Rolamentos de giro, também conhecidos como anéis de giro ou rolamentos de mesa giratória, permitem o movimento rotacional enquanto suportam cargas elevadas.

São essenciais em diversas aplicações, como guindastes, turbinas eólicas e escavadeiras.

Kaydon e a LILY são fabricantes renomados de rolamentos de giro.

Neste artigo, é apresentada uma comparação entre Kaydon e LILY em relação aos rolamentos de giro de uma carreira de contato em quatro pontos MTE-210T, com dimensões de ∅8.268 x ∅14.686 x1.575 polegadas.

A análise comparativa revela diferenças em MTE-210To material base, o tratamento térmico, a graxa, as dimensões, a precisão de rotação e a carga estática.

Compreender essas diferenças pode ajudar os usuários a selecionar os rolamentos de giro mais adequados para suas necessidades específicas.

Comparação do material base

Anel interno e anel externo

Tabela 1 Comparação do material base do anel interno e do anel externo

Atributo/Marca

KAYDON

LILY

Material original

50Mn

42CrMoA

Material recomendado

Aço temperado C45 E ou aço 42C2/46Cr2

42CrMo (equivalente a 42CrMo4 (1.7225))

Composição química

C: 0,52-0,54%

Si: 0,20-0,21%

Mn: 1,51-1,61%

Ni: 0,024-0,031%

P: 0,0132-0,0135%

S: 0,0077-0,0087%

Cr: 0,24-0,25%

Cu: 0,042%

C: 0,38-0,45%

Si: 0,17-0,37%

Mn: 0,50-0,80%

P: ≤0,030%

S: ≤0,030%

Cr: 0,90-1,20%

Mo: 0,15-0,25%

Propriedades mecânicas

Resistência à tração: 975 MPa

Alongamento: 17,5%

Limite de escoamento: ≥930 MPa

Resistência à tração: ≥1080 MPa

Alongamento: ≥12%

Dureza: ≤217 HB

Substituição de material

Sem materiais substitutos disponíveis localmente

42CrMo-GB/T 3077 em substituição ao 50Mn

Esferas

Tabela 2 Comparação do material bruto das esferas

Atributo/Marca

KAYDON

LILY

Especificação do material

100Cr6 EN ISO 683-17:2000

GCr15-GB/T 18254

Composição química

C:0,99%, Si:0,28%, Mn:0,30%, P:0,0093%, S:0,0055%, Cr:1,49%, Ni:0,017 Mo:0,006, Ti: ≤0,0007%; Al:0,0073%; Cu: 0,018%

C:0,95-1,05%, Cu:≤0,25%, Si:0,15-0,35%, O:≤0,0012%, Mn:0,25-0,45%, Ti:≤0,005%, P:≤0,025%, Al:≤0,05%, S:≤0,02%, As:≤0,04%, Cr:≤1,40-1,65%, As+Sn+Sb:≤0,075%, Ni:≤0,25%, Pb:≤0,002%, Mo:≤0,10%

Propriedades mecânicas

Limite de escoamento: ≥590 MPa,

Resistência à tração: ≥830-1130 MPa,

Alongamento: ≥10%,

Diâmetro: 30 mm,

Recozido para obtenção de carbonetos esferoidizados: ≤207HBW,

Recozido e conformado a frio: ≤241HBW

Limite de escoamento: ≥518,42 MPa,

Resistência à tração: ≥861,3 MPa,

Alongamento: ≥27,95%,

Dureza após recozimento de esferoidização: 179-207 HBW,

Dureza após recozimento de amolecimento: ≤245 HBW

Como o material GCr15 da marca LILY é considerado equivalente ao 100Cr6 da marca KAYDON no mercado, há semelhanças nas propriedades mecânicas e na composição química.

No entanto, os processos específicos de tratamento térmico e os requisitos de dureza podem diferir, o que pode afetar o desempenho e a durabilidade global das esferas e do rolamento.

Comparação de Tratamento Térmico

Anel interno e anel externo

Tabela 3 – Comparação do Tratamento Térmico do Anel Interno e Externo

Atributo de Tratamento Térmico/Peça/Marca

KAYDON

LILY

Tratamento Térmico do Anel Interno e Externo

Substrato do anel externo (HRC):32,2-33,5

Substrato do anel interno (HRC):34-34,5

Tratado termicamente para HRC 30-35 no corpo dos anéis interno e externo do rolamento LILY antes da usinagem final.

Tratamento Térmico das Pistas Interna e Externa

Profundidade padrão da camada endurecida de 3,5 mm.

Pista do anel externo (HRC): 61-62,5

Endurecimento seletivo, com dureza superficial da pista interna de HRC 57-62 e profundidade de camada de ≥2,5 mm.

Marcas de tratamento térmico

Os rolamentos Kaydon apresentam marcas após o tratamento térmico.

As marcas de tratamento térmico são removidas após a retificação final das pistas dos rolamentos LILY Bearing.

Requisito de dureza

Substrato do anel externo (HRC): ≤23,1

Pista do anel externo (HRC): 55-60

Substrato do anel interno (HRC): 21-27,8

Profundidade da camada endurecida padrão ≥2 mm

HRC 18-21 para os anéis interno e externo.

Impacto do tratamento térmico

Não há indicação de impacto específico do tratamento térmico sobre o desempenho do rolamento.

Observou-se pouca deformação após mais de um ano de operação, o que indica que a dureza atual tem impacto mínimo sobre a função do rolamento.

Tabela 4: Kaydon versus LILY Bearing em dureza superficial

LILY HRC

Kaydon HRC

Estrutura do rolamento

Localização

HRC

Estrutura do rolamento

Localização

M140

M134

M138

Anel interno

Borda

19

Anel interno

Borda

30

33

32

21

31

32

32

21

31

31

31

Centro

19

Centro

31

34

32

19

31

32

34

20

31

33

33

Anel externo

Borda

18

Anel externo

Borda

34

35

35

19

34

35

35

18

33

35

36

Centro

19

Centro

32

34

33

18

33

33

33

20

32

34

34

Ilustração da dureza da superfície de um rolamento de giro

Figura 1 Ilustração da dureza superficial do rolamento de giro

Tabela 5 Lily Bearing na planicidade da superfície

Item inspecionado de um rolamento Lily com falha

Resultados

Planicidade da superfície de contato do anel externo

0,030 mm

Planicidade da superfície de contato do anel interno

0,020 mm

Esferas

Tabela 6 Comparação do tratamento térmico das esferas

Atributo / marca do tratamento térmico das esferas

KAYDON

LILY

Especificação do tratamento térmico

Processo de têmpera total das esferas do rolamento Kaydon, conforme "SKF Slewing-bearing_tcm", p. 57, porém sem requisito específico de dureza informado.

A dureza das esferas do rolamento Lily é HRC 61-66, em conformidade com as esferas da Kaydon.

Requisito de dureza

HRC 64-65

HRC 61-66

Impacto do tratamento térmico

Não foi informado impacto específico do tratamento térmico no desempenho das esferas.

Não foi informado impacto específico do tratamento térmico no desempenho das esferas, mas os valores de dureza são comparáveis aos da Kaydon, o que indica potencial desempenho semelhante.

Comparação de graxas

Kaydon

Tabela 7 Graxas lubrificantes adequadas para rolamentos de giro Kaydon

Fabricante

Graxa interna para rolamentos

BP

Energrease LS-EP 1

Castrol

HD Lithium 1

Chevron

Dura-Lith Ep 1

ExxonMobil

Mobilux Ep 1

Klüber

Klüberplex BEM 41-141

Lubrificantes USA (FINA)

Marson EPL 1

Shell

Alvania EP 1

Texaco

Multifak EP 1

Tabela 8 Características típicas da BP Energrease LS-EP 1 (sujeita às tolerâncias usuais de fabricação.)

Nome

Método

Unidades

LS-EP1

Aparência

Visual

Marrom

Textura

Lisa

Consistência NLGI

1

Ponto de gota

ASTM D2265

ºC

185

Penetração a 25 ºC

ASTM D217

60 golpes

dmm

325

100 000 golpes

dmm

345

Teor de água

ASTM D128

% em massa

<0.1

Prevenção de ferrugem EMCOR

IP 220

Classificação

0

Carga OK Timken

ASTM D2509

kg

20

lb

45

Estabilidade à oxidação (100 h)

ASTM D942

bar

0.30

Corrosão Timken

IP112

Classificação

Aprovado

(149 ºC, 8 h, cobre/aço)

Viscosidade do óleo base a 40 ºC

155

LILY

O éster de lítio No. 2 (Great Wall) é utilizado como graxa lubrificante dos rolamentos LILY Bearing. A LILY Bearing pode desenvolver graxas sob encomenda, conforme a solicitação dos clientes.

Tabela 9 — Características típicas do éster de lítio No. 2 (Great Wall)

Item

Éster de lítio No. 2 (Great Wall)

Aparência

pomada homogênea de coloração amarelo-clara a marrom

Campo de aplicação

Indicado para a lubrificação de rolamentos, mancais de deslizamento e outras partes de atrito de equipamentos mecânicos em geral

Especificação técnica

GB7324

Penetração de cone em trabalho, 0,1 mm

280

Temperatura de operação

-20℃~120℃

Ponto de gota

200°C

Penetração de cone em trabalho estendida (100000 vezes 0,1 mm)

289

Perda por lixiviação em água (38℃, 1h) %

1.60%

Resistência à corrosão (52℃, 48h)

nível 1

Inspeção visual

Marcas de tratamento térmico

LILY vs. Kaydon nas marcas de tratamento térmico

Fig. 2 LILY vs. Kaydon nas marcas de tratamento térmico

A diferença está no resultado de processos distintos de usinagem da pista de rolamento:

  1. Kaydon: endurecimento seletivo da pista de rolamento após a usinagem de acabamento;

  2. LILY: retificação final da superfície após o endurecimento seletivo da pista de rolamento, com eliminação das marcas de tratamento.

Marcação dos dentes

Cor real da marcação nos rolamentos reais da LILY e da Kaydon-1

Fig. 3 Cor real da marcação nos rolamentos reais da LILY e da Kaydon

  1. As marcas nos dentes são indicadas para dentes com folga mínima da engrenagem. A cor é definida pelo fornecedor do rolamento.

  2. Isto é específico para a montagem da engrenagem.

Posição do bujão de enchimento e do engraxador

Posição do bujão de enchimento e do engraxador nos rolamentos reais da LILY e da Kaydon

Fig. 4 Posição do bujão de enchimento e do engraxador nos rolamentos reais da LILY e da Kaydon

  1. O enchimento é utilizado para a instalação das esferas e, em seguida, é vedado com o plugue.

  2. A posição entre o ponto de enchimento e a graxeira depende do fornecedor do rolamento; não há relação entre esses elementos, e isso não afeta a utilização.

Engrenagem

Antes e depois do uso do rolamento LILY

Fig. 5 Antes e depois do uso do rolamento LILY

Pista de rolagem do anel interno

Diversos modos de falha da pista de rolagem da Kaydon

Fig. 6 Diversos modos de falha da pista de rolagem da Kaydon (Fonte: SKF Bearing damage evaluation guide.pdf)

Não se observa desgaste na pista de rolagem do anel interno de um rolamento LILY com falha.

Pista de rolagem do anel interno de um rolamento LILY com falha

Fig. 7 Pista de rolagem do anel interno de um rolamento LILY com falha

Pista de rolagem do anel externo

Diversos modos de falha da pista de rolagem externa da Kaydon

Fig. 8 Diversos modos de falha da pista de rolagem externa da Kaydon (Fonte: SKF Bearing damage evaluation guide.pdf)

Não se observa desgaste na pista de rolagem do anel externo de um rolamento LILY com falha.

Pista de rolagem do anel externo de um rolamento LILY com falha

Fig. 9 Pista de rolagem do anel externo de um rolamento LILY com falha

Esferas

Não foram encontrados desgaste, corrosão, trincas etc. nas esferas de aço de um rolamento LILY com falha.

Esferas de um rolamento LILY com falha

Fig. 10 Esferas de um rolamento LILY com falha

Tamanho

Tanto a Kaydon quanto a LILY fabricam rolamentos de giro com diâmetros externos que variam de apenas 4 polegadas até 282 polegadas (10 cm a 7,2 m).

Consulte o relatório de ensaio do PN MTE-210T.

Tabela 10. Relatório de ensaio do PN MTE-210T

Item

Desenho

Resultados (mm)

LILY

KAYDON

Diâmetro externo

Φ373.02(0~-0.3)(14.686’’-0.015)

-0.2

-0.25

Diâmetro interno do anel externo

Φ293.19(0-0.12)(11.543’’-0.005~0)

+0.02

+0.01

Diâmetro interno

Φ210(0~-0.3)(8.268’’-0.012)

-0.25

-0.2

Diâmetro externo do anel interno

Φ283.29(-0.12~0)(11.153’’-0.005~0)

-0.08

-0.07

Altura do anel externo

38±0,3(1,496’’±0,012)

0

+0,1

Altura do anel interno

38±0,3(1,496’’±0,012)

-0,055

-0,1

Altura de montagem

40±0,7(1,575’’±0,030)

-0,04

-0,1

Salto do diâmetro externo

0,1

0,01

0,1

Salto do diâmetro interno

0,1

0,01

0,1

Folga axial

0~0,017

0

0

Quantidade de furos de montagem do anel externo

16

16

16

Dados dos furos de montagem do anel externo

5/8-11UNC 2B

5/8-11UNC 2B

5/8-11UNC 2B

Diâmetro do círculo de centros dos furos de montagem do anel externo

Φ335±0,25(13,19’’-0,015)

±0,1

±0,1

Quantidade de furos de montagem do anel interno

20

20

20

Dados dos furos de montagem do anel interno

5/8-11UNC 2B

5/8-11UNC 2B

5/8-11UNC 2B

Diâmetro do círculo de centros dos furos de montagem do anel interno

Φ240±0.25(9.449’’-0.015)

+0,1

+0,1

Furo de lubrificação do anel interno

2-1/8-27NPT

2-1/8-27NPT

2-1/8-27NPT

Quantidade de dentes

72

72

72

Espaçamento dos furos do anel interno

65,3±0,3

-0,04

-0,1

Espaçamento dos furos do anel externo

37,5±0,3

-0,06

-0,1

Batimento radial

0,15

0,04

0,05

Comprimento normal comum (número de dentes abrangidos: 9)

132,596(-0,07~-0,14)

-0.08

-0,1

Forma do dente

Pressão de dente curto Fellows

Ângulo

20°

Diâmetro primitivo

365.75(14.4’’)

Passo diametral

5/7

Acréscimo de dente

3.05(0.1429’’)

Profundidade total

8.17(0.3215’’)

Espessura do dente no diâmetro primitivo

-0.3142/0.3067

Folga de folga lateral

-0-0.0075

Precisão de rotação

Folga axial

Tabela 11 Resultado do teste de folga axial

Marca da amostra

Duração do ensaio

Item de ensaio

Resultado do ensaio

Normas

(μm)

Dados do ensaio

(μm)

1

Kaydon

Antes do ensaio de carga estática axial

Folga interna axial

folga

0~18

15

Após o ensaio de carga estática axial

Folga interna axial

folga

/

18

2

LILY

Antes do ensaio de carga estática axial

Folga interna axial

folga

0~18

4

Após o ensaio de carga estática axial

Folga interna axial

folga

/

6

Resultados do ensaio de precisão de rotação (batimento axial)

Tabela 12 — Resultado do ensaio de precisão de rotação

Marca da amostra

Duração do ensaio

Item de ensaio

Resultado do ensaio

Normas

(μm)

Dados do ensaio

(μm)

1

Kaydon

Antes do ensaio de carga estática axial

Kia

150

26

Sia

100

30

Sea

100

17

Após o ensaio de carga estática axial

Kia

/

40

Sia

/

45

Sea

/

30

2

LILY

Antes do ensaio de carga estática axial

Kia

150

25

Sia

100

19

Sea

100

20

Após o ensaio de carga estática axial

Kia

/

20

Sia

/

20

Sia

/

12

Ensaios de campo das capacidades de carga axial estática

  1. Estática carga axial O ensaio de carga estática do rolamento de giro MTE-210T da LILY foi realizado em 10 de maio no Shanghai Bearing Technology Research Institute (instituto terceirizado de referência no setor de rolamentos na China);

  2. Foi aplicada uma carga axial de 3 Ton em ambas as amostras de rolamentos da LILY e da Kaydon.

Métodos de ensaio

  1. Inspeção inicial:
    Realize uma inspeção inicial da amostra para verificar os seguintes itens: diâmetro interno, precisão de rotação (batimento axial do anel interno, batimento diametral do anel interno, batimento axial do anel externo) e folga axial.

Inspeção inicial

Fig. 11 Inspeção inicial

  1. Ensaio de carga estática axial:

Fixe a amostra ao dispositivo de ensaio, aplique inicialmente 1kN por 3 minutos, zere o indicador, em seguida aumente até 20kN à taxa de 0.2kN/segundo, mantenha por 3 minutos, registre a deformação total e, por fim, reduza na mesma taxa até 1kN para medir a deformação permanente.

Registro do valor do retorno numérico

Fig. 12 Registro do valor do retorno numérico

  1. Reinspeção da amostra:
    Após a conclusão do ensaio de carga estática axial, reinspecione a amostra quanto ao diâmetro interno, à precisão de rotação (batimento axial do anel interno, batimento diametral do anel interno e batimento axial do anel externo) e à folga axial.

Reinspeção da amostra

Fig. 13 Reinspeção da amostra

  1. Comparação dos resultados do ensaio de carga estática axial

Tabela 13 Resultado do ensaio de carga estática axial

Marca da amostra

Pré-carga(kN)

Carga nominal (kN)

Deformação total

(mm)

Deformação permanente (mm)

Kaydon

1.5

30

0.103

0.008

LILY

1.5

30

0,076

0,006

  1. Inspeção após desmontagem

(1) A amostra da Kaydon não foi desmontada conforme a exigência do cliente;

(2) A amostra da LILY foi desmontada e, na inspeção visual, foram observadas algumas marcas curvas ao longo da direção circunferencial na pista.

Comparação das curvas de empuxo e momento entre Kaydon e LILY

As curvas apresentadas pelos rolamentos da LILY e da Kaydon praticamente coincidiram (é necessário inverter o sistema de coordenadas para a LILY).

Curva de empuxo e momento da Kaydon

Fig. 14 Curva de empuxo e momento da Kaydon

EMPUXO E MOMENTO DA LILY

Fig. 15 Curva de empuxo e momento da LILY

Observações: 1. A curva do rolamento LILY foi estabelecida a partir do software “SlewBrg V3.0”;

  1. A curva do rolamento Kaydon pode ser consultada no catálogo da Kaydon, na página 70, “Kaydon _Catlog_390.pdf”;

  2. Mais informações sobre como a LILY desenvolveu a curva de empuxo e momento podem ser encontradas em “Establishment of MTE-210T LILY slew bearing loading curve.pdf”.

Conclusão

A análise comparativa entre as coroas de giro LILY e Kaydon concentra-se em vários aspectos-chave, incluindo matéria-prima, tratamento térmico, propriedades mecânicas e desempenho sob carga.

O material da LILY apresenta maior teor de carbono, o que, em geral, resulta em maior dureza e resistência ao desgaste, contribuindo para uma melhor capacidade de suporte de carga.

A aplicação de graxa da LILY pode ser ajustada conforme os requisitos do cliente.

Tanto os rolamentos de coroa de giro Kaydon quanto os da LILY apresentaram desempenho semelhante sob carga.

A escolha entre eles deve ser feita com base nos requisitos específicos da aplicação, incluindo a necessidade de resistência mecânica, resistência ao desgaste e tolerância à temperatura.

A manutenção regular e a adoção das melhores práticas contribuem para assegurar a vida útil e a confiabilidade dos rolamentos.