A velocidade do rolamento é fundamental para a eficiência e a durabilidade das máquinas. Sua capacidade costuma ser avaliada pela temperatura de operação.
Excesso de atrito O calor indica possível excesso de velocidade de rotação, o que pode levar a falhas como grimpagem.
Além da temperatura, alguns rolamentos apresentam limites mecânicos intrínsecos que influenciam sua velocidade.
Este artigo aborda a importância da velocidade do rolamento, sua relação com a temperatura e o papel das restrições mecânicas.
Classificações de velocidade nas tabelas de produtos de rolamentos
A análise das capacidades dos rolamentos costuma levar os profissionais às tabelas de produtos de rolamentos.
Essas tabelas evidenciam os limites de velocidade dentro dos quais os rolamentos podem operar com segurança.
A seguir, apresentamos de forma objetiva as principais classificações de velocidade:
Velocidade de referência
Condições térmicas: esta classificação indica a velocidade em que um rolamento pode operar sem sobreaquecimento.
Norma ISO 15312: a conformidade com essa norma internacional assegura o desempenho ideal do rolamento nas condições térmicas especificadas.
Aplicável especialmente a rolamentos abertos: as velocidades de referência se destinam principalmente a esses modelos, destacando seus limites operacionais em determinadas condições.
Velocidade limite
Restrições mecânicas: esta classificação destaca o limite mecânico a partir do qual a integridade do rolamento pode ficar comprometida.
De caráter orientativo, não proibitivo: a velocidade limite funciona como um parâmetro de alerta, exigindo uma análise operacional detalhada quando está próxima ou é alcançada.
Crítica para rolamentos vedados: para rolamentos com contato vedações, a velocidade limite muitas vezes determina sua capacidade operacional máxima.
Rolamentos com vedações de contato
Os rolamentos com vedações de contato dependem predominantemente da velocidade limite para definir sua velocidade máxima de operação.
Diferentemente de outros tipos de rolamentos, muitas vezes não apresentam velocidades de referência nas tabelas de produtos.
A presença de vedações, embora ofereça proteção contra contaminantes, influencia a velocidade do rolamento em razão do atrito adicional.
Por isso, compreender esse equilíbrio é fundamental para seu uso eficiente.
Condições-padrão ISO
A norma ISO 15312 estabelece diretrizes específicas para a تعیینação da velocidade de referência de um rolamento, permitindo que engenheiros e usuários tomem decisões embasadas sobre suas capacidades de rotação.
Parâmetros que influenciam a velocidade de referência ISO
Dissipação de calor: a velocidade de referência é definida com base em uma dissipação térmica de referência preestabelecida, assegurando que o rolamento opere em equilíbrio térmico.
Carga Condições: operações com carga leve são essenciais, e os rolamentos radiais (por exemplo, rolamentos de esferas de canal profundo) apresentando carga P = 0.05 C0P=0.05C0, enquanto os rolamentos axiais (por exemplo, rolamentos axiais de esferas) trabalham com P = 0.02 C0P=0.02C0.
Elevação de temperatura: o parâmetro de referência é um aumento nominal de 50°C (90°F) acima de uma referência ambiente de 20°C (70°F).
Requisitos de lubrificação: a lubrificação a óleo é fundamental, especificamente com óleo mineral sem aditivos EP. Os rolamentos radiais utilizam ISO VG32, enquanto os rolamentos axiais adotam ISO VG68.
Aplicabilidade em rolamentos abertos
A velocidade de referência ISO é estritamente válida para rolamentos abertos. Eles devem apresentar:
Condições de limpeza adequadas para garantir desempenho ideal.
Condições adequadas de operação folga, conforme determinado pela seleção inicial da folga interna.
Uma configuração com eixo horizontal, anel interno rotativo e anel externo estacionário.
Ausência de condições de referência para rolamentos vedados
Os rolamentos vedados não têm velocidades de referência especificadas na maioria das tabelas de produtos, devido aos desafios específicos impostos pelas vedações, incluindo maior atrito e potencial de elevação de temperatura.
Lubrificação com graxa e picos de temperatura
A norma ISO não define condições de referência para rolamentos vedados.
Esta norma, originalmente formulada para lubrificação a óleo, estende-se à lubrificação com graxa, desde que seja utilizada uma graxa à base de lítio com óleo mineral de base e viscosidade entre 100 e 200 mm²/s.
Na lubrificação com graxa, os rolamentos podem registrar um pico de temperatura durante a fase inicial de partida.
Isso exige um período de assentamento para que os rolamentos atinjam uma temperatura de operação em regime estável, assegurando desempenho ideal e maior vida útil.
Velocidade de referência ajustada
Compreender a velocidade de referência ajustada é fundamental em aplicações de rolamentos, pois oferece uma abordagem mais adequada do que a velocidade de referência ISO padronizada.
Cálculo: ajuste a velocidade de referência com base nas condições específicas de operação da máquina, considerando as condições reais de aplicação.
Carga e Lubrificante Viscosidade: esses fatores influenciam significativamente a velocidade do rolamento e exigem ajustes precisos para assegurar operação ideal.
Abordagem conservadora: priorize a segurança e a vida útil adotando uma postura cautelosa em relação aos resultados calculados.
Análise térmica: além dos ajustes de carga e lubrificante, a análise térmica é essencial para compreender a dissipação de calor e assegurar o desempenho máximo.
Limite mecânico de velocidade
As tabelas de produto destacam uma velocidade-limite definida para configurações padrão de rolamentos.
Essa velocidade não deve ser excedida, a menos que sejam feitas modificações no projeto do rolamento para suportar velocidades mais elevadas.
Para aproveitar de forma eficaz a velocidade-limite do rolamento:
Lubrificação
A lubrificação adequada é fundamental. À medida que se aproxima do limite superior de velocidade, pode ser necessário migrar para lubrificação a óleo.
Fatores determinantes da velocidade-limite
Diversos fatores definem esse limite de velocidade:
Gaiola Integridade: a estabilidade estrutural e a resistência da gaiola exercem papel significativo.
Lubrificação da superfície da gaiola: a lubrificação adequada das superfícies de guia da gaiola assegura operação contínua.
Forças atuantes: as forças centrífugas e de giro aplicadas aos elementos rolantes podem influenciar os limites de velocidade.
Fatores externos: elementos como determinados retentores e a escolha do lubrificante, especialmente em rolamentos vedados, também podem afetar o potencial de velocidade do rolamento.
Ao considerar rolamentos abertos de esferas, é fundamental observar que seu projeto e sua estrutura podem exigir considerações específicas em relação à velocidade-limite.
Operação de rolamentos acima dos limites de velocidade
Operar um rolamento acima dos seus limites de velocidade padrão exige precisão e análise criteriosa. Antes de prosseguir:
Análise térmica
Realize uma avaliação minuciosa para compreender a capacidade de tolerância do rolamento a velocidades mais elevadas.
Medidas a considerar na operação acima dos limites de velocidade
Controle de temperatura: implemente refrigeração adicional para compensar a elevação da temperatura do rolamento.
Folga do rolamento: ajuste a folga para compensar qualquer redução provocada pelo aumento de temperatura.
Tolerância de ajuste da caixa: faça as modificações necessárias para manter a mobilidade axial dos anéis externos do rolamento não fixo.
Precisão do rolamento: assegure que a tolerância do rolamento e a precisão geométrica dos componentes relacionados evitem vibrações excessivas.
Considerações sobre a gaiola: avalie projetos alternativos de gaiola adequados a velocidades mais altas.
Compatibilidade da lubrificação: verifique se o método e o tipo de lubrificação estão alinhados ao projeto da gaiola e às temperaturas operacionais mais elevadas.
Intervalo de relubrificação: para rolamentos lubrificados com graxa, reavalie o intervalo de relubrificação e considere a migração para lubrificação a óleo, se necessário.
Em essência, ultrapassar os limites de velocidade do rolamento é possível, mas exige uma abordagem criteriosa e atenta.
Conclusão
Respeitar os limites de velocidade do rolamento é fundamental tanto para o desempenho ideal quanto para a segurança.
Ao considerar velocidades mais elevadas, é indispensável adotar as precauções de segurança necessárias.
Essa cautela assegura a vida útil prolongada e a operação consistente dos rolamentos.
Na LILY Bearing, destacamos a importância desses limites e oferecemos produtos desenvolvidos para priorizar desempenho duradouro e segurança.
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