Como escolher um rolamento

Existem muitos tipos diferentes de rolamentos disponíveis hoje, com muito pouca informação sobre as diferenças entre eles.Talvez você tenha se perguntado “qual rolamento será melhor para sua aplicação?”Ou “como escolho um rolamento?”Este artigo irá ajudá-lo a responder a essas perguntas.
Em primeiro lugar, você precisa saber que a maioria dos rolamentos com elemento rolante se enquadra em dois grandes grupos:

Rolamentos de esferas
Rolamentos de rolos
Dentro desses grupos, existem subcategorias de rolamentos que possuem recursos exclusivos ou designs otimizados para melhorar o desempenho.
Neste artigo, abordaremos quatro coisas que você precisa saber sobre sua aplicação para escolher o tipo certo de rolamento.

Encontre a carga do rolamento e a capacidade de carga
As cargas do rolamento são geralmente definidas como a força de reação que um componente exerce sobre um rolamento quando em uso.
Ao escolher o rolamento certo para sua aplicação, primeiro você deve descobrir a capacidade de carga do rolamento.A capacidade de carga é a quantidade de carga que um rolamento pode suportar e é um dos fatores mais importantes na escolha de um rolamento.
As cargas do rolamento podem ser axiais (axial), radiais ou uma combinação.
Uma carga de rolamento axial (ou axial) ocorre quando a força é paralela ao eixo do eixo.
Uma carga radial do rolamento ocorre quando a força é perpendicular ao eixo.Então, uma carga combinada de rolamento ocorre quando forças paralelas e perpendiculares produzem uma força angular em relação ao eixo.

Como os rolamentos de esferas distribuem cargas
Os rolamentos de esferas são projetados com esferas esféricas e podem distribuir cargas em uma área de superfície média.Eles tendem a funcionar melhor para cargas de pequeno a médio porte, distribuindo as cargas por meio de um único ponto de contato.
Abaixo está uma referência rápida para o tipo de carga do rolamento e o melhor rolamento de esferas para o trabalho:
Cargas radiais (perpendiculares ao eixo) e leves: Escolha rolamentos rígidos de esferas (também conhecidos como rolamentos rígidos de esferas).Os rolamentos radiais são alguns dos tipos de rolamentos mais comuns no mercado.
Cargas axiais (axiais) (paralelas ao eixo): Escolha rolamentos axiais de esferas
Cargas combinadas radiais e axiais: Escolha um rolamento de contato angular.As esferas entram em contato com a pista em um ângulo que suporta melhor as cargas combinadas.
Rolamentos de rolos e carga de rolamentos
Os rolamentos de rolos são projetados com rolos cilíndricos que podem distribuir cargas por uma área de superfície maior do que os rolamentos de esferas.Eles tendem a funcionar melhor para aplicações de carga pesada.

Abaixo está uma referência rápida para o tipo de carga do rolamento e o melhor rolamento de rolos para o trabalho:
Cargas radiais (perpendiculares ao eixo): escolha rolamentos de rolos cilíndricos padrão
Cargas axiais (axiais) (paralelas ao eixo): Escolha rolamentos axiais cilíndricos
Cargas combinadas radiais e axiais: Escolha um rolamento de rolos cônicos
Velocidades rotacionais
A velocidade de rotação da sua aplicação é o próximo fator a ser observado ao escolher um rolamento.
Se a sua aplicação operar em altas velocidades de rotação, os rolamentos de esferas geralmente são a escolha preferida.Eles funcionam melhor em velocidades mais altas e oferecem uma faixa de velocidade mais alta do que os rolamentos de rolos.
Uma razão é que o contato entre o corpo rolante e as pistas em um rolamento de esferas é um ponto em vez de uma linha de contato, como nos rolamentos de rolos.Como os elementos rolantes pressionam a pista à medida que rolam sobre a superfície, há muito menos deformação superficial ocorrendo nas cargas pontuais dos rolamentos de esferas.

Força Centrífuga e Rolamentos
Outra razão pela qual um rolamento de esferas é melhor para aplicações de alta velocidade é por causa das forças centrífugas.A força centrífuga é definida como uma força que empurra para fora um corpo que se move em torno de um centro e surge da inércia do corpo.
A força centrífuga é o principal fator limitante da velocidade do rolamento porque se transforma em cargas radiais e axiais em um rolamento.Como os rolamentos de rolos têm mais massa que um rolamento de esferas, o rolamento de rolos produzirá uma força centrífuga maior do que um rolamento de esferas do mesmo tamanho.

Reduza a força centrífuga com material de bolas cerâmicas
Às vezes, a velocidade de um aplicativo está acima da classificação de velocidade de um rolamento de esferas.
Se isso acontecer, uma solução simples e comum é mudar o material do rolamento de esferas de aço para cerâmica.Isso mantém o mesmo tamanho do rolamento, mas oferece uma classificação de velocidade aproximadamente 25% maior.Como o material cerâmico é mais leve que o aço, as esferas cerâmicas produzem menos força centrífuga para qualquer velocidade.

Aplicações de alta velocidade funcionam melhor com rolamentos de contato angular
Os rolamentos de contato angular são a melhor escolha de rolamento para aplicações de alta velocidade.Uma razão é que as bolas são menores e as bolas menores pesam menos e produzem menos força centrífuga ao girar.Os rolamentos de contato angular também possuem uma pré-carga integrada nos rolamentos que funciona com forças centrífugas para rolar adequadamente as esferas no rolamento.
Se você estiver projetando uma aplicação de alta velocidade, precisará de um rolamento de alta precisão, geralmente dentro da classe de precisão ABEC 7.
Um rolamento de menor precisão tem mais “espaço de manobra” dimensional quando é fabricado do que um rolamento de alta precisão.Portanto, quando o rolamento está sendo usado em altas velocidades, as esferas rolam rapidamente sobre a pista do rolamento com menos confiabilidade, o que pode levar à falha do rolamento.
Os rolamentos de alta precisão são fabricados com padrões rígidos e apresentam muito pouco desvio das especificações quando produzidos.Os rolamentos de alta precisão são confiáveis ​​para aplicações rápidas porque garantem uma boa interação entre esfera e pista.

Excentricidade e rigidez do rolamento
O desvio do rolamento é a quantidade que um eixo orbita a partir de seu centro geométrico à medida que gira.Algumas aplicações, como fusos de ferramentas de corte, permitirão apenas que ocorra um pequeno desvio em seus componentes rotativos.
Se você estiver projetando uma aplicação como essa, escolha um rolamento de alta precisão, pois ele produzirá desvios menores do sistema devido às tolerâncias restritas para as quais o rolamento foi fabricado.
A rigidez do rolamento é a resistência à força que faz com que o eixo se desvie de seu eixo e desempenha um papel fundamental na minimização do desvio do eixo.A rigidez do rolamento vem da interação do corpo rolante com a pista.Quanto mais o elemento rolante for pressionado na pista, causando deformação elástica, maior será a rigidez.

A rigidez do rolamento é geralmente categorizada por:
Rigidez axial
Rigidez radial
Quanto maior a rigidez do rolamento, maior será a força necessária para mover o eixo durante o uso.
Vejamos como isso funciona com rolamentos de contato angular de precisão.Esses rolamentos normalmente vêm com um deslocamento fabricado entre as pistas interna e externa.Quando os rolamentos de contato angular são instalados, o deslocamento é removido, o que faz com que as esferas sejam pressionadas na pista sem qualquer aplicação de força externa.Isso é chamado de pré-carga e o processo aumenta a rigidez do rolamento mesmo antes de o rolamento sofrer qualquer força de aplicação.

Lubrificação de rolamentos
Conhecer as necessidades de lubrificação de seus rolamentos é importante para escolher os rolamentos corretos e precisa ser considerado no início do projeto de uma aplicação.A lubrificação inadequada é uma das causas mais comuns de falha do rolamento.
A lubrificação cria uma película de óleo entre o elemento rolante e a pista do rolamento que ajuda a evitar atrito e superaquecimento.
O tipo mais comum de lubrificação é a graxa, que consiste em um óleo com um agente espessante.O agente espessante mantém o óleo no lugar, para que ele não saia do rolamento.À medida que a esfera (rolamento de esferas) ou o rolo (rolamento de rolos) rola sobre a graxa, o agente espessante se separa deixando apenas a película de óleo entre o elemento rolante e a pista do rolamento.Após a passagem do corpo rolante, o óleo e o agente espessante se unem novamente.
Para aplicações de alta velocidade, é importante saber a velocidade na qual o óleo e o espessante podem se separar e se unir.Isso é chamado de aplicação ou valor n*dm.
Antes de selecionar uma graxa, você precisa encontrar o valor ndm de sua aplicação.Para fazer isso, multiplique as RPMs de sua aplicação pelo diâmetro do centro das esferas do rolamento (dm).Compare seu valor ndm com o valor de velocidade máxima da graxa, localizado na folha de dados.
Se o seu valor n*dm for superior ao valor da velocidade máxima da graxa na folha de dados, a graxa não será capaz de fornecer lubrificação suficiente e ocorrerá falha prematura.
Outra opção de lubrificação para aplicações de alta velocidade são os sistemas de névoa de óleo que misturam óleo com ar comprimido e depois o injetam na pista do rolamento em intervalos medidos.Esta opção é mais cara que a lubrificação com graxa porque requer um sistema externo de mistura e medição e ar comprimido filtrado.No entanto, os sistemas de névoa de óleo permitem que os rolamentos operem em velocidades mais altas enquanto geram uma quantidade menor de calor do que os rolamentos lubrificados.
Para aplicações de velocidade mais baixa é comum um banho de óleo.Um banho de óleo ocorre quando uma parte do rolamento fica submersa em óleo.Para rolamentos que irão operar em ambientes extremos, um lubrificante seco pode ser usado em vez de um lubrificante à base de petróleo, mas a vida útil do rolamento normalmente é reduzida devido à natureza da quebra do filme do lubrificante ao longo do tempo.Há alguns outros fatores que precisam ser considerados ao selecionar um lubrificante para sua aplicação. Consulte nosso artigo detalhado “Tudo o que você precisa saber sobre lubrificação de rolamentos”.

Resumo: Como escolher um rolamento
Como escolher o rolamento certo para sua aplicação:

Encontre a carga do rolamento e a capacidade de carga
Primeiro, conheça o tipo e a quantidade de carga que sua aplicação colocará no rolamento.Cargas de pequeno a médio porte geralmente funcionam melhor com rolamentos de esferas.Aplicações de carga pesada geralmente funcionam melhor com rolamentos de rolos.

Conheça a velocidade rotacional da sua aplicação
Determine a velocidade de rotação da sua aplicação.Altas velocidades (RPM) geralmente funcionam melhor com rolamentos de esferas e velocidades mais baixas geralmente funcionam melhor com rolamentos de rolos.

Considere o desvio e a rigidez do rolamento
Você também deseja determinar que tipo de desvio seu aplicativo permitirá.Se a aplicação permitir que ocorram apenas pequenos desvios, então um rolamento de esferas é provavelmente a sua melhor escolha.

Encontre a lubrificação certa para suas necessidades de rolamentos
Para aplicações de alta velocidade, calcule seu valor n*dm e, se for superior à velocidade máxima da graxa, a graxa não será capaz de fornecer lubrificação suficiente.Existem outras opções, como nebulização de óleo.Para aplicações de baixa velocidade, um banho de óleo é uma boa escolha.
Questões?Nossos engenheiros locais adorariam conversar com você e ajudá-lo a escolher o melhor rolamento para sua aplicação.