A maioria dasrolamentos de rolos esféricosfalhas que surgem nas primeiras semanas de operação decorrem, em geral, de uma de duas causas: classe de folga radial incorreta ou ajuste de montagem que jamais foi efetivamente verificado. Ambas são evitáveis e, em ambos os casos, tudo se resume a dois valores que o montador pode medir no chão de fábrica com um calibrador de lâminas ou um relógio comparador.
Furo cilíndrico vs. furo cônico: como escolher o método de montagem
Furo cilíndricoO rolamento é prensado ou montado por interferência diretamente em um eixo liso. Sua seleção dimensional e desmontagem são mais simples, e essa é a opção padrão para eixos com cerca de 80 mm, quando uma prensa mecânica ou um aquecedor por indução é suficiente para a montagem.
Furo cônicorolamento (designaçãosufixoK, com cone 1:12 como padrão e 1:30 em alguns tamanhos grandes) é montado em assento cônico no eixo ou, mais comumente, em umabucha de fixaçãopara eixos cilíndricos lisos. À medida que o rolamento avança no cone, o anel interno se expande e trava no eixo — não é necessário ressalto de eixo nem chaveta, razão pela qual os rolamentos de rolos esféricos com furo cônico são padrão em mancais tipo pedestal e em mancais esticadores.
A contrapartida é que uma montagem com furo cônico não pode ser verificada pela medição direta do ajuste por interferência. Em vez disso, mede-se quanto a folga interna foi reduzida ou até que ponto o rolamento avançou no cone. Ambos os métodos são apresentados a seguir.
Folga interna radial: o que realmente significam C2 a C5
A folga interna radial (RIC) é a distância total que um anel pode se deslocar em relação ao outro antes da montagem do rolamento, medida em micrômetros (µm) conforme a ISO 5753. Os rolamentos de rolos esféricos são fornecidos emNormal (CN)folga Normal (CN) por padrão, praticamente em todos os fabricantes.
As classes de folga mais amplas — C3, C4 e C5 — existem porque a própria montagem reduz a folga (o ajuste com interferência expande o anel interno) e o calor em operação a reduz ainda mais (o anel interno მუშაობa mais quente que o anel externo e se expande mais rapidamente).
Valores selecionados parafuro cilíndrico, conforme a ISO 5753-1991:
Faixa do furo (mm) | C2 (µm) | Normal (µm) | C3 (µm) | C4 (µm) |
|---|---|---|---|---|
50–65 | 20–40 | 40–65 | 65–90 | 90–120 |
80–100 | 35–60 | 60–100 | 100–135 | 135–180 |
100–120 | 40–75 | 75–120 | 120–160 | 160–210 |
140–160 | 60–110 | 110–170 | 170–220 | 220–280 |
180–200 | 70–130 | 130–200 | 200–260 | 260–340 |
Furo cônicoas faixas de folga são mais elevadas do que no furo cilíndrico para o mesmo tamanho nominal — para um furo de 100–120 mm, a folga Normal em um rolamento com furo cônico é de 100–135 µm, contra 75–120 µm no furo cilíndrico — porque a interferência decorrente da montagem com bucha é inerentemente maior e exige uma folga inicial mais ampla para alcançar a faixa correta de operação.
Quando passar de Normal para C3:qualquer aplicação com ajuste com interferência no eixo mais apertado que o padrão, ou com temperatura de operação consistentemente acima de cerca de 70°C. Caso contrário, a perda de folga provocada pelo ajuste apertado e pela dilatação térmica pode reduzir a folga Normal a ponto de pré-carregar o rolamento — e um rolamento de rolos esféricos pré-carregado opera com temperatura elevada, o que acelera a degradação do lubrificante ereduz a vida em fadiga.
C4 e C5 existem principalmente para peneiras vibratórias e aplicações de alta rotação e alta temperatura, nas quais se espera uma perda de folga ainda maior em serviço.
Montagem de um rolamento com furo cônico: os dois métodos práticos
Método 1 — Calibrador de lâminas (avanço mecânico), para furo ≤ 120 mm
Meça a folga sem montagem na parte superior do rolamento (posição de 12 horas, rolamento em posição vertical) com um calibrador de lâminas entre o anel externo e o rolo mais alto.
Aloje o rolamento no cone — utilizando uma porca de fixação e arruela trava para furos de até cerca de 80 mm, ou uma porca hidráulica para tamanhos maiores — e verifique periodicamente a folga na parte inferior (posição de 6 horas).
Interrompa o ajuste assim que a redução de folga estiver dentro da faixa recomendada para aquele diâmetro de furo (veja o exemplo prático abaixo).
Em rolamentos com furo acima de 120 mm, a deformação dos anéis sob o próprio peso do rolamento compromete a leitura de um único ponto. A correção padronizada mede a folga em três pontos, em vez de um: “a” na posição de 9 horas, “b” na posição de 3 horas e “c” na posição de 12 ou 6 horas. A folga real é então0,5 × (a + b + c). A média de três pontos elimina a flecha que uma leitura única interpretaria erroneamente como folga.
Método 2 — Método de avanço com porca hidráulica, para rolamentos vedados ou de grande furo
Rolamentos de rolos esféricos vedados não podem ser verificados com calibrador de lâminas, porque a vedação impede o acesso aos rolos. Nesses casos, e também em qualquer rolamento grande com furo cônico, utilize uma porca hidráulica equipada com relógio comparador: a pressão hidráulica leva o rolamento ao longo do cone, enquanto o relógio comparador mede diretamente o deslocamento axial, que se relaciona à redução de folga em função do ângulo de cone.
Exemplo prático — furo de 190 mm, cone 1:12, folga Normal:
Parâmetro | Valor |
|---|---|
Folga radial sem montagem | 0,14–0,20 mm |
Redução-alvo da folga | 0,09–0,13 mm |
Avanço axial em eixo liso | 1,4–2,0 mm |
Avanço axial em bucha de adaptação | 1,5–2,2 mm |
Folga residual mínima após a montagem | 0,07 mm |
Observe que a distância de aperto axial é aproximadamente16 vezesa redução da folga em um cone 1:12 em eixo maciço, e cerca de18 vezespara montagem com bucha — o ângulo do cone amplia uma pequena variação radial até se tornar uma distância que pode ser medida com relógio comparador. Em um cone 1:30, esses multiplicadores sobem para cerca de 39× e 42×, respectivamente, pois um cone mais suave exige um deslocamento axial maior para produzir a mesma expansão radial.
Limite de carga axial em buchas de adaptação e de retirada
Quando um rolamento de rolos esféricos é montado em um eixo liso com bucha de adaptação ou de retirada, sem ombro fixo, a carga axial que o conjunto pode suportar é limitada pelo atrito entre o eixo e a bucha, e não pelo próprio rolamento:
Fap = 3 × B × d
em que Fap é a carga axial máxima admissível em newtons, B é a largura do rolamento em mm e d é o diâmetro do furo em mm. Para o22320rolamento (furo de 100 mm, largura de 73 mm), isso limita a carga axial em montagem com bucha a aproximadamente 21.900 N — bem abaixo da capacidade estática do próprio rolamento, razão pela qual conjuntos com bucha são especificados para aplicações predominantemente radiais, e não para esforços axiais elevados.
Aplicações em mancais tipo pedestal e em caixas autoalinhantes deslizantes
Os rolamentos de rolos esféricos com furo cônico em buchas de adaptação são a solução padrão em mancais tipo pedestal da série SNW/SAF e emunidades tensoras de rolamentoem sistemas transportadores, justamente porque a bucha elimina a necessidade de ombro de eixo ou rasgo de chaveta — um eixo liso e uniforme pode ser usinado, e a posição da caixa pode ser ajustada ao longo de seu comprimento. Os princípios de folga e aperto axial descritos acima se aplicam da mesma forma dentro dessas caixas; a única diferença é que o alojamento da caixa, e não um assento de rolamento usinado em um eixo de maior diâmetro, faz a localização do anel externo.
Erros comuns de montagem
Forçar o rolamento no eixosem verificar primeiro o assentamento uniforme em toda a linha de contato — isso provoca deformação dos anéis, que se manifesta como vibração prematura.
Aperto desigual da porca de fixação— puxa o rolamento sobre o cone em ângulo, gerando desalinhamento que a capacidade de autoalinhamento do próprio rolamento pode mascarar por algum tempo, até deixar de compensar.
Omitir totalmente a verificação da folgae montar “no tato” — a causa mais comum de falha prematura de rolamentos em montagens com furo cônico.
Usar lâmina calibrada em um rolamento vedado— é fisicamente impossível obter uma leitura precisa; utilize, em vez disso, o método de avanço axial.
Perguntas frequentes
Folga radial é a mesma coisa que pré-carga do rolamento?
Não — a folga é o espaço existente antes da aplicação de qualquer força externa; a pré-carga é uma folga negativa induzida intencionalmente, utilizada em alguns pares de rolamentos de precisão. Um rolamento de rolos esféricos corretamente montado mantém alguma folga residual positiva após a montagem (veja o mínimo de 0.07 mm no exemplo prático); ele não opera com pré-carga.
Com que frequência a folga montada deve ser reavaliada após a instalação?
Isso não faz parte da rotina de manutenção em operação — a redução da folga é verificada uma única vez, durante a montagem. Depois disso, considera-se a dilatação térmica durante o funcionamento, conforme a classe de folga definida previamente.
Um ajuste mais apertado no eixo significa sempre que devo migrar para C3 ou C4?
Somente se a perda de folga resultante levar o rolamento a uma condição próxima de folga zero em regime de operação. Em ajustes com interferência moderada e temperaturas normais de funcionamento, a folga Normal, combinada com um avanço axial corretamente medido, costuma ser suficiente — migrar diretamente para C4 sem verificar os valores pode deixar o rolamento com folga excessiva, o que se traduz em ruído e escorregamento dos rolos, e não em superaquecimento.
Os valores de folga e as relações de avanço axial apresentados estão em conformidade com a ISO 5753-1 e com as geometrias cônicas padrão 1:12/1:30. Os números são representativos para a combinação de furo e cone indicada; confirme os valores exatos nas instruções de montagem do seu fornecedor para o rolamento específico antes da instalação.
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