelocidade de rotao e limite derotaoDesalinhamento dos anis interno eexternoFixao na direo axial e disposioDificuldade na instalao e remooRudo e torqueRigidezDisponibilidade e custo
Definio do tipoe disposio
Definio das dimenses do rolamento
Ref. na pginaA18, A38A18A18A18, A37
A18
A20 a A23A19A19A19, A96
Avaliao do tipode rolamento
Ref. na pginaA19A18, A37, A81A19
Avaliao da preciso
Ref. na pgina
A95
A18
A98
Avaliao dafolga interna
Ref. na pgina
A116, A121
A116, A121A100
Avaliao dainstalao eremoo
Ref. na pginaA106, A107, A110, A112A37A105A102A123
Avaliao domtodo delubrificao
Avaliao da gaiola
Vida esperada do equipamentoCarga dinmica ou esttica equivalenteVelocidade de rotaoCoeficiente de carga esttica permissvelCarga axial permissvel (em caso derolamento de rolos cilndricos)
Preciso de giroAlta rotaoVariao do torque
Definio da folga interna
Definio da classede preciso
Definio do tipoe material da gaiola
Definio do mtodo delubrificao, lubrificante
e sistema de vedao
Temperatura de utilizaoVelocidade de rotaoMtodo de lubrificaoSistema de vedaoManuteno e inspeo
Definio das dimensesde encosto e o mtodo de
instalao e remoo
Especificao finaldo rolamento e
conjugados
Sequncia de instalao eremooDispositivosDimenses de encosto
Ref. na pginaA24, A25A30, A32--A32A33
Avaliao dasdimenses dorolamento
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Avaliao das especificaesespeciais
Definio de material especial,de estabilizao dimensional, de
tratamento superficial, etc.
Temperatura de utilizaoAmbiente (maresia, vcuo, gs e produtos qumicos)Tipo de lubrificao
Ref. na pginaA82A82, A83
A83A84, A100
Avaliao do ajuste
Definio do ajuste
Condies de giroIntensidade e naturezada cargaCondies de temperaturaMaterial, dimenso e precisodo eixo e alojamento
AjusteDiferena de temperaturaentre o anel interno e oanel externoVelocidade de rotaoDesalinhamento entre o anelinterno e o anel externoIntensidade de pr-carga
Velocidade de rotaoRudoTemperatura de operaoPresena de vibrao e choqueAcelerao e desacelerao rpidasCarga de momento e desalinhamento
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3. SELEO DO TIPO DE ROLAMENTO3.1 Espao e Tipo de RolamentoO espao permissvel para os rolamentos e os conjugados, quando do projeto, geralmente limitado, de forma que o tipo e as dimenses dos rolamentos devem ser selecionados dentro de tais limites. Na maioria dos casos, em razo do projeto da mquina, define-se primeiramente o dimetro do eixo, por este motivo os rolamentos so frequentemente selecionados com base no dimetro dos furos.A existncia de numerosas sries de dimenso e tipos padronizados de rolamentos possibilita a seleo do tipo mais adequado dentre estes rolamentos. Na figura 3.1 so apresentadas as sries de dimenso dos rolamentos radiais e os tipos correspondentes de rolamentos.
3.2 Carga e Tipo de RolamentoAs capacidades de os rolamentos suportarem as cargas radiais e as cargas axiais, quando comparadas separadamente pelos tipos de rolamentos, sero aproximadamente como indicadas na figura 3.2. Consequentemente, no caso de comparar o rolamento da mesma srie de dimenso, a capacidade de carga do rolamento de rolos maior em relao ao rolamento de esferas, com vantagem em aplicaes onde atuam cargas de choque.
3.3 Limite de Rotao e Tipo de RolamentoA rotao mxima permissvel nos rolamentos, alm devariar pelo tipo, difere em funo da dimenso, do tipo e material da gaiola, da carga no rolamento, do mtodode lubrificao, das condies de refrigerao, etc.Relativamente, nos casos generalizados de lubrificao em banho de leo, se os tipos de rolamentos forem posicionados pela ordem decrescente do limite de rotao, ser aproximadamente como o indicado na figura 3.3.
3.4 Desalinhamento dos Anis, Interno e Externo, e Tipo de RolamentoDevido, por exemplo, aos casos como o da flexo do eixo em funo da carga, da impreciso do eixo e alojamento, ou da deficincia na instalao, ocorrem desalinhamentos entre o anel interno e o anel externo do rolamento. O ngulo de desalinhamento permissvel difere de acordo com o tipo de rolamento e as condies de utilizao, em geral inferiores a 0,0012 radianos (4).Quando grandes desalinhamentos so previstos, devem ser selecionados os tipos com capacidade de autoalinhamento (figuras 3.4 e 3.5), como os autocompensadores de esferas, os autocompensadores de rolos esfricos e as unidades de rolamentos.
Tipo de Rolamento Cap. de Carga Radial1 2 3 4
Fixo de Uma Carreirade Esferas
Contato Angular deUma Carreira de Esferas
Rolos Cilndricos(1)
Rolos Cnicos
Autocompensadorde Rolos
Cap. de Carga Axial1 2 3 4 Tipo de Rolamento
Velocidade Permissvel Relativa1 4 7 10 13
Fixos de Esferas
Contato Angularde Esferas
Rolos Cilndricos
Rolos Agulha
Rolos Cnicos
Autocompensadoresde RolosAxiais de Esferas
Nota (1) Os rolamentos de rolos cilndricos com rebordos possuem certo grau de capacidade de carga axial.
Obs. Lubrificao em banho de leo.Com providncias especiais nos rolamentos econjugados.
0 1 2 3 4 5 643208
19
08 09 00 01 02 03 04 18 19 10 29 20 22 23 39 30 31 32 33 48 49 40 41 59 50 69
Sries de Largura
Sries de Dimetro
Sries deDimenso
Rols. Fixos de EsferasRols. de Contato Ang. de uma Carreira de EsferasRols. Autocomp. de EsferasRols. de Rolos CilndricosRols. Autocomp. de RolosRols. de AgulhaRols. de Rolos Cnicos
Fig. 3.1 Sries de Dimenso dos Rolamentos Radiais
Fig. 3.2 Comparao das Capacidades de Cargas pelos Tipos de Rolamentos
Fig. 3.3 Comparao do Limite de Rotao em Funo dos Tipos de Rolamentos
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Os ngulos de desalinhamento permissvel so mencionados no prembulo de cada tipo de rolamento na tabela de dimenses.
3.5 Rigidez e Tipo de RolamentoAo aplicar uma carga no rolamento, ocorre uma deformao elstica nas reas de contato entre os corpos rolantes e as pistas. A rigidez do rolamento determinada em funo proporcional da carga no rolamento e a intensidade da deformao elstica no anel interno, no anel externo e no corpo rolante.Em casos como os de fusos em mquinas-ferramentas, devido necessidade de aumentar a rigidez do rolamento juntamente com a rigidez do eixo, frequente a seleo dos rolamentos de rolos, em razo da menor deformao pela carga que os rolamentos de esferas.Alm disto, a rigidez pode ser aumentada pelo mtodo de pr-carregamento atravs da utilizao do rolamento em condio de folga negativa. Os rolamentos de contato angular de esferas e os rolamentos de rolos cnicos so os mais apropriados para este mtodo.
3.6 Rudo, Torque e Tipo de RolamentoOs rolamentos, por serem fabricados atravs de tcnicasde usinagem de alta preciso, tm o rudo e o torque pequenos. Nos rolamentos como os fixos de esferas e os de rolos cilndricos, tm estabelecidas as classes de rudo de acordo com as necessidades, e nos rolamentos miniaturas de esferas de alta preciso est regulamentado o torque de partida. Os rolamentos fixos de esferas so os mais apropriados para as mquinas que requerem baixo rudo e baixo torque, como nos motores eltricos e instrumentos de medio.
3.7 Preciso de Giro e Tipo de RolamentoOs rolamentos de alta preciso, como os das classes 5, 4 e 2, so utilizados em aplicaes de alta velocidade de rotao, como as de superalimentadores, ou quando requerida alta preciso nos desvios do corpo rotativo, como em fusos de mquinas-ferramentas. A preciso de giro dos rolamentos est especificada de diversas formas e as classes de preciso regulamentadas variam de acordo com o tipo de rolamento.A figura 3.6 apresenta a comparao do desvio radial degiro do anel interno, na preciso mxima estabelecida no regulamento para cada tipo de rolamento.Consequentemente, para aplicaes que necessitem de alta preciso de giro so apropriados os rolamentos, principalmente, como os fixos de esferas, os de contatoangular de esferas e os de rolos cilndricos.
3.8 Instalao, Remoo e Tipo de RolamentoOs tipos de rolamentos que tm os anis internos e externos separveis, como os rolamentos de rolos cilndricos, de agulha e de rolos cnicos, apresentam maior facilidade na instalao e na remoo. Estes tipos de rolamentos so apropriados para mquinas que tenham a instalao e a remoo do rolamento com relativa frequncia, em funo de causas como a inspeo peridica. Os rolamentos com furo cnico, como os autocompensadores de esferas e os autocompensadores de rolos (os de menor porte), podem ser instalados e removidos com relativa facilidade pela utilizao de buchas.
Tipo de RolamentoComparao do Desvio Radial deGiro Permissvel no Anel Interno
ClasseEspecificada deMaior Preciso 1 2 3 4 5
Fixos de Esferas
Contato Angularde Esferas
Rolos Cilndricos
Rolos Cnicos
Autocompensadoresde Rolos
Classe 2
Classe 2
Classe 2
Classe 4
Normal
Fig. 3.4 Desalinhamento nos Rolamentos Autocompensadores de Rolos
Fig. 3.5 Desalinhamento nas Unidades de Rolamentos
Fig. 3.6 Comparao do Limite Permissvel para o Desvio de Giro do Anel Interno em Funo dos Tipos de Rolamentos
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4. SELEO DA DISPOSIO DOS ROLAMENTOSNormalmente, os eixos so apoiados por dois rolamentos e, quando do projeto, a disposio destes deve ser estudada considerando-se os itens a seguir:(1) Dilatao e contrao do eixo em funo da variao de temperatura;(2) Facilidade de instalao e remoo do rolamento;(3) Desalinhamento entre o anel interno e o anel externo em funo de casos como a deficincia na instalao e a flexo do eixo;(4) Rigidez e mtodo de pr-carga do conjunto completo relacionado parte rotativa, inclusive o rolamento;(5) A posio mais apropriada para apoiar a carga.
4.1 Rolamentos de Lado Fixo e Lado LivreDentre os rolamentos a serem dispostos, somente umapea determinada como de lado fixo e usada para fixar o eixo posicionando axialmente o rolamento. Neste lado fixo deve ser selecionado o tipo de rolamento que suporte a carga radial juntamente com a carga axial.Os outros rolamentos, excluindo o de lado fixo, so determinados como de lado livre, suportando somente acarga radial, e devem permitir o deslocamento do eixo devido dilatao ou contrao pela variao de temperatura.Alm disso, pode ser tambm utilizado para o ajuste doposicionamento na direo axial.
A insuficincia de contramedidas para a dilatao ou contrao do eixo em funo da variao de temperaturaacarretar uma carga axial anormal no rolamento, podendo se tornar a causa de uma falha prematura.Os rolamentos que permitem a separao dos anis internos e externos, os rolamentos de rolos cilndricos do tipo que tambm permite o deslocamento na direo axial (como os tipos NU e N) e os rolamentos radiais de rolos agulha so os indicados como rolamentos de lado livre; o uso destes facilita a instalao e a remoo em grande nmero dos casos.Normalmente, quando da utilizao dos rolamentos no separveis no lado livre, o ajuste entre o anel externo e oalojamento com folga, para permitir a fuga do eixo junto com o rolamento, quando da dilatao durante a operao.Alm deste, h casos em que a fuga pela superfcie deajuste do anel interno com o eixo.Quando a influncia da dilatao e contrao do eixo reduzida, pela pequena distncia entre os rolamentos, so usadas duas peas contrapostas de rolamentos como o de contato angular de esferas e o de rolos cnicos. A folga axial (intensidade de movimento na direo axial) aps a instalao ajustada atravs de porcas e calos.
A B
A
D
C
D
F F
E E
Notas: (1) A fuga da dilatao ou contrao do eixo na figura indicada para ocorrer na superfcie do dimetro externo; no entanto, h casos em que a fuga ocorre na superfcie do furo.
(2) So usadas duas peas contrapostas do mesmo tipo de rolamento.
Lado fixo
Lado fixo
Sem distino entre lado fixo e lado livre
Sem distino entre lado fixo e lado livre
Sem distino entre lado fixo e lado livre
Lado livre (rol. separvel)
Lado livre (rol. no separvel)
Fig. 4.1 Arranjos de Montagem e Tipo de Rolamento
ROLAMENTO AFixos de EsferasContato Angular de Esferas CombinadosContato Angular de Duas Carreiras de EsferasAutocomp. de EsferasRolos Cilndricos com Rebordos (tipos NH, NUP)Duas Carreiras de Rolos CnicosAutocomp. de Rolos
ROLAMENTO D, E (2)Contato Angular de EsferasRolos CnicosMagnetoRolos Cilndricos (tipos NJ, NF)
ROLAMENTO BRolos Cilndricos (tipos NU, N)Agulha (tipo NA e outros)
ROLAMENTO C (1)Fixos de EsferasContato Angular de Esferas Combinados (costa a costa)Contato Angular de Duas Carreiras de EsferasAutocomp. de EsferasDuas Carreiras de Rolos Cnicos (tipo KBE)Autocomp. de Rolos
ROLAMENTO FFixos de EsferasAutocomp. de EsferasAutocomp. de Rolos
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A distino entre lado livre e lado fixo, a disposio e os tipos de rolamentos so apresentados na figura 4.1.
4.2 Exemplos de Aplicao das Disposies dos RolamentosCasos representativos das disposies prticas, que tm consideradas a pr-carga e a rigidez, a dilatao e contrao do eixo, a deficincia na instalao, entre outros, so apresentados na Tabela 4.1.
Tabela 4.1 Disposies Representativas e Exemplos de Aplicaes
Disposio dos RolamentosObservao
Disposio bsica em que no ocorre a incidncia de carga axial anormal, mesmo que haja dilatao ou contrao do eixo.
Adequado para uso em altas rotaes quando a deficincia na instalao for pequena.
Motores eltricos de portemdio, ventiladores industriais.
Suporta cargas radiais elevadas, cargas de choque e certo grau de carga axial.
Os rolamentos de rolos cilndricos, por serem separveis, so adequados para as aplicaes com necessidade de interferncia no anel interno e no externo.
Motores de trao.
Utilizados em casos de cargas relativamente elevadas.
O arranjo costa a costa usado para obter rigidez no rolamento de lado fixo.
A preciso do eixo e alojamento deve ser melhorada, necessitando-se tambm diminuir a deficincia na instalao.
Mesa de rolos em usinassiderrgicas, fusos detornos.
Pode-se ut i l i zar tambm, quando da necessidade de interferncia no anel interno e no anel externo em que no haja incidncia de cargas axiais demasiadamente grandes.
Rolos das calandras dosequipamentos para fabricaode papel, eixo delocomotiva diesel.
Adequado para aplicaes de alta rotao com carga radial elevada em que haja tambm a incidncia de carga axial.
Atravs da folga entre o dimetro externo do rolamento de esferas e o furo do alojamento, deve ser evitada a incidncia da carga radial nesta pea.
Redutor de velocidade delocomotiva diesel.
Exemplos de Aplicaes(referncia)Lado fixo Lado livre
continua na prxima pgina
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A 22
SELEO DA DISPOSIO DOS ROLAMENTOS
Tabela 4.1 Disposies Representativas e Exemplos de Aplicaes (continuao)
Arranjo costa a costa
Arranjo costa a costa
Arranjo face a face
A22
Disposio dos Rolamentos
Casos sem distino entre lado fixo e lado livre Observao
Exemplos de Aplicaes(referncia)
Disposio usada amplamente por suportar cargas elevadas e cargas de choque.
O arranjo costa a costa conveniente nos casos de atuao da carga de momento, principalmente quando a distncia entre os rolamentos for pequena.
O arranjo face a face facilita a instalao quando da necessidade de interferncia no anel interno. Alm disso, vantajoso para deficincias comuns na instalao.
Requer ateno na intensidade da pr-carga e ajuste da folga em caso de se utilizar pr-carregado.
Pinho de diferencial, roda dianteira e traseira, coroa do redutor de velocidade.
Observao
Disposio extremamente bsica. Alm da carga radial, suporta certo grau de
carga axial.
Bombas centrfugas, transmisso de veculos automotores.
Disposio mais adequada quando houver deficincia na instalao ou flexo do eixo.
Muito comum em mquinas industriais com cargas elevadas.
Redutores de velocidade, mesa de rolos, rodeiro de pontes rolantes.
Adequado para casos com incidncia de uma carga axial relativamente grande em ambas as direes, esquerda e direita.
Em substituio combinao do rolamento de contato angular de esferas, h casos tambm de se utilizar o rolamento de contato angular de duas carreiras de esferas.
Coroa do redutor de velocidade.
Usa-se como sendo para alta rotao, quando a carga radial no for to elevada e a carga axial relativamente grande.
Adequado quando se aplica a pr-carga para obter rigidez no eixo.
O arranjo costa a costa superior ao arranjo face a face quanto carga de momento
Eixo de rebolo de retfica.
Exemplos de Aplicaes (referncia)Lado fixo Lado livre
continua na prxima pgina
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Casos sem distino entrelado fixo e lado livre
Disposio na vertical Observao Exemplos de Aplicaes(referncia)
A combinao dos rolamentos de contato angular de esferas o lado fixo.
O rolamento de rolos cilndricos o lado livre.
Motores eltricos verticais.
Observao
Resiste a cargas elevadas e cargas de choque. Pode-se utilizar tambm quando houver
necessidade de interferncia tanto no anel interno como no anel externo.
Atentar para que a folga axial durante a operao no se torne excessivamente reduzida.
H tambm o arranjo do tipo NF + NF.
Mquinas de construo civil.
H tambm casos de se utilizar o anel de compensao na face lateral do anel externo de um dos rolamentos.
Motores eltricos de pequeno porte, redutores de velocidade de pequeno porte, bombas de pequeno porte.
O centro da superficie esfrica da contraplaca deve coincidir com o centro do rolamento autocompensador de esferas.
O rolamento superior o lado livre.
Mquina de tecelagem.
Exemplos de Aplicaes(referncia)
Arranjo NJ + NJ
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5. SELEO DA DIMENSO DO ROLAMENTO5.1 Vida do RolamentoAs funes requeridas para os rolamentos diferem de acordo com a aplicao, e devem ser mantidas necessariamente por um perodo alm do determinado. O rolamento, mesmo que utilizado corretamente, ao passar do tempo deixa de desempenhar sua funo de forma satisfatria, devido entre outros casos ao aumento de rudo e vibrao, reduo da preciso pelo desgaste, deteriorao da graxa lubrificante ou ao escamamento por fadiga na superfcie de rolamento.A vida do rolamento no amplo sentido do termo so estes perodos at a impossibilitao do uso, denominados respectivamente vida de rudo, vida de desgaste, vida de graxa ou vida de fadiga.Alm destas vidas existem outros casos que no permitem a utilizao dos rolamentos, como o superaquecimento, a trinca, o lascamento, o arraste prejudicial nas pistas e danos nas placas de proteo. Estes so casos de natureza a serem distinguidos como vida pelo mau funcionamento do rolamento, frequentemente com origem em erros, como de seleo do rolamento, da falha no projeto do eixo, alojamento e correlacionados, da falha na instalao, do erro no mtodo de utilizao ou da manuteno deficiente.
5.1.1 Vida de Fadiga e Vida NominalAs pistas dos anis internos e externos, juntamente comos corpos rolantes, so submetidas a cargas cclicas ininterruptas quando os rolamentos estiverem em rotao sob carga; por esta razo, em funo da fadiga do material ocorrem na superfcie de contato da pista e dos corpos rolantes falhas com desprendimento de material em forma de escamas. Esta ocorrncia (figura 5.1) denominada escamamento. O nmero total de revolues at a ocorrncia deste incio de escamamento definido como vida de fadiga, e frequentemente denominado, simplesmente, vida.A vida de fadiga do rolamento, mesmo operando em condies idnticas um grande nmero de rolamentos, que tenham as mesmas dimenses, construo, material, tratamento trmico, processo de fabricao, entre outros, apresenta uma disperso considervel (figura 5.2). Isto ocorre devido existncia de disperso natural na prpria fadiga do material. Consequentemente, esta disperso da vida tratada como fenmeno estatstico e aplica-se a vida nominal definida a seguir.A vida nominal definida como sendo o total do nmero de revolues que um lote de rolamentos com o mesmo nmero possa girar sem apresentar escamamento em funo da fadiga em 90% destes rolamentos, ao serem girados individualmente nas mesmas condies de operao.Nos casos de operao em velocidades constantes so frequentes a indicao da vida nominal pelo total de horas em operao.Ao estudar a determinao da vida do rolamento, esta vida relativa fadiga usualmente o fator considerado; entretanto, de acordo com as funes requeridas ao rolamento, h necessidade de considerar juntamente alguns limites de utilizao. Exemplificando, h a vida
da graxa nos rolamentos pr-lubrificados (consultar captulo 12, pgina A107), que pode ser calculada aproximadamente.A vida de rudo e a vida de desgaste so frequentementedefinidas por antecipao baseadas nos limites obtidos empiricamente; isto se deve ao padro dos limites de utilizao, que diferem de acordo com a aplicao do rolamento.
5.2 Capacidade de Carga Bsica Dinmica e Vida Nominal5.2.1 Capacidade de Carga Bsica DinmicaA capacidade de carga bsica dinmica, que representa a capacidade de carga do rolamento, definida como a carga de direo e intensidade constantes que resulte na vida nominal de um milho de revolues (106 revolues), na condio de anel interno em movimento e o anel externo em repouso. No rolamento radial toma-se a carga radial central de direo e intensidade constantes, no rolamento axial toma-se a carga axial, coincidente ao eixo central, de direo e intensidade constantes. A capacidade de carga bsica dinmica C, para cada um dos rolamentos, relacionada nas tabelas de dimenses como Cr nos rolamentos radiais e Ca nos rolamentos axiais.
5.2.2 Uso de Rolamentos em Equipamentos e Vida de ProjetoAo selecionar os rolamentos, tomar futilmente uma vidanominal longa implicar o aumento proporcional de
Prob
abili
dade
de
Falh
a
Vida
Nom
inal
Vida
Md
ia
Vida
Fig. 5.2 Disperso da Vida do Rolamento
Fig. 5.1 Escamamento na Pista
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tamanho dos rolamentos, tornando-se antieconmico. Alm disto, h casos em que, devido a itens como resistncia, rigidez e dimenses de instalao do eixo, nem sempre possvel se basear na vida nominal. Os rolamentos usados nos vrios tipos de equipamentos, dependendo das condies de uso, tm vidas de projeto que servem como orientao; se estas forem indicadas por coeficiente da vida (consulte Tabela 5.2) emprica, sero conforme a Tabela 5.1.
5.2.3 Seleo da Dimenso do Rolamento em funo da Capacidade de Carga Bsica DinmicaEntre a capacidade de carga bsica, a carga no rolamento e a vida nominal, h a seguinte relao:
Rolamento de Esferas ........................(5.1)
Rolamento de Rolos ........................(5.2)
Onde L: Vida nominal (106 rev.) P: Carga no rolamento (equivalente) (N), {kgf} ...........referncia na pgina A30 C: Capacidade de carga bsica dinmica (N), {kgf} Indicado como: Cr no rolamento radial e Ca no rolamento axialNo caso dos rolamentos utilizados a uma velocidade constante, a indicao da vida do rolamento em horas
106
60n
Condies de TrabalhoValores de h e Aplicaes
~3 2~4 3~5 4~7 6~
Uso espordico ou curto perodo
Uso ocasional mas requer funcionamento seguro
Uso intermitente mas relativamente em perodos longos
Uso contnuo por longos perodos ou acima de 8 horas dirias
Uso ininterrupto de 24 horas sem admitir parada acidental
Pequenosmotores para aspiradores e mquinas de lavar domsticosFerramentas eltricas
Pescoo de cilindros de laminao
Mquinasagrcolas
Motorespara apare- lhos de ar condicio- nado domsticoMquinasde construo civilPequenos motoresGuindastesde convsPontesrolantesCaixasdepinhoVeculosdepasseio
Escadasrolantes
Roletesdecorreias transportadorasElevadores
MotoresindustriaisMquinas operatrizesSistemasdeengre- namento em geralPeneirasvibratriasBritadoresSeparadores centrfugosSistemasdear condicionadoSopradoresMquinasde marcenariaGrandesmotoresRols.pararodeiros de veculos ferrovirios
Roldanasde guindastesCompressores Importantes sistemas de engrenamentoGuindastesde mineraoVolantes de prensasMotoresdetraoRodeirosde locomotivas
Mquinaspara indstria de papel
Sist.fornec.degua Equip.de hidreltricas Bombasde drenagem de minas
Tabela 5.1 Coeficiente de Vida h e exemplos de Aplicaes
torna-se mais conveniente. Em automveis e rodeiros, geralmente, so indicadas em nmeros de quilmetros percorridos (nmero total de revolues).Considerando, Lh (h) a vida nominal do rolamento, n (rpm) a velocidade de rotao, h o coeficiente de vida e n o coeficiente de velocidade, podem-se obter relaes como mostrado na Tabela 5.2.
Classificao
VidaNominal
Coefici- entede Vida
Coefici-ente deVeloci-dade
Rolamentode esferas Rolamento de rolos
Tabela 5.2 Vida Nominal, Coeficiente de Vida e Coeficiente de Velocidade
n, fn...... Fig. 5.3 (pg. A26), Apndice Tabela 12 (pg. C24)
Lh, fh...... Fig. 5.4 (pg. A26), Apndice Tabela 13 (pg. C25)
Lh = =500fhCP
Lh = =500f h10
6
60nCP
L = CP
3
L = CP
fh = fnCP
fh = fnCP
106
500x60n10
6
500x60nfn = fn =
=(0,03n) =(0,03n)
103
103
13
13
310
310
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Ao atribuir como condio de uso, a carga de rolamento P e a velocidade de rotao n e caso definido o coeficiente de vida fh como sendo a vida de projeto do rolamento para a mquina, a capacidade de carga bsica C necessria podeser obtida pela equao seguinte:
.............................................. (5.3)
O rolamento que satisfaa este valor de C deve ser selecionado a partir das tabelas de dimenses.
5.2.4 Correo da Capacidade de Carga Bsica em funo da TemperaturaA dureza dos rolamentos diminui quando usados em altas temperaturas, como acima de 120C, e em relao aos casos de uso em temperaturas normais tm a vida reduzida.Consequentemente, h necessidade de estimar a reduo proporcional na capacidade de carga pela equao seguinte:
.............................................. (5.4)
Onde: Ct: Capacidade de carga corrigida em funo da temperatura de trabalho (N), {kgf} ft: Coeficiente de temperatura (Tabela 5.3) C: Capacidade de carga bsica (N), {kgf}
Alm disto os rolamentos, quando utilizados em temperaturas superiores a 120C, de acordo com o tamanho podem apresentar alteraes dimensionais sensveis; nestes casos, deve ser estudada a necessidade ou no do tratamento de estabilizao dimensional.A capacidade de carga bsica dos rolamentos com tratamento de estabilizao dimensional pode tornar-se menor que a capacidade rela-cionada nas tabelas de dimenses.
SELEO DA DIMENSO DO ROLAMENTO
60000 0,08
0,09
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,25
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,31,41,5
40000
30000
20000
15000
10000
8000
6000
4000
3000
2000
1500
1000
800
600
400
300
200
150
100
80
6050
40
30
20
15
10
60000 0,1050,11
0,12
0,13
0,14
0,15
0,16
0,170,180,190,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
40000
30000
20000
15000
10000
8000
6000
4000
3000
2000
1500
1000
800
600
400
300
200
150
100
80
6050
40
30
20
15
10
80000
60000
40000
30000
20000
15000
10000
8000
6000
4000
3000
2000
1500
1000
800
600
500
400
300
200
5,5
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1,0
0,950,90
0,85
0,80
0,75
80000
60000
40000
30000
20000
15000
10000
8000
6000
4000
3000
2000
1500
1000
800
600
500
400
300
200
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1,0
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
n fn fn fhLhn(rpm)(rpm) (h)
fhLh(h)
Rolamentode Esferas
Rolamentode Rolos
Rolamentode Esferas
Rolamentode Rolos
C = fh . Pfn
Ct = ft . C
Fig. 5.3 Velocidade de Rotao e Coeficiente de Velocidade
Fig. 5.4 Vida Nominal e Coeficiente de Vida
Temperatura do
Rolamento oC 125 150 175 200 250
1,00 1,00 0,95 0,90 0,75Coeficiente de
Temperatura f t
Tabela 5.3 Coeficiente de Temperatura f t
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5.2.5 Correo da Vida NominalConforme tratado anteriormente, as equaes bsicas para o clculo da vida nominal so as seguintes:
Rolamento de Esferas ........................(5.5)
Rolamento de Rolos ........................(5.6)
A vida L10 definida como a vida nominal com 90% de confiabilidade. Entretanto, dependendo do equipamento em que so empregados os rolamentos, h casos que requerem uma vida nominal presumida com confiabilidade acima de 90%. Por outro lado, recentes aprimoramentos no material dos rolamentos proporcionaram a elevao da vida nominal; alm disso, em funo das pesquisas no campo da teoria de lubrificao elasto-hidrodinmica, possibilitou-se a compreenso da influncia significativa da espessura de pelcula lubrificante, da rea de contato entre a pista e os corpos rolantes, na vida dos rolamentos.Como reflexo destes aprimoramentos no clculo da vida, efetua-se a correo da vida nominal atravs dos coeficientes a seguir:
Lna = a1 a2 a3 L10 ...................................................(5.7)
Onde Lna : Vida nominal considerando-se a confiabilidade, aprimoramento no material, condio de lubrificao, etc. L10 : Vida nominal com 90% de confiabilidade a1 : Coeficiente de confiabilidade a2 : Coeficiente de material a3 : Coeficiente das condies de uso
O coeficiente de confiabilidade a1 para confiabilidadessuperiores a 90% est relacionado na Tabela 5.4.O coeficiente de material a2 deve ser tomado acima de 1 por ser um coeficiente para a correo do prolongamento da vida em funo de aprimoramento do material.A NSK emprega de forma generalizada o ao para rolamento desgaseificado a vcuo, rigorosamente selecionado.Os resultados dos testes em laboratrio prprio, com os rolamentos normais deste material, comprovaram oconsidervel efeito no prolongamento da vida.As capacidades de carga bsica dinmica Cr e Ca, relacionadas nas tabelas de dimenses, tm consideradoo efeito de prolongamento da vida em funo de aprimoramento do material e da tecnologia de fabricao.Consequentemente, em caso de estimar a vida atravs da equao 5.7 suficiente considerar a2 1.
L10 = CP3
L10 = CP103
Confiabilidade (%)
90 95 96 97 98 99
1,00 0,62 0,53 0,44 0,33 0,21a1
Tabela 5.4 Coeficiente de Confiabilidade a1
O coeficiente das condies de utilizao a3 o coeficiente de correo da vida em funo das condies de utilizao do rolamento, particularmente para a influncia das condies de lubrificao.O coeficiente a3 1 pode ser tomado em casos que possibilitem a expectativa de uma suficiente espessura da pelcula lubrificante no rolamento em operao, sem que haja desalinhamento entre os anis interno e externo. Contudo, deve ser a3 < 1 nos seguintes casos:
Quandoaviscosidadedoleolubrificantenarea de contato entre as pistas e os corpos rolantes for baixa. Quandoavelocidadeperifricadocorporolante for muito baixa. Quandoatemperaturanorolamentoforalta. Quandoolubrificanteestivercontaminado. Quandoodesalinhamentoentreosanisinterno e externo for grande.
O coeficiente das condies de utilizao a3 difcil de se indicar quantitativamente em funo de cada uma dascondies de utilizao, devido existncia de muitas reas de influncia desconhecidas na atualidade.Ainda, devido ao coeficiente de material a2 sofrer influncia das condies de uso, h tambm a possibilidade de considerar a2 e a3 sem tom-los como coeficientes independentes, e sim, combinados num nico valor (a2 x a3). Neste caso, em condies normais de lubrificao e utilizao, o valor de (a2 x a3) pode ser tomado como 1, mas quando a viscosidade do leo lubrificante for baixa demais, o valor pode reduzir-se a nveis to baixos quanto 0,2.
Valores de (a2 x a3) aproximados a 2 podem ser tomadosquando no houver influncias como a do desalinhamento e se forem utilizados leos lubrificantes de alta viscosidade, que possam assegurar suficiente espessura fluida de pelcula do leo na temperatura de operao.
A seleo de rolamento em funo da capacidade de carga deve considerar um coeficiente de confiabilidade a1 apropriado para a aplicao. Alm disso, faz-se necessrio a determinao emprica de C/P ou fh baseando-se em valores provenientes de experincias anteriores para lubrificao, temperatura, condio de montagem, dentre outras, os quais foram utilizados em equipamentos similares.
As equaes de vida (5.1), (5.2), (5.5) e (5.6) apresentam resultados satisfatrios para uma ampla gama de cargas em rolamentos. Contudo, cargas extremamente pesadas podem causar deformaes plsticas residuais nos pontos de contato entre os elementos rolantes e pistas. Sendo assim, quando Pr exceder C0r (capacidade de carga esttica) ou ainda 0,5 Cr, o que for menor, para rolamentos radiais e Pa exceder 0,5 Ca para rolamentos axiais, a NSK deve ser consultada a fim de estabelecer as equaes aplicveis para tais situaes.
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5.3.2 Cargas em Acionamentos por Correia ou por CorrenteA fora atuante nas polias e nas rodas dentadas, onde o esforo de movimentao transmitido atravs de correias ou correntes, pode ser encontrada pela equao a seguir:
.................... (5.9)
Pk = M / r ..................................................................................... (5.10)
Onde M: Torque atuante na polia ou roda dentada (N . mm), {kgf . mm} Pk: Fora efetiva de acionamento da correia ou roda dentada (N), {kgf} H: Potncia de acionamento (kW) n: Velocidade de rotao (rpm) r : Raio efetivo da polia ou roda dentada (mm)
No caso de acionamento por correia, a carga Kb no eixoda polia deve ser calculada, aplicando-se o coeficiente de correia fb que tem considerada a tenso na correia, sobre a fora efetiva de acionamento. O valor de fb deve ser tomado conforme indicado na Tabela 5.6 pelo tipo de correia.
Kb= fb . Pk ........................................................... (5.11)
No caso de acionamento por corrente, os valores correspondentes a fb devem ser de 1,25 a 1,5.
SELEO DA DIMENSO DO ROLAMENTO
5.3 Clculo da Carga no RolamentoAs cargas atuantes nos rolamentos, geralmente, so as da massa do corpo sustentado pelo rolamento, da massa do prprio corpo em rotao, a da fora de transmisso das engrenagens e correias, e as cargas de origem no trabalho da mquina. Entre estas cargas h as que permitem o clculo terico, embora algumas delas sejam difceis de ser calculadas. Alm disto, muitas mquinas esto sujeitas a vibraes e choques durante o funcionamento, o que dificulta obter com exatido a totalidade das cargas atuantes no rolamento. Portanto, para se obter a mais correta carga no rolamento, deve--se considerar na carga calculvel diversos coeficientes deduzidos empiricamente.
5.3.1 Coeficiente de CargaNo obstante as cargas radiais ou axiais tenham sido obtidas atravs de clculos, as cargas que atuam efetivamente nos rolamentos so, em funo das vibraes e choques nas mquinas, maiores que as calculadas em grande nmero dos casos. Esta carga pode ser obtida pelas equaes seguintes:
................................................(5.8)
Onde Fr , Fa : Carga atuante no rolamento (N), {kgf} Frc , Fac : Carga calculada teoricamente (N), {kgf} fw : Coeficiente de carga
Os valores indicados na Tabela 5.5 so orientativos para o coeficiente de carga fw.
Fr = fw . FrcFa = fw . Fac }
M= 9 550 000H / n.....(N . mm) = 974 000H / n...{kgf . mm} }
Condies deOperao
Operao suave esem choque
Operao normal
Operao comchoque, vibraoou ambos
Motores eltricos, mquinas operatrizes, ar condicionado
Sopradores, elevadores,compressores, guindastes, mquinas para indstria de papel
Mquinas de construo civil, britadores, peneiras vibratrias, laminadores
1 a 1,2
1,2 a 1,5
1,5 a 3
Exemplos de Aplicao fw
Tabela 5.5 Valores de Coeficiente de Carga fw
Tipo de Correia
Correia dentada 1,3 a 2
Correia V 2 a 2,5
Correia plana com polia tensora 2,5 a 3
Correia plana 4 a 5
f b
Tabela 5.6 Valores de Coeficiente de Correia f b11
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EC
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RA
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Preciso no Acabamento da Engrenagem
Engrenagens com Retfica de Preciso 1 a 1,1
Engrenagens com Usinagem Padro 1,1 a 1,3
fg
Tabela 5.7 Valores do Coeficiente de Engrenagem fg
5.3.3 Cargas em Acionamentos por EngrenagensO mtodo de clculo da carga atuante nas engrenagens difere de acordo com o tipo de engrenagem. No caso mais simples, o de engrenagem de dentes retos, a carga calculada pela equao a seguir:
................... (5.12)
Pk = M / r .............................................................. (5.13)Sk = Pk tan q ........................................................ (5.14) .................................... (5.15)
Onde M: Torque atuante na engrenagem (N.mm), {kgf.mm} Pk: Fora tangencial na engrenagem (N), {kgf} Sk : Fora radial na engrenagem (N), {kgf} Kc: Fora combinada na engrenagem (N), {kgf} H: Potncia de acionamento (kW) n : Velocidade de rotao (rpm) r : Raio do dimetro primitivo da engrenagem motriz (mm) q: ngulo de presso
Alm da carga terica calculada acima, se somam a vibrao e o choque de origem na preciso da engrenagem; em razo disto, deve ser considerado o coeficiente de engrenagem fg, que aplicado carga calculada teoricamente determinar a carga efetiva.Os valores da Tabela 5.7 so tomados, normalmente, para fg. Ainda, quando for acompanhada por vibraes de outras fontes, a carga efetiva obtida aplicando-se o coeficiente de carga no coeficiente de engrenagem.
Kc = Pk + Sk = Pk sec q2 2
5.3.4 Distribuio da Carga nos RolamentosNos exemplos simplificados das figuras 5.5 e 5.6, as cargas radiais que atuam nos rolamentos I e II podem ser calculadas pelas equaes seguintes:
..........................................................(5.16)
.......................................................... (5.17)
Onde FCI : Carga no rolamento I (N), {kgf} FCII: Carga no rolamento II (N), {kgf} K : Carga no eixo (N), {kgf}
Quando estes casos se aplicam simultaneamente, deve-se obter a carga radial para cada caso e somar os vetores de acordo com a direo da carga.
5.3.5 Mdia da Carga VarivelO clculo da vida, nos casos em que ocorrem diversas variaes na carga atuante no rolamento, deve ser pela carga mdia que apresente uma vida correspondente que seria obtida nas condies de carga varivel.
(1) Quando a relao entre a carga e a velocidade de rotao permitir uma diviso escalonada (figura 5.7). Carga F1 na rotao n1 pelo tempo t1 Carga F2 na rotao n2 pelo tempo t2 . . . . . . Carga Fn na rotao nn pelo tempo tn
Neste caso, a carga mdia Fm pode ser calculada pela equao a seguir:
............. (5.18)
Onde Fm: Mdia da carga varivel (N), {kgf} p = 3 para rolamento de esferas p = 10/3 para rolamento de rolos
FCI = Kbc
FCII = Kac
ca b
F
K
CI FCII
Rolamento I Rolamento II Rolamento I Rolamento II
Fig. 5.5 Distribuio da Carga Radial (1)
ca
b
FCI
FK
CII
Fig. 5.6 Distribuio da Carga Radial (2)
Fm =F1n1t1 + F2n2t2 +...+ Fnnntn
n1t1 + n2t2 +...+ nntn
pp p p
M= 9 550 000H / n.....(N . mm) = 974 000H / n...{kgf . mm} }
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niti
F
F
0
(a)
m
Fmx
niti
F
F
0
(b)
m
Fmx
Fig. 5.9 Carga de Variao em formade Curva Senoidal
n1 t1 n2 t2 nn tn
F
F
0
1
F2 Fm
Fn
Fmx
Fig. 5.7 Carga de Variao Escalonada
Fig. 5.8 Carga de VariaoSimples
Fig. 5.10 Cargas Giratria e Estacionria
F
0
FmFs
FRFmn
niti
SELEO DA DIMENSO DO ROLAMENTO
A mdia da velocidade de rotao nm pode ser calculada pela equao a seguir:
........................... (5.19)
(2) Quando a carga variar quase que linearmente (figura 5.8), a carga mdia Fm pode ser calculada aproximadamente pela equao a seguir:
............................... (5.20)
Onde Fmn: Carga varivel mnima (N), {kgf} Fmx: Carga varivel mxima (N), {kgf}
(3) Quando a carga variar em forma de curva senoidal (figura 5.9), a carga mdia Fm pode ser calculada aproximadamente pelas seguintes equaes:
No caso da figura 5.9 (a)
......................................... (5.21)
No caso da figura 5.9 (b)
......................................... (5.22)
(4) Quando forem aplicadas cargas giratrias e cargas estacionrias (figura 5.10).
FR: Carga giratria (N), {kgf} FS : Carga estacionria (N), {kgf}
A carga mdia Fm pode ser calculada aproximadamente pelas seguintes equaes:
a) Quando FR FS
...................... (5.23)
b) Quando FR < FS
...................... (5.24)
nm =n1t1 + n2t2 +...+ nntn
t1 + t2 +...+ tn
Fm 61 3
5.4 Carga Dinmica EquivalenteAs cargas que atuam nos rolamentos, em alguns casos, so puramente radiais ou axiais. Contudo, so maiores as aplicaes simultneas das cargas radiais e axiais combinadas, havendo tambm os casos de variao da intensidade e direo destas cargas.Em casos como estes, pela inviabilidade de usar diretamente a carga que atua no rolamento para o clculo da vida, deve ser estimada uma carga hipottica que passe pelo centro do rolamento, de intensidade constante, que possibilite uma vida correspondente vida real do rolamento nas diversas condies de carga e rotao. Esta carga hipottica definida como carga dinmica equivalente.
Fm 6 0,75 Fmx
Fm 6 FR + 0,3FS + 0,2FSFR
2
Fm 6 FS + 0,3FR + 0,2FRFS
2
(Fmn + 2Fmx)
Fm 6 0,65 Fmx
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A ao da carga radial nestes tipos de rolamentos d origem componente de direo axial; em razo disto, so utilizadas duas peas contrapostas do mesmo tipo de rolamento. A componente na direo axial pode ser calculada atravs da equao seguinte:
........................................ (5.27)
Onde Fai: Componente na direo axial (N), {kgf} Fr: Carga radial (N), {kgf} Y: Coeficiente de carga axial
Considerando-se o caso da atuao da carga axial Fae de origem externa, na direo da flecha da figura 5.12, juntamente com as cargas radiais FrI e FrII nos rolamentos I e II respectivamente, e fazendo-se YI e YII como os respectivos coeficientes de carga axial e X como coeficiente de carga radial, a carga dinmica equivalente PI e PII pode ser calculada atravs das equaes seguintes:
Quando
................ (5.28)
Quando
................ (5.29)
5.4.1 Clculo da Carga Dinmica EquivalenteA carga dinmica equivalente nos rolamentos radiais pode ser calculada atravs da equao seguinte:
P = XFr + YFa ............................................... (5.25)
Onde P : Carga dinmica equivalente (N), {kgf} Fr : Carga radial (N), {kgf} Fa : Carga axial (N), {kgf} X : Coeficiente de carga radial Y : Coeficiente de carga axial
Os valores de X e Y esto relacionados nas tabelas dedimenses.Os rolamentos axiais de esferas normais no podem receber cargas radiais, mas os rolamentos axiais autocompensadores de rolos permitem a aplicao de certa carga radial. A carga dinmica equivalente, neste caso, pode ser calculada atravs da equao seguinte:
P = Fa + 1,2Fr ................................................. (5.26)
Quando
5.4.2 Componentes de Direo Axial nos Rolamentos de Esferas de Contato Angular e de Rolos CnicosO centro da linha de carga (centro efetivo da carga) nosrolamentos de esferas de contato angular e de rolos cnicos, conforme indicado na figura 5.11, fica no ponto de interseco do prolongamento da linha de contato da carga com a linha de centro do eixo. A posio do centro da linha de carga est relacionada nas tabelas de dimenses.
FrFa
0,55 Fae + FrIFrII 0,6YII
0,6YI
Fae + FrIFrII e
= = 9,48CrP 3 070
29 100
fh = fn = 3,16= 0,333 xCrP 3 070
29 100
P = XFr + YFa = 0,56 x 2 500 + 1,67 x 1 000 = 3 070 N, {313 kgf}
= 0,333 x = 3,88f h = f nCrP
29 1002 500
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A carga dinmica equivalente P do rolamento autocompensador de rolos ser:
Quando
Quando
Como pode ser verificado na tabela de dimenses, na srie 231 o valor de e encontra-se em torno de 0,3 e Y3 em torno de 2,2.
Portanto,
Com isto, a partir do coeficiente h a capacidade de carga bsica necessria pode ser obtida, clc