A Origem do Rolamento

A primeira utilidade do "rolamento" que nos vem à cabeça é servir como elemento auxiliar no transporte (até por causa dos carrinhos de "rolimã" da infância). E nisso os "rolamentos" são bem antigos. Alguns situam o início do seu uso por volta do ano 4.000 A.C., ajudando os Scandinavos a deslizar com seus trenós. Através de pictografias existentes na Noruega podemos ver uma estrutura formada por madeiras com rodas que se assemelhava a um trenó. Outros historiadores preferem apontar o seu início por volta de 3.500 A.C., quando os Sumérios utilizaram um cubo de roda construído em madeira montado sobre um eixo também de madeira, conforme uma ilustração de uma biga usada por este povo.

Já os egípcios apresentam diversas provas do seu uso. A construção de seus inúmeros monumentos foi muito facilitada quando passaram a usar rolos de madeiras para transportar pedras de grande peso. Há inclusive uma ilustração datada de cerca de 1.800 A.C., que mostra um egípcio na ponta da pedra entornando um lubrificante no chão. Essa ilustração é freqüentemente referida como a mais antiga figura de um "engenho de lubrificação" trabalhando.

Nas civilizações clássicas, Grécia e Roma, temos grandes aplicações de "elementos rolantes". Em muitos escritos gregos encontramos referências ao uso de "rolimãs" ou "esferas" e sobre as vantagens do uso de objetos esféricos para propósitos geométricos e para aplicações de engenharia, como em suas catapultas.

Porém é na civilização Romana onde os mais espetaculares desenvolvimentos são encontrados. Cerca de 30 quilômetros de Roma há um lago chamado Nemi, onde, no início deste século, arqueologistas descobriram duas embarcações. Entre os inúmeros objetivos encontrados, temos "duas esferas" que representam dois pontos de sumo interesse: um é o uso de metal nessas esferas, uma transição do uso de madeira para metal em "rolamentos", e outro é o fato de que representa uma das mais antigas formas de "rolamentos" propriamente dito, apesar de que as esferas ou bolas não tinham livre rotação como nos modernos "rolamentos". Na mesma época dos Romanos, os Celtas também mostram evidências do uso de "rolamentos".

Por volta do ano 1.500 é que Leonardo da Vinci consubstanciou um dos sonhos mais antigos da humanidade, o de possuir um veículo que se locomove sem o emprego de força muscular, em idéia concreta, fixando suas concepções em desenhos técnicos. Não há qualquer dúvida a respeito de que foi Leonardo da Vinci também quem primeiro pensou num veículo de locomoção por força própria.

Comprova-se isto por uma ilustração sua e pelo projeto de um carro, impulsionado por um sistema de molas que possui até uma transmissão com diferencial.

Provavelmente, Leonardo nunca chegou a realizar seu carro de autopropulsão, no entanto, cabe-lhe o mérito de ter tido a idéia de utilizar a energia armazenada num sistema de molas para locomover um veículo.

Este carro, que pode ser considerado como o percursor do automóvel moderno, provavelmente representa o último estágio de um processo de desenvolvimento de Leonardo da Vinci. Isto se depreende claramente de seus desenhos. Vários dos componentes essenciais do automóvel de hoje podem ser atribuídos

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diretamente a Leonardo. Assim, por exemplo, Leonardo foi o primeiro a idealizar e desenhar um sistema de transmissão para um veículo com caixa de redução e volante de direção. Em outro projeto de veículos, também tinha previsto rodas dirigíveis.

A força motriz neste projeto era proporcionada por "8 homens" acionando manivelas, sendo transmitida para as rodas através de uma caixa redutora. Finalmente, idealizou para o veículo autopropulsionado o sistema de tração individual das rodas, e um engrenamento epicíclico, que pode ser considerado como precursor do diferencial moderno.

São perfeitamente identificáveis essas peças do veículo nos seus desenhos. Em compensação, não é muito nítida a representação daquela parte que se refere ao sistema de acionamento com molas, o qual deveria suprir o veículo com a necessária força motriz. Conclui-se que foi a falta de um "motor" adequado que obrigou Leonardo a renunciar á concretização de seu "veículo autopropulsionado”.

Como é notório, o gênio universalista de Leonardo da Vinci se ocupou com inúmeras coisas e idéias. Mesmo um assunto hoje tão atual quanto a economia de energia pode ser atribuído a ele, pois que Leonardo estudou muito intensamente o princípio do fenômeno do atrito. Deve-se a ele a clara e completa distinção entre o atrito deslizante e rolante entre corpos sólidos. Suas pesquisas teóricas e práticas abrangeram também as diferenças de magnitude do atrito conforme espécie dos materiais em contato e também, conforme a utilização de meios lubrificantes entre as superfícies.

Leonardo da Vinci dedicou especial atenção á questão da redução da resistência de atrito, utilizado na sustentação de corpos rotativos. Para tanto, muitas vezes ele previu cilindros, conforme os mostrados no desenho de seu projeto. Estes rudimentares projetos de "rolamento" provam que Leonardo da Vinci já tinha descoberto a maneira de reduzir a resistência de giro, mediante o auxílio de cilindros que servem como "corpos rolantes".

As idéias de um veículo autopropulsionado e as concepções de mancais com baixo índice de atrito já existiam lá pelo ano de 1.500. Entretanto, até a concretização destes projetos dever-se-iam passar ainda alguns séculos. Somente no século XVIII surgiu uma fonte de energia razoável, com a máquina movida a vapor, que facultou James Watt em 1.759 a construir um pequeno modelo de um veículo autopropulsionado, próprio para locomover-se pelas ruas. Um certo desenvolvimento técnico destes veículos a vapor ocorreu nos séculos XVIII e XIX. Mas só com a descoberta do motor á combustão foi dada uma base decisiva para o advento do automóvel como nós o conhecemos hoje.

"Todo o texto deste artigo é cópia fiel do Capítulo II, do Livro: 'A Indústria de Rolamentos no Brasil'“.

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Classificação e Características dos Rolamentos

Construção dos Rolamentos

A maioria dos rolamentos é constituída de anéis com pistas (um anel interno e um anel externo), corpos rolantes (tanto esferas com rolos) e um elemento retentor dos corpos rolantes. 0 retentor separa os corpos rolantes em intervalos regulares e retém estes no lugar entre as pistas internas e externas permitindo que estes girem livremente. Veja figs. 1.1 - 1.8.

Fig. 1.1 – Rolamento rígido deesferas

Fig. 1.2 – Rolamento de esferas comcontato angular

Fig. 1.3 – Rolamento de roloscilíndricos

     

Fig. 1.4 – Rolamento de agulhas Fig. 1.5 – Rolamento de rolos cônicosFig. 1.6 – Rolamento de rolos

esféricos  

Fig. 1.7 – Rolamento axial de esferas

Fig. 1.8 – Rolamento axial de

rolos

Os corpos rolantes são geralmente de duas versões: Esferas ou rolos. Os rolos são basicamente de quatro tipos: Cilíndricos, agulhas, cônicos e esféricos.

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As esferas têm geometricamente um contato "punctual" nas superfícies das pistas dos anéis interno e externo, enquanto que o contato superficial dos rolos é uma linha.

Teoricamente, os rolamentos são construídos de tal forma que permitam que os corpos rolantes tenham uma rotação orbital ao mesmo tempo em que tenham rotação em torno do seu próprio eixo.Enquanto que os corpos rolantes e os anéis do rolamento absorvem uma carga aplicada ao rolamento (no ponto de contato entre os corpos rolantes e as pistas), a gaiola não absorve uma carga direta. Ela somente serve para reter os corpos rolantes eqüidistantes um do outro e prevenir que estes caiam fora do rolamento.

Classificação dos Rolamentos

Os rolamentos são classificados em dois principais grupos: Rolamentos de esferas e rolamentos de rolos. Os rolamentos de esferas são classificados de acordo com a configuração dos seus anéis: Rígidos de esferas, de contato angular e axiais. Por outro lado, os rolamentos de rolos são classificados de acordo com a forma dos rolos: Cilíndricos, agulhas, cônicos e esféricos.

Os rolamentos podem adicionalmente ser classificados de acordo com a direção em que é aplicada a carga; rolamentos radiais suportam cargas radiais e rolamentos axiais suportam cargas axiais.

Outros métodos de classificação incluem: 1) Número de pistas de rolamento (simples, múltipla, ou 4 pistas), 2) separáveis e não separáveis, no qual tanto o anel interno ou o anel externo podem ser desmontados, 3) rolamentos axiais os quais podem suportar cargas axiais em um único sentido, e rolamentos de duplo sentido os quais podem suportar cargas nos dois sentidos.Também existem rolamentos desenhados para aplicações especiais, tais como: Rolamento de rolos para vagões de trens (Rolamento RCT), rolamentos para suportar fusos de esferas, rolamentos tipo prato giratório, assim como rolamentos de movimento linear (rolamentos lineares de esfera, rolamentos lineares de rolos e rolamentos de rolos chatos).

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Características dos Rolamentos

Os rolamentos se apresentam em diferentes formas e variedades, cada um com suas distintas características. Entretanto, quando comparados com mancais deslizantes, todos os rolamentos têm as seguintes vantagens:

1.0 coeficiente de atrito estático é inferior e há uma pequena diferença entre este e o coeficiente de atrito dinâmico.

2.São padronizados internacionalmente, intercambiáveis e são obtidos com facilidade.3.São fáceis de lubrificar e consomem pouco lubrificante.4.Como regra geral, um rolamento pode suportar cargas simultaneamente em ambos os

sentidos, tanto axial como radial.5.Podem ser usados em aplicações de alta e baixa temperatura.6.A rigidez do rolamento pode melhorar com a aplicação de pré cargas.

Construção, classes, e características especiais dos rolamentos estão completamente descritas nas seções de dimensões e de sistemas de codificação dos rolamentos.

Rolamentos de Esferas e Rolamentos de Rolos

Geralmente, quando se comparam os rolamentos de esferas com os de rolos com as mesmas dimensões, os rolamentos de esferas exibem uma resistência ao atrito menor e uma menor variação de rotação que os rolamentos de rolos. Isto os faz mais adequados para uso em aplicações que requerem alta rotação, alta precisão, baixo torque e baixa vibração. Inversamente, os rolamentos de rolos têm uma capacidade de carga maior, o que os torna mais apropriados para aplicações que requerem longa vida e resistência para cargas elevadas e de choques.

Rolamentos Radiais e Axiais

Quase todos os tipos de rolamentos podem suportar cargas simultaneamente em ambos os sentidos. Geralmente, os rolamentos com contato angular inferior a 45 graus tem uma capacidade de carga radial muito maior e são classificados como rolamentos radiais; enquanto que os rolamentos que tem um contato angular superior a 45* tem uma maior capacidade de carga axial e são classificados como rolamentos axiais. Também existem rolamentos classificados como combinados, os quais combinam as características de carga tanto dos rolamentos radiais como dos axiais.

Rolamentos Padronizados e Especiais

Os rolamentos que são padronizados internacionalmente em forma e tamanho, são muito mais econômicos por sua intercambiabilidade e disponibilidade em todo o mundo. Entretanto, dependendo do tipo da máquina em que se vai utilizar, e da aplicação e condição de funcionamento que se espera, um rolamento não padronizado ou desenvolvido especialmente pode ser a melhor alternativa. Também há disponibilidade de rolamentos que foram adaptados para aplicações específicas, e de unidades de rolamentos que são integrados para formar um componente de máquina, assim como de rolamentos desenvolvidos especialmente.

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