Ao lado de um rolamento axial de rolos cilíndricos, um rolamento axial de esferas projetado para o mesmo eixo de 30 mm evidencia imediatamente a diferença: a versão de rolos é cerca de 29% mais estreita — 11 mm de largura, em vez de 15,5 mm.
Além disso, 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 justamente o motivo de esse tipo de rolamento existir como uma categoria separada dos rolamentos axiais de esferas, que costumam ser a primeira referência.
O que um rolamento axial de rolos cilíndricos não pode fazer
Comece pela limitação, porque é justamente ela que determina se esse rolamento é ou não a escolha correta: os rolamentos axiais de rolos cilíndricos suportam carga axial elevada e picos de carga em um único sentido, mas não suportam carga radial — e isso vem da própria descrição da categoria do produto, não de uma regra 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 encomendado — em três peças separadas: um anel do eixo, um anel da carcaça e um conjunto de rolos e gaiola axial que opera entre eles.
Os códigos de catálogo deixam isso explícito no prefixo: WS para o anel do eixo, GS ou OW para o anel da carcaça, e K para o conjunto de rolos e gaiola. Em tamanhos maiores, às vezes são usados 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 que um mesmo conjunto de rolos e gaiola seja combinado com diferentes tipos de anéis — anéis planos para uma instalação fixa, anéis autocompensadores quando a montagem admite certo desalinhamento do eixo —, razão pela qual os catálogos relacionam anéis e conjuntos de rolos e gaiola como itens separados, e não como uma única unidade fixa.
Há também 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. Essa característica se mantém 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 para latão no 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 cobre uma faixa de diâmetro do furo de quase 60 vezes dentro de uma única família de catálogo, e os valores acompanham essa escala.
Código da peça | Furo | Largura | Material da gaiola | Carga estática | Carga dinâmica | Velocidade máxima |
|---|---|---|---|---|---|---|
17 mm | 9 mm | PA66 reforçado com fibra de vidro | 7,088 lbf (31.5 kN) | 2,745 lbf (12.2 kN) | 8,500 rpm | |
30 mm | 11 mm | PA66 reforçado com fibra de vidro | 17,550 lbf (78.1 kN) | 6,075 lbf (27.0 kN) | 6,000 rpm | |
100 mm | 25 mm | PA66 reforçado com fibra de vidro | 141,750 lbf (630.5 kN) | 35,100 lbf (156.1 kN) | 2,400 rpm | |
200 mm | 37 mm | Latão usinado | 337,500 lbf (1,501 kN) | 69,750 lbf (310.3 kN) | 1,400 rpm | |
380 mm | 65 mm | Latão usinado | 1,125,000 lbf (5,004 kN) | 202,500 lbf (900.8 kN) | 800 rpm | |
1,000 mm | 140 mm | Latão usinado | 7,312,500 lbf (32,528 kN) | 1,068,750 lbf (4,754 kN) | 300 rpm |
Duas tendências se destacam. Primeiro, a relação entre capacidade estática e dinâmica se amplia com o aumento do tamanho — de 2,6:1 no furo de 17 mm para 6,8:1 no furo de 1.000 mm — o mesmo padrão observado em rolamentos axiais de rolos cônicos, indicando que se trata de uma característica geral da forma como essas classificações baseadas em fadiga escalam, e não de algo exclusivo de um único tipo de rolamento.
Em segundo lugar, a velocidade máxima cai aproximadamente 28 vezes ao longo da faixa, de 8.500 rpm no menor furo para 300 rpm no maior — um lembrete de que um rolamento dimensionado para carga estática muito elevada não é, necessariamente, um componente de alta velocidade.
Consulte os atuais códigos de rolamentos axiais de rolos cilíndricos para consultar as especificações por dimensão.
Comparação no mesmo furo: axial de rolos cilíndricos vs. axial de esferas
Com furo idêntico de 30 mm, os dois tipos de rolamento equilibram altura de seção compacta e capacidade bruta.
Tipo de rolamento | Código da peça | Largura | Carga estática | Carga dinâmica | Velocidade máxima |
|---|---|---|---|---|---|
Axial de esferas | 15,5 mm | 10.401 lbf (46,3 kN) | 1.725 lbf (7,7 kN) | 5.740 rpm | |
Empuxo com rolos cilíndricos | 81106 TN | 11 mm | 17,550 lbf (78.1 kN) | 6,075 lbf (27.0 kN) | 6,000 rpm |
Com o mesmo diâmetro de furo, a versão com rolos cilíndricos é mais estreita, suporta maior capacidade de carga em termos estáticos e dinâmicos e, neste par específico, até supera a versão com esferas em velocidade máxima. A vantagem do rolamento axial de esferas aparece em outro ponto: menor atrito em cargas muito leves e tolerância a pequenos desalinhamentos por meio de versões com arruelas autocompensadoras, características que não aparecem em uma tabela de capacidade de carga.
Para comparar onde os rolamentos axiais de rolos cilíndricos se posicionam em relação a outros projetos de rolos para serviço pesado, veja O que é um rolamento axial de rolos cônicos? e O que é um rolamento axial de rolos esféricos?
Para a visão geral da categoria, veja O que é um rolamento axial?
Aplicações de rolamentos axiais de rolos cilíndricos
A combinação entre alta capacidade para cargas axiais em um único sentido e reduzida ocupação axial torna os rolamentos axiais de rolos cilíndricos uma especificação comum em fusos de máquinas-ferramenta, caixas de engrenagens e outros equipamentos nos quais o espaço de montagem axial é restrito, mas a carga axial aplicada não é baixa.
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 uso final específicos.
Perguntas frequentes
O que acontece, na prática, se esse rolamento for submetido a carga radial em operação?
Como os rolos entram em contato linear apenas 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 acentuada o desgaste.
A vida útil do rolamento em uma aplicação com carga radial normalmente cai muito mais rapidamente do que os números de capacidade de carga indicariam, pois esses valores pressupõem carga axial pura.
Em que isso difere de um rolamento axial de rolos de agulha?
A mesma configuração básica — rolos entre duas arruelas planas —, porém um rolamento axial de agulhas utiliza rolos de diâmetro muito menor, o que reduz ainda mais a seção axial, em detrimento da capacidade de carga.
Opte pelo rolamento axial de agulhas quando o espaço axial for a restrição mais crítica. Opte pelo rolamento axial de rolos cilíndricos quando houver necessidade de maior capacidade de carga e alguns milímetros extras de largura estiverem disponíveis.
É necessário adquirir separadamente as arruelas e o conjunto de rolos e gaiola?
Em geral, sim, e isso é intencional — essa configuração permite combinar um conjunto de rolos e gaiola com o tipo de arruela adequado à aplicação: arruelas planas para montagem fixa e arruelas autocompensadoras quando se espera algum desalinhamento do eixo.
Qual folga ou pré-carga a montagem exige?
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 apoio 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 superaquecimento 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 tamanho já reflete a carga e a velocidade para as quais aquela dimensão foi projetada. O PA66 reforçado com fibra de vidro, em tamanhos menores e com maior rotação, opera com menor temperatura e menor massa do que o aço; já o latão usinado, em tamanhos maiores e mais lentos, suporta melhor as cargas unitárias mais elevadas a que esses rolamentos estão submetidos.
Os casos em que vale desviar desse padrão são incomuns: temperatura ambiente extrema, exposição a solventes que atacam o PA66 ou uma exigência de velocidade muito além da classificação padrão para aquele diâmetro interno.
Por que a classificação de velocidade máxima cai tanto entre tamanhos pequenos e grandes?
Rolos maiores, ao girarem à mesma velocidade, percorrem uma circunferência de pista maior, o que gera mais calor e maior carregamento centrífugo por rotação.
A redução de 28 vezes na velocidade máxima ao longo desta série — de 8.500 rpm em 17 mm de diâmetro interno para 300 rpm em 1.000 mm de diâmetro interno — reflete essa realidade física, e não uma margem de engenharia conservadora que pudesse ser elevada com uma gaiola ou lubrificante superior.
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