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 faço para escolher um rolamento?”Este artigo irá ajudá-lo a responder a essas perguntas.
Em primeiro lugar, você precisa saber que a maioria dos rolamentos com corpo 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 as 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
Cargas de rolamento são geralmente definidas como a força de reação que um componente coloca em um rolamento quando em uso.
Ao escolher o rolamento certo para sua aplicação, primeiro você deve encontrar 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 (impulso), radiais ou uma combinação.
Uma carga de rolamento axial (ou axial) ocorre quando a força é paralela ao eixo do eixo.
Uma carga de rolamento radial é quando a força é perpendicular ao eixo.Então, uma carga de rolamento combinada ocorre quando forças paralelas e perpendiculares produzem uma força angular em relação ao eixo.

Como os rolamentos de esferas distribuem as cargas
Os rolamentos de esferas são projetados com esferas esféricas e podem distribuir cargas em uma área de superfície de tamanho médio.Eles tendem a funcionar melhor para cargas de pequeno a médio porte, distribuindo 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 radiais de esferas (também conhecidos como rolamentos rígidos de esferas).Os rolamentos radiais são alguns dos tipos mais comuns de rolamentos no mercado.
Cargas axiais (impulsais) (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 rolamento
Os rolamentos de rolos são projetados com rolos cilíndricos que podem distribuir cargas sobre 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 (impulsais) (paralelas ao eixo): Escolha rolamentos axiais cilíndricos
Cargas combinadas, radiais e axiais: Escolha um rolamento de rolos cônicos
Velocidades rotacionais
A velocidade de rotação de sua aplicação é o próximo fator a ser observado ao escolher um rolamento.
Se sua aplicação for 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 elemento 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, ocorre muito menos deformação da superfície 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 do 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 de cerâmica
Às vezes, a velocidade de uma aplicação está acima da classificação de velocidade de um rolamento de esferas.
Se isso acontecer, uma solução simples e comum é trocar o material do rolamento de esferas de aço por cerâmica.Isso mantém o tamanho do rolamento o mesmo, mas oferece uma classificação de velocidade aproximadamente 25% maior.Como o material cerâmico é mais leve que o aço, as esferas de cerâmica produzem menos força centrífuga para qualquer velocidade.

Aplicações de alta velocidade funcionam melhor com mancais de contato angular
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 incorporada nos rolamentos que funciona com forças centrífugas para rolar adequadamente as esferas no rolamento.
Se estiver projetando uma aplicação de alta velocidade, você desejará 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 têm muito pouco desvio das especificações quando produzidos.Os rolamentos de alta precisão são confiáveis ​​para aplicações rápidas porque garantem uma boa interação entre a esfera e a pista.

Excentricidade e Rigidez do Rolamento
Excentricidade do rolamento é o quanto 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 porque ele produzirá desvios de sistema menores devido às tolerâncias rígidas 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 elemento rolante com a pista.Quanto mais o elemento rolante é pressionado na pista, causando deformação elástica, maior a rigidez.

A rigidez do rolamento é geralmente categorizada por:
Rigidez axial
Rigidez radial
Quanto maior a rigidez do rolamento, mais força necessária para mover o eixo quando em uso.
Vejamos como isso funciona com rolamentos de contato angular de precisão.Esses rolamentos geralmente 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 nenhuma força de aplicação externa.Isso é chamado de pré-carga e o processo aumenta a rigidez do rolamento mesmo antes que o rolamento veja quaisquer forças de aplicação.

Lubrificação de rolamento
Conhecer as necessidades de lubrificação do rolamento é importante para escolher os rolamentos certos e precisa ser considerado no início do projeto da 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 o atrito e o 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, evitando que ele saia do rolamento.À medida que a esfera (rolamento de esferas) ou rolo (rolamento de rolos) rola sobre a graxa, o agente espessante se separa deixando apenas a película de óleo entre o corpo rolante e a pista do rolamento.Depois que o elemento rolante passa, 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 juntar novamente.Isso é chamado de valor n*dm de aplicação ou rolamento.
Antes de selecionar uma graxa, você precisa encontrar o valor ndm de sua aplicação.Para fazer isso, multiplique as RPMs de suas aplicações pelo diâmetro do centro das esferas no rolamento (dm).Compare seu valor de ndm com o valor de velocidade máxima da graxa, localizado na folha de dados.
Se o seu valor n*dm for maior que o valor da velocidade máxima da graxa na folha de dados, a graxa não será capaz de fornecer lubrificação suficiente e ocorrerá uma 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 do que a lubrificação com graxa porque requer um sistema externo de mistura e dosagem 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 baixa velocidade, um banho de óleo é comum.Um banho de óleo é quando uma parte do rolamento é submersa em óleo.Para rolamentos que operam em ambientes extremos, um lubrificante seco pode ser usado em vez de um lubrificante à base de petróleo, mas a vida útil do rolamento é normalmente reduzida devido à natureza da película do lubrificante que se quebra com o 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 do rolamento que sua aplicação aplicará no rolamento.Cargas de tamanho pequeno a médio geralmente funcionam melhor com rolamentos de esferas.Aplicações de cargas pesadas geralmente funcionam melhor com rolamentos de rolos.

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

Fator de Excentricidade e Rigidez do Rolamento
Você também deseja determinar que tipo de desvio seu aplicativo permitirá.Se a aplicação permite que apenas pequenos desvios ocorram, então um rolamento de esferas é provavelmente 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 maior que a velocidade máxima da graxa, a graxa não será capaz de fornecer lubrificação suficiente.Existem outras opções como névoa de óleo.Para aplicações de baixa velocidade, um banho de óleo é uma boa escolha.
Questões?Nossos engenheiros no local adorariam conversar com você e ajudá-lo a escolher o melhor rolamento para sua aplicação.