Como instalar unidades com rolamentos montados: guia profissional definitivo

Rolamento montado—muitas vezes chamados de mancais tipo pillow block ou unidades flangeadas—são os heróis discretos do ambiente industrial. Eles suportam eixos rotativos, reduzem o atrito e suportam cargas significativas em aplicações que vão de sistemas transportadores a unidades de HVAC.

No entanto, mesmo o rolamento da mais alta qualidade, fabricado por um fornecedor de primeira linha, apresentará falha prematura se não for instalado corretamente. De fato, mais de 15% das falhas prematuras de rolamentos são atribuídas a montagem e instalação inadequadas.

Este guia completo explica tudo o que você precisa saber sobre a instalação de rolamentos montados. Ele contribui para garantir máxima vida útil e eficiência operacional.

Instruções de montagem

A instalação correta de uma unidade de rolamento de esferas é essencial para obter desempenho confiável. O descumprimento das práticas consagradas de montagem pode levar a operação insatisfatória e a uma redução significativa da vida útil do rolamento.

Os princípios sólidos de engenharia e projeto, em geral, desaconselham apoiar um único eixo com mais de dois rolamentos.

O uso de mais de dois rolamentos no mesmo eixo pode provocar cargas internas excessivas e falha prematura do rolamento.

Quando não for possível aumentar o diâmetro do eixo, o uso de mais de dois rolamentos pode ser inevitável. Ainda assim, essa configuração geralmente não é a ideal. Nesses casos, o alinhamento preciso de todos os rolamentos, tanto na direção vertical quanto na horizontal, é fundamental.

Quando se utiliza a configuração recomendada de dois rolamentos, os requisitos de alinhamento são menos rigorosos. Unidades montadas autocompensadoras podem ainda absorver pequenas imprecisões de montagem ou desalinhamento estrutural.

Para obter resultados ideais, os eixos devem ser torneados e retificados, com superfícies lisas e isentas de rebarbas ou áreas ásperas.

Se um eixo já em uso for reaproveitado, monte as unidades de rolamento em áreas lisas e com desgaste mínimo.

Antes da instalação, o eixo e o furo do rolamento devem ser cuidadosamente limpos, e uma fina película de óleo deve ser aplicada ao eixo. Em seguida, a unidade de rolamento deve ser deslizada até a posição. As extremidades do anel interno não devem receber golpes.

Se for necessário aplicar força adicional durante a instalação, ela deve ser aplicada somente ao anel interno, utilizando uma barra ou tubo de metal macio. Posicione a unidade de rolamento com leves batidas.

Entendendo os tipos de rolamentos montados

Antes de iniciar o trabalho, é fundamental identificar qual tipo de mancal e qual mecanismo de travamento estão sendo utilizados.

Estilos de mancal mais comuns

Mancais tipo pillow block (Unidades tipo plummer block)

• Formato do mancal: base horizontal com fixação por parafusos

• Capacidade de carga: predominantemente cargas radiais

• Vantagens: instalação simples; boa estabilidade sobre superfícies planas

• Aplicações típicas: transportadores, ventiladores, bombas e equipamentos agrícolas

Unidades com flange

As unidades com flange são montadas na vertical ou em paredes de máquinas.

Tipos comuns de flange:

• Flange de 2 furos

• Flange de 3 furos

• Flange de 4 furos

Principais características:

• Design compacto

• Alinhamento preciso do eixo

• Adequadas para cargas radiais com cargas axiais limitadas

Aplicações: redutores, máquinas para a indústria alimentícia e equipamentos de embalagem

Unidades esticadoras

Projeto do mancal: com rasgos para ajuste axial

Função principal: tensionamento de correias ou correntes

Vantagens:

• Ajuste de alinhamento facilitado

• Ideais para sistemas sujeitos à dilatação térmica

Aplicações: transportadores, elevadores e sistemas acionados por correia

Unidades de rolamento tipo cartucho

• Estrutura: inserto de rolamento montado em uma carcaça cilíndrica

• Características: alta rigidez e alinhamento preciso

• Instalação: frequentemente utilizadas em carcaças especiais ou de serviço pesado

• Aplicações: siderúrgicas, máquinas de papel e equipamentos industriais pesados

Unidades de rolamento suspensas

• Tipo de montagem: suspensa em estruturas superiores

• Tipo de carga: cargas radiais

• Aplicação: quando a montagem no piso não é possível

• Aplicações: transportadores aéreos e máquinas têxteis

Mecanismos de travamento

• Travamento por parafusos prisioneiros: possui dois parafusos prisioneiros no anel interno, que apertam diretamente sobre o eixo.

• Colar de travamento excêntrico: utiliza um colar com came rebaixado que trava sobre o came do anel interno.

• Manga de fixação cônica: ideal para aplicações de alta rotação ou com elevada vibração; proporciona fixação concêntrica em 360 graus.

Checklist pré-instalação

A preparação faz a diferença entre um serviço de 10 minutos e uma dor de cabeça de 4 horas.

Inspecione o eixo

O eixo é a base do desempenho do seu rolamento.

• Limpeza: remova todas as rebarbas, a ferrugem e a carepa com lixa de esmeril.

• Tolerância: Utilize um micrômetro para verificar se o eixo atende à tolerância especificada pelo fabricante. Em eixos comerciais padrão, isso costuma ser de +0.000 a −002 polegadas.

• Retilineidade: Um eixo empenado provoca carregamento interno e elevação rápida da temperatura.

Inspecione a superfície de montagem

A superfície onde a caixa é assentada deve estar plana e limpa. Se houver irregularidade, a caixa pode sofrer deformação ao apertar os parafusos, exercendo pressão de esmagamento sobre a pista externa.

Guia de instalação passo a passo

Etapa 1: Posicione o rolamento

Deslize o rolamento sobre o eixo. Nunca golpeie o rolamento diretamente. Se o ajuste estiver apertado, utilize um martelo de face macia ou uma luva de montagem que aplique pressão apenas sobre o anel interno.

Etapa 2: Fixe a caixa

Prenda a caixa à superfície de montagem com os parafusos. Nesta etapa, deixe os parafusos apenas com aperto manual. Isso permite que o rolamento se autoalinhe ao eixo antes do travamento final.

Etapa 3: Alinhamento

O desalinhamento é um inimigo silencioso. Certifique-se de que o eixo esteja centralizado na caixa. A maioria dos rolamentos montados é autoalinhante, o que significa que o inserto interno pode bascular dentro da caixa. No entanto, essa capacidade é limitada, normalmente a cerca de ±2 graus.

Etapa 4: Aperto final da caixa

Aplique o torque nos parafusos de montagem conforme as especificações recomendadas. Em unidades flangeadas, utilize o aperto em cruz (padrão estrela) para garantir distribuição uniforme da pressão.

Fixação do rolamento ao eixo

O método depende do tipo de fixação adotado.

Unidades montadas com parafusos prisioneiros

Certifique-se de que o rolamento esteja fixado ao eixo pelo aperto dos dois parafusos prisioneiros. Em casos de vibração significativa ou de empuxo axial, recomenda-se modificar a interface do eixo. Isso pode ser feito por meio da usinagem de um plano ou da pré-furação de um assento, a fim de melhorar a fixação mecânica.

Unidades montadas com anel excêntrico de travamento

O anel excêntrico de travamento fixa o rolamento ao eixo por meio de um anel interno prolongado com canal deslocado. Esse canal se alinha a um canal correspondente no anel, que se encaixa sobre a extensão do anel interno.

A unidade é fixada pela rotação do anel em relação ao anel interno. Isso gera uma força de aperto que atua perpendicularmente ao eixo.

Há um parafuso prisioneiro para evitar o afrouxamento do anel durante rotações reversas ocasionais. No entanto, trata-se apenas de uma medida de precaução e isso não torna o conjunto adequado para rotação bidirecional frequente.

Os fabricantes recomendam que não se utilizem anéis de travamento excêntricos em aplicações com rotação nos dois sentidos.

Para buchas cônicas de adaptação:

Esse procedimento requer uma chave de torque ou o método de "giro da porca". Ele garante que o rolamento seja puxado sobre o cone o suficiente para reduzir a folga interna, sem apertar em excesso.

Por exemplo: como instalar um mancal de pedestal

Os mancais de pedestal são amplamente utilizados em situações em que o eixo é montado paralelo à superfície de apoio. A carcaça normalmente é fabricada em ferro fundido ou aço fundido. A linha central do furo fica perpendicular ao eixo do eixo.

Esses rolamentos foram projetados para suportar eixos rotativos. O ferro fundido ou o aço fundido é empregado para garantir a resistência e a durabilidade necessárias. O mancal de pedestal mais adequado para uma aplicação específica depende da combinação entre o projeto da carcaça e o tipo de rolamento. Seguir as etapas recomendadas de seleção e instalação ajuda a reduzir as paradas e a prolongar a vida útil.

Verifique e limpe o eixo

Primeiramente, examine o eixo para confirmar que está limpo, redondo e reto, sem rebarbas ou lascas. Verifique também se o diâmetro atende às tolerâncias especificadas pelo fabricante.

Para aplicações de alta precisão, recomendamos seguir o [Padrões de precisão h7] para garantir um ajuste perfeito.

Remova qualquer ferrugem com lixa de grão fino ou lixa de esmeril. Em seguida, aplique uma fina película de óleo e remova quaisquer resíduos restantes.

Posicione o rolamento no eixo

Ao montar um mancal de pedestal no eixo, utilize um martelo de borracha junto com um bloco de madeira dura ou um tubo de aço macio. Apoie-o sobre o anel interno quando forem necessários leves golpes. Evite aplicar impacto ou força sobre a carcaça ou os retentores.

Fixe a carcaça à estrutura de montagem com cuidado

Posicione o eixo ao fixar levemente a carcaça à superfície de montagem. Utilize arruelas planas de alta resistência ou arruelas de trava elástica de alta resistência para cobrir as fendas de fixação da carcaça. Isso ajuda a reduzir o risco de afrouxamento.

Determine a posição final de instalação

Antes de apertar totalmente os parafusos, posicione a unidade de rolamento manualmente ou com um martelo de borracha. Isso define sua posição final de montagem.

Fixe a carcaça à estrutura de montagem

Depois de os rolamentos estarem corretamente alinhados, fixe firmemente ambos os conjuntos à superfície de montagem.

Certifique-se de que o eixo possa se deslocar axialmente

Verifique se o eixo pode deslizar axialmente pelo furo do rolamento para confirmar o alinhamento correto. Se isso não for possível, afrouxe a carcaça e ajuste o alinhamento do eixo.

Aperte os dois parafusos de fixação do colar

Primeiro, aperte os dois parafusos sem cabeça do colar. Em seguida, gire o eixo e reaperto-os alternadamente até o torque especificado pelo fabricante. Se não houver torquímetro disponível, utilize uma chave Allen para apertar os parafusos sem cabeça até que fiquem firmemente travados em posição.

Unidade de expansão

Se estiver sendo utilizada uma unidade de expansão, fixe primeiro o rolamento fixo. Em seguida, desloque axialmente o rolamento de expansão até o centro da carcaça. Depois de centralizado, aperte alternadamente os parafusos sem cabeça da unidade de expansão. Siga o mesmo procedimento adotado para o rolamento fixo.

Lubrificação: a base da vida útil do rolamento

A lubrificação correta dos mancais de rolamentos é essencial para alcançar sua vida útil máxima. Os rolamentos devem ser relubrificados em intervalos regulares, que variam conforme o ambiente de operação.

A tabela abaixo apresenta uma orientação geral. A experiência prática é necessária para determinar a frequência ideal de lubrificação em cada aplicação específica.

O tipo e a quantidade de lubrificante utilizados têm impacto direto sobre a vida útil do rolamento. A lubrificação insuficiente pode provocar fadiga superficial prematura nas esferas e nas pistas.

A lubrificação em excesso pode danificar as vedações. Isso permite a entrada de contaminantes e reduz a vida útil do rolamento. O excesso de graxa também pode gerar atrito excessivo, produzindo calor e podendo causar sobreaquecimento do rolamento.

Ao aplicar graxa, faça isso gradualmente com o eixo em rotação. Quando a graxa começar a aparecer nas vedações, o rolamento terá recebido a quantidade adequada de lubrificante.

Os rolamentos não devem operar continuamente acima de 200°F, e a operação intermitente não deve exceder 225°F.

Manutenção e Solução de Problemas

Após a instalação, o trabalho não termina. Implemente um cronograma de manutenção preditiva (PdM).

Sinais Comuns de Problema:

Conclusão

A instalação correta de um rolamento montado garante o funcionamento suave da máquina, reduz o tempo de inatividade e ajuda a economizar custos. Lembre-se: limpar, alinhar, aplicar o torque correto e lubrificar.

Ao seguir essas etapas, você maximiza o retorno sobre o investimento em seu equipamento. Além disso, evita as “falhas catastróficas” que frequentemente ocorrem em plantas com manutenção deficiente.

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