O que é um rolamento axial de rolos cilíndricos? Construção, capacidades de carga e aplicações

Coloque um rolamento axial de rolos cilíndricos ao lado de um rolamento axial de esferas projetado para o mesmo eixo de 30 mm, e a diferença fica evidente de imediato: a versão de rolos é cerca de 29% mais estreita — 11 mm de largura, em vez de 15,5 mm.

Ele também suporta aproximadamente 69% mais carga estática. Essa troca — uma seção axial mais delgada em troca de maior capacidade de carga axial em um único sentido — é exatamente o motivo de esse tipo de rolamento existir como uma categoria própria, distinta dos rolamentos axiais de esferas que normalmente vêm à mente primeiro.

O que um rolamento axial de rolos cilíndricos não faz

Comece pela limitação, porque é esse detalhe que define se esse rolamento é, de fato, a escolha adequada: os rolamentos axiais de rolos cilíndricos suportam cargas axiais elevadas e picos de carga em um único sentido, mas não suportam carga radial — trata-se de uma afirmação direta da própria descrição de categoria da linha de produtos, e não de uma regra prática genérica.

A geometria não incorpora curvatura de pista capaz de reagir a uma força lateral. Se o eixo estiver submetido a carga axial e radial ao mesmo tempo, o componente radial precisa ser suportado integralmente por um rolamento separado.

Construção do rolamento axial de rolos cilíndricos: três componentes

Ao contrário de um rolamento de esferas vedado, o rolamento axial de rolos cilíndricos é especificado — e frequentemente adquirido — como três componentes separados: um anel do eixo, um anel da caixa e um conjunto axial de rolos e gaiola que opera entre eles.

Os códigos de catálogo tornam isso visível diretamente no prefixo:WSpara o anel do eixo,GSouOWpara o anel da caixa, eKpara o conjunto de rolos e gaiola. Em dimensões maiores, às vezes se usa IW/OW em vez de WS/GS — ambos têm o mesmo significado: anel interno e anel externo.

Dividir o rolamento em três partes não é apenas uma convenção de nomenclatura. Isso permite combinar um mesmo conjunto de rolos e gaiola com diferentes tipos de anéis — anéis planos para uma montagem fixa, anéis autoalinhantes quando a aplicação admite certo desalinhamento do eixo —, motivo pelo qual os catálogos relacionam os anéis e os conjuntos de rolos e gaiola como itens separados, e não como uma unidade fixa única.

Também existe um padrão de nomenclatura que vale conhecer antes mesmo de abrir uma ficha técnica: códigos de peça que terminam em"TN"utilizam gaiola de PA66 reforçado com fibra de vidro, enquanto os códigos de peça terminados em"M"utilizam gaiola usinada em latão. Isso se mantém consistente em todos os tamanhos verificados neste catálogo, do 81103 TN com furo de 17 mm até o 81120 TN com furo de 100 mm (ambos em PA66), passando a latão a partir do 81140 M com furo de 200 mm e permanecendo em latão até o 811/1000 M com furo de 1.000 mm.

Capacidades de carga dos rolamentos axiais de rolos cilíndricos por tamanho

A série 811/812 abrange uma variação de diâmetro de furo de quase 60 vezes dentro de uma única família de catálogo, e os valores acompanham essa escala.

Duas tendências se destacam. Primeiro, a relação entre capacidade estática e dinâmica aumenta com o porte — de 2,6:1 no furo de 17 mm até 6,8:1 no furo de 1.000 mm —, o mesmo comportamento observado nos rolamentos axiais de rolos cônicos, o que sugere tratar-se de uma característica geral da forma como essas classificações baseadas em fadiga se escalam, e não de algo exclusivo de um único tipo de rolamento.

Em segundo lugar, a velocidade máxima cai cerca de 28 vezes ao longo da faixa, de 8.500 rpm no menor furo para 300 rpm no maior — um lembrete de que um rolamento com elevada capacidade de carga estática nem sempre é um componente de alta rotação.

Consulte os atuaiscódigos de rolamentos axiais de rolos cilíndricospara consultar as especificações por dimensão.

Comparação com o mesmo furo: rolos cilíndricos versus esfera axial

Com o mesmo furo de 30 mm, os dois tipos de rolamento equilibram altura de seção reduzida e capacidade bruta.

Com o mesmo diâmetro interno, a versão com rolos cilíndricos é mais esbelta, suporta maior carga em termos estáticos e dinâmicos e — neste comparativo específico — ainda supera a versão de esferas em velocidade máxima. A vantagem do rolamento axial de esferas aparece em outro ponto: menor atrito sob cargas muito baixas e maior tolerância a pequenos desalinhamentos, por meio de versões com arruela de assento autoalinhante, características que não aparecem em uma tabela de capacidade de carga.

Para comparar os rolamentos axiais de rolos cilíndricos com o projeto de rolos cônicos para serviço mais severo, vejaO que é um rolamento axial de rolos cônicos?Para a visão geral da categoria, vejaO que é um rolamento axial?

Aplicações de rolamentos axiais de rolos cilíndricos

A combinação entre alta capacidade de carga axial em um único sentido e reduzida ocupação axial torna os rolamentos axiais de rolos cilíndricos uma especificação frequente em fusos de máquinas-ferramenta, redutores e outros equipamentos nos quais o espaço de montagem axial é limitado, mas a carga axial aplicada nesse espaço é elevada.

Trata-se de uma prática geral de engenharia, e não de uma afirmação vinculada a uma citação específica de catálogo — diferentemente da construção TTHD de rolos cônicos, a descrição de categoria desta linha de produtos não menciona setores de aplicação específicos.

Perguntas frequentes

O que realmente acontece se este rolamento for submetido a carga radial em operação?

Como os rolos entram em contato apenas por linha sobre a superfície plana da arruela, uma força radial tende a desalinhá-los em vez de permitir um rolamento uniforme. Esse contato irregular, com carga concentrada nas bordas, eleva a tensão nas extremidades dos rolos e acelera de forma significativa o desgaste.

Em uma aplicação submetida a carga radial, a vida útil do rolamento normalmente cai muito mais rapidamente do que os valores de capacidade de carga indicariam, pois esses números pressupõem carregamento axial puro.

Em que ele difere de um rolamento axial de rolos agulha?

A disposição básica é a mesma — rolos entre duas arruelas planas —, mas umrolamento axial de rolos agulhautiliza rolos de diâmetro muito menor, o que reduz ainda mais a seção axial, em detrimento da capacidade de carga.

Opte pelo rolamento axial de rolos de agulhas quando o espaço axial for a restrição mais severa. Escolha o rolamento axial de rolos cilíndricos quando houver necessidade de maior capacidade de carga e for possível dispor de alguns milímetros adicionais de largura.

É necessário adquirir separadamente as arruelas e o conjunto de rolos e gaiola?

Em geral, sim, e isso é intencional — permite combinar um único conjunto de rolos e gaiola com o tipo de arruela adequado à sua montagem: arruelas planas para uma instalação fixa e arruelas autoalinhantes quando se prevê certo desalinhamento do eixo.

Qual folga ou pré-carga é necessária na montagem?

A prática padrão é trabalhar com uma pequena folga de operação, e não com pré-carga, pois o rolamento não dispõe de capacidade radial de reserva caso os rolos fiquem excessivamente comprimidos no sentido axial.

As orientações de montagem do fabricante para a série específica devem definir o valor exato — um ajuste incorreto resulta em perda de capacidade de carga ou em sobreaquecimento do rolamento.

Devo substituir a escolha padrão do material da gaiola TN/M na minha aplicação?

Em geral, não — o material padrão da gaiola indicado no catálogo para cada dimensão já considera a carga e a velocidade para as quais aquele tamanho foi projetado. O PA66 reforçado com fibra de vidro, nas dimensões menores e de rotação mais alta, opera com menor aquecimento e menor massa do que o aço; já o latão usinado, nas dimensões maiores e de rotação mais baixa, suporta as cargas unitárias mais elevadas a que esses rolamentos são submetidos.

Os casos em que se deve adotar uma solução diferente são incomuns: temperatura ambiente extrema, exposição a solventes que degradam o PA66 ou uma exigência de velocidade muito acima da classificação padrão para aquele diâmetro interno.

Por que a rotação máxima admissível cai tanto entre os tamanhos menores e os maiores?

Rolos maiores, operando na mesma velocidade de rotação, percorrem uma circunferência de pista mais ampla, o que gera mais calor e maior carga centrífuga a cada revolução.

A redução de 28 vezes na rotação máxima ao longo desta série — de 8.500 rpm no diâmetro interno de 17 mm até 300 rpm no diâmetro interno de 1.000 mm — reflete essa realidade física, e não uma margem de engenharia conservadora que pudesse ser ampliada com uma gaiola ou um lubrificante melhores.