Roteiro para seleção de Rolamentos (NSK), Notas de estudo de Engenharia Química

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Roteiro para seleção de Rolamentos -> tipos, séries, limites e características -> Material desenvolvido pela NSK
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Roteiro para Seleção de Rolamentos.

ÍNDICE

1. ROTEIRO PARA SELEÇÃO DE ROLAMENTOS........................................................2 1.1. NÚMERO DE IDENTIFICAÇÃO DO ROLAMENTO. ............................................................. 2

1.1.1. Séries Dimensionais: ................................................................................... 2 1.1.2. Símbolos das Séries de Rolamentos........................................................... 2 1.1.3. Símbolos de Furo......................................................................................... 5 1.1.4. Exemplos da Diferença entre Séries Dimensionais..................................... 6

2. ANÁLISE DOS TIPOS DE ROLAMENTOS ............................................................... 8 2.1. ROLAMENTOS FIXOS DE UMA CARREIRA DE ESFERAS.................................................. 8

2.1.1. Rolamentos Blindados. ................................................................................ 9 2.1.2. Rolamentos Vedados................................................................................. 10

2.2. ROLAMENTOS DE ESFERAS DE CONTATO ANGULAR.................................................. 11

2.3. ROLAMENTOS AUTOCOMPENSADORES DE ESFERAS. ................................................. 14

2.4. ROLAMENTOS AUTOCOMPENSADORES DE ROLOS..................................................... 14

2.5. ROLAMENTOS DE ROLOS CILÍNDRICOS..................................................................... 15

2.6. ROLAMENTOS DE ROLOS CÔNICOS.......................................................................... 18

2.7. ROLAMENTOS AXIAIS. ............................................................................................. 20

2.8. TIPOS DE ROLAMENTOS............................................................................................21 3. PROCESSO DA SELEÇÃO DO ROLAMENTO....................................................... 22

3.1. AVALIAÇÃO DO TIPO DE ROLAMENTO........................................................................ 223.1.1. Espaço permissível para o rolamento........................................................ 22 3.1.2. Velocidade de rotação e limite de rotação................................................. 23 3.1.3. Desalinhamento dos anéis interno e externo. ........................................... 23 3.1.4. Fixação na direção axial e disposição. ...................................................... 23 3.1.5. Dificuldade na instalação e remoção. ........................................................ 24 3.1.6. Ruído e Torque. ......................................................................................... 24 3.1.7. Rigidez. ...................................................................................................... 24 3.1.8. Disponibilidade e custo. ............................................................................. 24

3.2. AVALIAÇÃO DAS DIMENSÕES DO ROLAMENTO........................................................... 28

3.2.1 Vida do Rolamento...................................................................................... 28 3.2.2. Capacidade de Carga Básica Dinâmica (Cr , para rolamentos radiais ou Ca , para axiais)........................................................................................................... 28 3.2.3. Capacidade de carga básica estática (Cor, para rolamentos radiais ou Coa, para axiais):.......................................................................................................... 28 3.2.4. Limite de rotação........................................................................................ 29 3.2.5. Seleção da Dimensão do Rolamento em função da Capacidade de Carga Básica Dinâmica .................................................................................................. 29

________________________________________________________________________________

1. Roteiro para Seleção de Rolamentos 1.1. Número de identificação do rolamento.

1.1.1. Séries Dimensionais:

X X X X

Símbolo do Furo

Símbolo do Diâmetro Externo

Símbolo da Largura

Símbolo do Tipo de Rolamento

X

1.1.2. Símbolos das Séries de Rolamentos.

Tipo do Rolamento

Símbolos das Séries

de Rolamentos

Símbolos de Tipo

Símbolos de Largura

Símbolos de Diâmetro

68 6 (1) 8

Rolamentos fixos 69 6 (1) 9

de uma carreira 60 6 (1) 0

de esferas 62 6 (0) 2

63 6 (0) 3

Rolamentos de 79 7 (1) 9

uma carreira de 70 7 (1) 0

esferas de contato 72 7 (0) 2

angular 73 7 (0) 3

Rolamentos 12 1 (0) 2

Autocompensadores 13 1 (0) 3

de esferas 22 2 (2) 2

23 2 (2) 2

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Tipo do Rolamento

Símbolos das Séries

de Rolamentos

Símbolos de Tipo

Símbolos de Largura

Símbolos de Diâmetro

NU1 NU 1 0

NU2 NU (0) 2

NU22 NU 2 2

NU3 NU (0) 3

NU23 NU 2 3

NU4 NU (0) 4

NJ2 NJ (0) 2

NJ22 NJ 2 2

NJ3 NJ (0) 3

NJ23 NJ 2 3

NJ4 NJ (0) 4

NUP2 NUP (0) 2

NUP22 NUP 2 2

NUP3 NUP (0) 3

NUP23 NUP 2 3

NUP4 NUP (0) 4

N10 N 1 0

N2 N (0) 2

N3 N (0) 3

N4 N (0) 4

NF2 NF (0) 2

NF3 NF (0) 3

Rolamentos de

Uma Carreira de

Rolos Cilíndricos

NF4 NF (0) 4

Rolamentos de NNU49 NNU 4 9

Duas Carreiras de

Rolos Cilíndricos

NN30 NN 3 0

NA48 NA 4 8

Rolamentos de NA49 NA 4 9

Rolos Agulha NA59 NA 5 9

NA69 NA 6

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Tipo do Rolamento Símbolos das Séries

de Rolamentos

Símbolos de Tipo

Símbolos de Largura

Símbolos de Diâmetro

329 3 2 9

320 3 2 0

330 3 3 0

331 3 3 1

302 3 0 2

322 3 2 2

332 3 3 2

303 3 0 3

Rolamentos de

Rolos Cônicos

323 3 2 3

230 2 3 0

Rolamentos 231 2 3 1

Autocompensado- 222 2 2 2

res de Rolos 232 2 3 2

213 (*) 2 0 3

223 2 2 3

511 5 1 1

Rolamentos Axiais 512 5 1 2

de Esferas de 513 5 1 3

Assento Plano 514 5 1 4

523 5 2 3

524 5 2 4

Rolamentos Axiais 292 2 9 2

Autocompensado- 293 2 9 3

res de Rolos 294 2 9 4

Obs.: Os símbolos de largura entre ( ) na coluna dos símbolos de largura são

omitidos nas séries de rolamentos.

(*) O símbolo da série de rolamento 213, deveria ser 203 pela série de largura,

no entanto, o 213 é usado tradicionalmente.

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1.1.3. Símbolos de Furo Regras:

1ª Regra: Para rolamentos fixos de uma carreira de esferas pequenos e miniaturas (diâmetro de 1 à

9 mm). O número de identificação é composto por 3 dígitos, sendo que o último dígito indica a

dimensão do furo em milímetros.

601 : ∅ = 1 mm;

602 : ∅ = 2 mm;

609 : ∅ = 9 mm.

2ª Regra: Para as quatro dimensões abaixo, a regra é fixa:

xx00 : ∅ = 10 mm;

xx01 : ∅ = 12 mm;

xx02 : ∅ = 15 mm;

xx03 : ∅ = 17 mm.

3ª Regra: Para furos acima de 20 mm, têm-se uma regra, na qual, basta multiplicar os dois últimos

dígitos por 5.

xx04 : ∅ = 20 mm (04 x 5);

xx05 : ∅ = 25 mm;

.

.

xx96 : ∅ = 480 mm.

4ª Regra: Para furos maiores que 480 mm, após a série dimensional, acrescenta-se uma barra ( / ) e a dimensão nominal do diâmetro interno.

xx/500 : ∅ = 500 mm;

xx/1800 : ∅ = 1800 mm;

xx/7800 : ∅ = 7800 mm.

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________________________________________________________________________________ 1.1.4. Exemplos da Diferença entre Séries Dimensionais.

Quais as diferenças dos rolamento 6007, 6207 e 6307?

Rolamento

Dimensões

Capacidade de

Carga (kgf)

Limite de

Diâmetro

interno (d)

Diâmetro

Externo (D)

Largura (B) Cr Ca Rotação(rpm)

6007 35 62 14 1630 1050 11000

6207 35 72 17 2620 1560 9500

6307 35 80 21 3400 1960 8500

Os três rolamentos têm o mesmo diâmetro interno, no entanto, variam o diâmetro externo e a largura,

variando-se a série dimensional.

Por convenção, a maioria das séries dimensionais dos rolamentos, o símbolo da largura é omitido, como

nos rolamentos acima.

O código completo do rolamento 6007 seria:

6

1 7 0 0

O Símbolo da Largura é omitido

Para o rolamento 6207, o código completo seria 60207, novamente o símbolo da largura é omitido;

e para o rolamento 6307, o código completo seria 60305.

Rolamentos de tipos diferentes com a mesma série dimensional e o mesmo número de furo terão as mesmas dimensões, como nos exemplos da tabela da página seguinte.

TABELA COMPARATIVA

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Rolamento Série

Dimensional

Símbolo do

Furo

Diâm.

interno (d)

Diâm.

Externo (D)

Largura

(B)

22210 222 10 50 90 23

62210 622 10 50 90 23

32210 322 10 50 90 23

21310 213 10 50 110 27

6310 603 10 50 110 27

30310 303 10 50 110 27

22310 223 10 50 110 40

62310 623 10 50 110 40

32310 323 10 50 110 40

- Note que somente os tipos de rolamentos são diferentes, sendo todo o dimensional (largura,

diâmetro externo e diâmetro interno) iguais.

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2. Análise dos Tipos de Rolamentos

2.1. Rolamentos Fixos de uma Carreira de Esferas.

A) Características:

• Tipo mais representativo e atende um extenso campo de aplicações;

• Além da carga radial, permite apoio da carga axial em ambos os sentidos;

• Utilizados em aplicações onde se requer baixo ruído e vibração e em alta rotação.

B) Séries Dimensionais disponíveis:

• 68 { 6 (1) 8 };

• 69 { 6 (1) 9 };

• 60 { 6 (1) 0 };

• 62 { 6 (0) 2 };

• 63 { 6 (0) 3 };

• 64 { 6 (0) 4 };

• 160;

• Outras séries pouco utilizadas: 622; 623; 630; 633; 632.

C) Classificação:

• Abertos;

• Com anel de retenção (sufixo NR);

• Blindados (sufixo Z ou ZZ);

• Vedados (sufixos DDU ou VV).

Aberto Blindado Vedado (sem contato)

Vedado (com contato)

com rasgo e anel de retenção

ZZ VV DDU NRSem sufixo

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2.1.1. Rolamentos Blindados.

• O rolamento recebe placas de aço inseridas sob pressão em ranhuras nos anéis interno

e externo especialmente projetadas, para evitar que as placas sejam retiradas. As placas

ao serem retiradas deformam-se;

• A placas são feitas de aço comum, portanto, não poderão receber esforços;

• As placas de blindagem protegem os rolamentos contra a penetração de corpos

estranhos e o escoamento de graxa;

• A estrutura da blindagem é composta de duas fendas contraídas e um espaço para

refrear a graxa;

• Quando blindados ou vedados de ambos os lados, os rolamentos são fornecidos com

graxa de qualidade comprovada e em volume adequado.

Atenção!: Recomendamos que não se retirem as blindagens. A quantidade de graxa inserida é suficiente para aplicações normais e para a vida do rolamento. Não é

necessário acrescentar mais graxa. Graxas de composições diferentes não podem ser misturadas. As blindagens se deformam quando retiradas, além da possibilidade de danificar

a peça, tocando nas esferas.

contraído em dois lugares

reservatório de graxa

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2.1.2. Rolamentos Vedados.

• Em aplicações onde têm-se muita poeira ou água, os rolamentos vedados são utilizados

como uma vedação auxiliar onde deve-se ter ainda, uma vedação principal no

equipamento como defletores, labirintos, retentores, etc.

• A NSK produz rolamentos vedados com contato (tipo DDU) e sem contato (tipo VV):

∗ Vedação Com Contato.

- A vedação com contato é uma placa de borracha nitrílica reforçada com alma de

aço, introduzida sob pressão no rebordo do anel externo;

- O sistema de vedação consiste de duas fendas estreitas, uma para refrear a graxa

(I) e a outra para borda de contato (III);

- A borda de contato (III) é protegida por uma borda externa (II), evitando a

penetração de corpos estranhos;

- Ótima capacidade protetiva contra sujeira;

- Devido ao contato no anel externo, este tipo de rolamento tem restrições quanto ao

limite de rotação. Consultar o Catálogo Geral NSK, para sua aplicação.

contraído em dois lugares

reservatório de graxaborda de contato

I

IIIII

∗ Vedação Sem Contato.

- A vedação sem contato é semelhante à vedação com contato, porém com diferenças

construtivas. Duas fendas contraídas são dispostas diagonalmente. A fenda é mais

estreita que a do rolamento comum com vedação tipo labirinto sem contato;

- Neste caso, como não tem contato, não há restrições quanto ao limite de rotação.

reservatório de graxa

contraído em dois lugares

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2.2. Rolamentos de Esferas de Contato Angular.

A) Características.

• Por terem um ângulo de contato, são adequados para suportarem cargas axiais em um

sentido ou cargas combinadas;

• Quando se impõe uma carga radial, dá-se origem a uma componente de carga axial;

• A esferas e os anéis interno e externo formam ângulos que podem variar de 15°, 25°, 30° ou

40°. Quanto maior o ângulo de contato, maior será a capacidade de carga axial, e quanto

menor o ângulo de contato melhor será para altas rotações.

α

face maior face menor

(costa) (face)

α = ângulo de contato

B) Séries dimensionais disponíveis e símbolos de ângulo de contato.

• 79 { 7 (1) 9}; A = 30°;

• 70 { 7 (1) 0}; A5 = 25°;

• 72 { 7 (0) 2}; B = 40°;

• 73 { 7 (0) 3}. C = 15°.

- Os rolamentos com ângulo de contato de 15° e 25° são utilizados em aplicações de alta

precisão e alta rotação.

- Exemplo: 7205B ( o ângulo de contato faz parte do código básico do rolamento, portanto, deve ser sempre especificado).

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C) Classificação.

• Como suportam cargas axiais em apenas um sentido, devem ser montados aos pares, de

forma que o outro rolamento, suporte a carga no sentido contrário.

Figura Tipos Características

ao

F1 F2

Rol. 1 Rol. 2

Costa a Costa

(DB)

Cargas radiais e cargas axiais em ambos os

sentidos podem ser suportadas.

Como a distância entre os centros da linha de

carga é grande, são adequados para

solicitações com cargas de momento.

ao

F2F1

Face a Face

(DF)

Cargas radiais e axiais em ambos os sentidos

podem ser suportadas.

Em comparação com o tipo DB, a distância

entre os centros da linha de carga é pequena,

de forma que a capacidade de suportar cargas

de momento é inferior.

F2 F1

Tandem

(DT)

Cargas radiais e cargas axiais em apenas um

sentido podem ser suportadas. Como suporta

as cargas axiais com duas peças, é usada

quando a carga em um sentido é grande.

- Atenção! : Para a instalação deste tipo de rolamento, deve-se verificar sempre o sentido da

carga axial (evitando a quebra do rolamento), observando como na tabela acima.

- Na disposição DB ( costa a costa), aplicando-se a carga F1, o rolamento 1 suporta a carga; a

carga F2, pelo rolamento 2. No caso da disposição DF (face a face), a carga F1 é suportada

pelo rolamento 2, e a carga F2, pelo rolamento 1. Já na disposição DT (tandem), somente

poderemos ter a carga no sentido da Força 2. No sentido F1, os rolamentos desmontam.

- Há ainda, a execução onde o rolamento poderá ser instalado em qualquer posição de forma

aleatória. É denominado de rolamento para montagem universal, indicado pelo sufixo G (exemplo: 7206BG).

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D) Folga interna e pré-carga.

Para os rolamentos de contato angular combinados, especifica-se a folga interna axial. Para

determinadas aplicações, como por exemplo, em fusos de máquinas ferramentas, onde

necessitam evitar a vibração na direção axial e garantir a precisão do conjunto, os rolamentos

são usados com aplicação da pré-carga, ou seja, os rolamentos são aplicados numa condição

que há uma tensão interna de maneira que fique com folga negativa.

A folga ou pré-carga (que poderá ser extra-leve, leve, média ou pesada) é obtida apertando-se

axialmente o par, até que as faces laterais dos anéis interno ou dos anéis externos estejam

pressionadas uma contra a outra.

aoδaoδ

Fao Fao

Fa

A B

Ao aplicar a carga Fa na direção axial, os anéis A e B dos rolamentos combinados alteram-se

para δao, e a folga 2δao deixa de existir. Nesta condição, a pré-carga Fao está aplicada.

A intensidade da pré-carga deve ser determinada considerando as condições de utilização e o

objetivo do pré-carregamento, pois a pré-carga acima do necessário resulta em aumento

anormal da temperatura, do torque de atrito e consequentemente, resultará em redução da vida

de fadiga, entre outros. Os valores de pré-carga são encontrados no catálogo geral da NSK, nas

páginas A98 ~ A99.

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2.3. Rolamentos Autocompensadores de Esferas.

A) Características.

• A pista do anel externo é esférica e o centro do raio é coincidente ao centro do

rolamento. Desta forma, o anel interno e a gaiola com as esferas giram livremente ao

redor do centro do rolamento, permitindo com isto a correção de erros de alinhamento;

• Adequados para solicitações em que haja dificuldade de alinhamento do eixo em relação

ao alojamento e em eixos de transmissão de movimento com facilidade de fletir;

• A capacidade de carga axial é reduzida por ter pequeno ângulo de contato;

• O desalinhamento permissível é de 4 a 7° para cargas normais.

B) Séries dimensionais disponíveis.

• 12xx { 1 (0) 2};

• 13xx { 1 (0) 3};

• 22xx { 2 (0) 2};

• 23xx { 2 (0) 3}.

• Disponíveis com furo cilíndrico e com furo cônico (conicidade 1:12).

2.4. Rolamentos Autocompensadores de Rolos.

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A) Características.

• Rolamento semelhante ao autocompensador de esferas, mas com duas carreiras de rolos

esféricos. Devido a isso, permitem uma capacidade de carga maior que o de esferas;

• Desalinhamento permissível = 1° ~ 2,5°;

• Tipo de gaiola.

∗ EA: gaiola de aço prensado com alta capacidade de carga.

∗ C e CD: gaiolas de aço prensado;

∗ CAM: gaiola de latão usinado;

∗ H: gaiola de poliamida (alta capacidade de carga, baixo ruído e baixo torque).

Tipo C e CD CA H

Figura

• O rolamento pode ter canal e furo no anel externo para permitir a relubrificação. É

designado pelo sufixo E4.

B) Séries disponíveis.

• 213xx; 222xx; 223xx; 230xx; 231xx; 232xx; 239xx; 230xx; 231xx; 232xx; 239xx; 240xx e

241xx.

• Disponível com furo cilíndrico e com furo cônico (sufixo K).

C) Rolamentos Tipo EA

Este tipo de rolamento possui capacidade de carga superior em até 30 % aos rolamentos

convencionais. Isto se deve ao fato de este rolamento possuir uma gaiola diferenciada, que

tem a capacidade de alojar roletes maiores e em maior quantidade. Esta gaiola é feita de aço

prensado e reduz a quantidade de calor gerado, melhorando a performance do rolamento.

2.5. Rolamentos de Rolos Cilíndricos.

A) Classificação e características.

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• Os rolamentos de rolos cilíndricos podem ser classificados nos tipos abaixo pela existência

ou não de rebordos nos anéis.

Tipo NU NJ NUP

Figura

Tipo N NF NH

Figura

Tipo NNU NN

Figura

• Os rolamentos NU, N, NNU e NN, são adequados como rolamentos lado livre;

• Os rolamentos NJ e NF, podem suportar carga axial em um sentido;

• Os rolamentos NH e NUP, por ter fixação por anéis são usados como rolamento lado fixo;

• Exemplo de aplicação: motor elétrico grande porte (maior capacidade de carga que o

rolamento de esferas, no entanto, menor limite de rotação);

• Tipos de gaiola:

∗ W = Aço estampado;

∗ M = Latão usinado;

∗ ET = série de rolamentos com alta capacidade de carga com gaiola de poliamida;

∗ EM = alta capacidade de carga com gaiola de latão usinado;

∗ EWS = alta capacidade de carga com gaiola de aço estampado.

• Os rolamentos tipo N e NN, podem ser fornecidos com furo cônico e alta precisão. São utilizados em fusos de máquinas ferramentas.

B) Séries disponíveis.

• 2xx { (0) 2}; 22xx; 3xx { (0) }; 23xx; 10xx; 4xx { (0) 4}.

• O anel de encosto tipo L, é designado pelo prefixo HJ (HJ xxx ou HJ xxxx).

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• O rolamento tipo NJ + anel de encosto HJ é denominado rolamento tipo NH

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2.6. Rolamentos de Rolos Cônicos.

A) Características.

• Os rolamentos de rolos cônicos são projetados de forma que o vértice dos cones formados

pelas pistas do anel interno e externo, e pelos rolos, coincidam em um ponto na linha de

centro do rolamento. Quando se aplica uma carga radial, dá-se origem a uma componente

de carga axial. É necessário usar dois rolamentos em oposição, em alguma combinação ou

de duas carreiras. São usados para cargas combinadas, ou seja, carga radial e axial.

• O ângulo de contato α determina a capacidade de carga axial do rolamento. Quanto maior o

ângulo, maior a capacidade de carga axial.

∗ ângulo intermediário: C = 20°;

∗ ângulo grande: D = 28°;

∗ ângulo normal: sem sufixo = 17°.

α

• Série HR: rolamento alta capacidade de carga, com sufixo J, atende as especificações da

ISO para o diâmetro menor da pista do anel externo, ângulo de contato e largura do anel

externo. Portanto, o conjunto do anel interno com os rolos (também denominado cone) e o anel externo (denominado capa), dos rolamentos com o mesmo número básico e o sufixo J são intercambiáveis.

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B) Séries disponíveis.

• 302xx; HR303xx; HR320xx; HR322xx; HR323xx; HR329xx; HR330xx.

Figura Tipos Exemplo de

Designação

Características

Costa a Costa

HR30210JDB + KLR10

Combinação de dois rolamentos

normais, a folga é obtida pela

ajustagem dos espaçadores entre os

anéis. Os anéis interno e externo da

Face a Face

HR30210JDF + KR

peça e o código de agrupamento,

portanto, quando do uso é necessário

agrupar na ordem indicada e com as

peças do mesmo número.

tipo KBE

100KBE 31 + L

A integração do espaçador e o anéis

externos da disposição costa a costa

acima, forma o rolamento tipo KBE; o

KH é a integração dos anéis internos da

disposição face a face. A folga é

Tipo KH

100KH 31 + K

obtida através da ajustagem do

espaçador, portanto, como nas

combinações, quando do uso é

necessário agrupar na ordem indicada e

com as peças do mesmo grupo.

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2.7. Rolamentos Axiais.

A) Características e classificação.

• Podem suportar somente cargas axiais. As cargas radiais não podem ser aplicadas, devido

à sua construção.

• Tipos:

- Axiais de esferas de escora simples:

∗ com assento plano;

∗ com assento esférico;

∗ com contraplaca esférica.

- Axiais de esferas de escora dupla;

- Axiais de rolos cilíndricos;

- Axiais autocompensadores de rolos;

- Axiais de esferas de contato angular.

Com Assento Plano Com Assento Esférico Com Contraplaca Esférica

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3. Processo da Seleção do Rolamento. A seguir, o roteiro para seleção completa do rolamento.

Inicialmente, devemos ter as seguintes informações:

• Desempenho e condições requeridas ao rolamento. • Condições de operação e meio. • Dimensão do espaço para o rolamento.

3.1. Avaliação do tipo de Rolamento.

3.1.1. Espaço permissível para o rolamento.

Devemos verificar neste item, quais os rolamentos disponíveis que se enquadram nas dimensões

requeridas pelo projeto.

3.1.2. Intensidade e direção da carga.

Devemos ao selecionar o rolamento, verificar a direção da carga (radial ou axial) e a sua intensidade.

Comparando os tipos de rolamentos podemos definir a tabela abaixo:

Tipo de rolamento Capacidade de carga radial capacidade de carga axial

1 2 3 4 1 2 3 4

Fixo de uma carreira de esferas

Contato angular

Rolos Cilíndricos

Rolos Cônicos

Autocompensadores de rolos

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________________________________________________________________________________ 3.1.3. Velocidade de rotação e limite de rotação.

A rotação máxima permissível varia em função do tipo de rolamento, da dimensão, do tipo e material da

gaiola, carga e método de lubrificação. A tabela abaixo, mostra uma comparação do limite de rotação

em função dos tipos de rolamentos.

Tipo de rolamento Velocidade Permissível Relativa

1 4 7 10

Fixo de uma carreira de esferas

Contato angular

Rolos Cilíndricos

Rolos Cônicos

Autocompensadores de rolos

Rolos Agulha

Axiais de Esferas

Lubrificação em banho de óleo

Com lubrificação especial

3.1.4. Desalinhamento dos anéis interno e externo.

O desalinhamento entre o anel interno e externo ocorre em casos como o da flexão do eixo em função

da carga, da imprecisão do eixo e alojamento ou da deficiência na instalação. Quando temos grandes

desalinhamentos, deve-se selecionar rolamentos com a capacidade de auto-alinhamento como os

rolamentos autocompensadores.

3.1.5. Fixação na direção axial e disposição.

Em uma disposição de rolamentos, uma das peças é determinada como lado fixo e é usada para fixar o

eixo posicionando axialmente o rolamento. Neste lado fixo, deve ser selecionado o tipo de rolamento

que suporte a carga radial juntamente com a carga axial. Na outra posição, o rolamento é denominado

lado livre, suportando somente a carga radial e devem permitir o deslocamento do eixo devido à

dilatação ou contração pela variação de temperatura. A não observância desta norma, poderá acarretar

em uma carga axial anormal no rolamento, podendo ser a causa de uma falha prematura.

Para maiores detalhes e figuras ilustrativas, consultar nosso catálogo geral - página A20.

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________________________________________________________________________________ 3.1.6. Dificuldade na instalação e remoção.

Os rolamentos de rolos cilíndricos que têm os anéis internos ou externos separáveis, de agulha ou de

rolamentos cônicos, apresentam maior facilidade de instalação e remoção, facilitando a manutenção em

equipamentos que requerem uma inspeção periódica. Rolamentos com furo cônicos também são fáceis

de instalar, pois podem ser instalados com a utilização de buchas.

3.1.7. Ruído e Torque.

Os rolamentos fixos de esferas são os mais adequados para as máquinas que requerem baixo ruído e

baixo torque, como nos motores elétricos e instrumentos de medição.

3.1.8. Rigidez.

Ao aplicar uma carga no rolamento, ocorre uma deformação elástica nas áreas de contato entre os

corpos rolantes e a pista. A rigidez do rolamento é determinada em função proporcional da carga no

rolamento e a intensidade da deformação elástica no anel interno, no anel externo e no corpo rolante.

Os rolamentos de contato angular de esferas e os rolamentos de rolamentos cônicos são os mais

apropriados para casos onde devemos ter o aumento da rigidez pelo método de pré-carregamento,

como em fusos de máquinas-ferramentas.

3.1.9. Disponibilidade e custo.

Há diferenças significativas de custo de acordo com o tipo e tamanho de rolamento utilizado. Além

disso, há a dificuldade de se obter determinados tipos de rolamentos. Diante disso, recomendamos que

na medida do possível, na seleção dos rolamentos, não se optem por rolamentos de custo inacessível

ou de difícil localização para compra.

Exemplo: Selecionar um rolamento para motor elétrico, com as seguintes características:

• Diâmetro do eixo, entre 50 ~ 70mm;

• Diâmetro do alojamento, entre 80 ~130mm;

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________________________________________________________________________________ • Força Radial = 1000 kgf;

• Força Axial = 200 kgf;

• Temperatura de Trabalho = 80° C;

• Local com pequena concentração de impurezas;

• Rotação = 3600 rpm;

• Vida mínima exigida de 10.000 horas.

Para o nosso exemplo, e baseado nas informações dos itens 3.1.1. à 3.1.9. poderemos definir o tipo de

rolamento mais adequado para a aplicação requerida.

3.1.1. Espaço permissível para o rolamento. Diâmetro Interno = 50 ~70 mm: poderemos utilizar qualquer rolamentos entre XX10 ~XX14;

Diâmetro Externo = 80 ~ 130mm: qualquer rolamento entre XX10 ~ XX14, exceto X313 (D = 140mm) e

X314 (D = 150mm).

Largura = Neste exemplo, não foi especificada a largura permitida.

3.1.2. Intensidade e direção da carga. No exemplo dado, vamos comparar a capacidade de carga dos rolamentos 6310, 21310, NU310 e

7310B:

Rolamento Cr (kgf) Cor (kgf)

6310 6.300 3.900

21310 12.100 13.000

7310B 6.950 4.900

NU310 8.850 8.800

- Todos os rolamentos acima atenderiam a exigência do projeto quanto à capacidade de carga.

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________________________________________________________________________________ 3.1.3. Velocidade de rotação. Vamos comparar o limite de rotação dos rolamentos 6310, 21310, NU310 e 7310B:

Rolamento Graxa Óleo

6310 6.000 7.500

21310 2.800 3.800

7310B 5.000 6.700

NU310 5.600 6.700

- Neste caso, o rolamento 21310 não atende às exigências de rotação do equipamento.

3.1.4. Desalinhamento Não exigido para o exemplo dado.

3.1.5. Fixação na direção axial Definir se é livre ou lado fixo.

3.1.6. Dificuldade na instalação e remoção

Verificar as dimensões dos encostos nas tabelas de dimensões dos rolamentos.

3.1.7. Ruído Os rolamentos de esferas são os mais adequados quando o nível de ruído é importante.

3.1.8. Rigidez Os rolamentos de contato angular são os mais indicados, no entanto, esta exigência não é requerida

para esta aplicação.

3.1.9. Disponibilidade e custo. Tabela comparativa de custos entre rolamentos de tipos diferentes com o mesmo dimensional.

Rolamento 6310 22310 30310 NU2310 7310B

Custo (unidade: x) 1,00 2,60 1,80 2,80 1,90

Pelos custos simbólicos da tabela acima, verificamos que os rolamentos fixo de uma carreira de esferas

têm um custo menor (para rolamentos de mesmo tamanho), além disso, são mais fáceis de serem

adquiridos.

Diante do exposto acima, o rolamento fixo de uma carreira de esferas é o mais indicado e atende às

exigências: das dimensões requeridas, da rotação, da carga radial e axial e aos requisitos da aplicação.

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________________________________________________________________________________ Além disso, tem o menor custo comparado aos outros tipos de rolamentos com o mesmo tamanho e a

vantagem da fácil localização para compra.

Resultado do Exemplo:

Definição do Tipo Especificação do Tipo Rolamento Fixo de uma Carreira de Esferas 6310

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________________________________________________________________________________

3.2. Avaliação das Dimensões do Rolamento

3.2.1 Vida do Rolamento.

As funções requeridas para os rolamentos diferem de acordo com a aplicação, e devem ser mantidas

necessariamente por um período além do determinado. O rolamento mesmo que utilizado corretamente,

ao passar do tempo deixa de desempenhar de forma satisfatória, devido entre outros casos como o

aumento de ruído e vibração, a redução da precisão pelo desgaste, a deterioração da graxa lubrificante

ou o escamamento por fadiga na superfície do rolamento.

A vida do rolamento são estes períodos até a impossibilidade do uso, denominadas respectivamente

como, vida de ruído, vida de desgaste, vida de graxa ou vida de fadiga.

3.2.2. Capacidade de Carga Básica Dinâmica (Cr , para rolamentos radiais ou Ca , para axiais)

Representa a capacidade de carga do rolamento, é definida como a carga de direção e intensidade

constantes que resulte na vida nominal de um milhão de revoluções (106 revoluções), na condição de

anel interno em movimento e o anel externo em repouso.

3.2.3. Capacidade de carga básica estática (Cor, para rolamentos radiais ou Coa, para axiais):

É definida como a carga estática que resulte nas tensões de contato relacionadas a seguir, calculadas

no centro da área de contato entre o corpo rolante submetido à tensão máxima e a superfície da pista.

Esferas = 428 kgf/ mm2, Autocompensadores de esferas = 469 kgf/mm2, rolos = 408 kgf/mm2. A soma

da deformação permanente no corpo rolante (quando submetido a carga estática que provoca uma

deformação parcial permanente nas pistas e corpos rolantes) e nas pistas, na área de contato

submetida a tensão de contato, será de aproximadamente 0,0001 do diâmetro do corpo rolante.

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________________________________________________________________________________ 3.2.4. Limite de rotação

É a velocidade máxima permissível obtida empiricamente pelo qual se permite a operação contínua

do rolamento, sem que ocorra o travamento por superaquecimento ou a geração de calor acima de

certo limite. O limite de rotação varia em função de:

∗ O tipo e a dimensão do rolamento. Exemplo: 6205 (13.000 rpm) e 6305 (11.000 rpm):

∗ O tipo e o material da gaiola;

∗ A carga no rolamento;

∗ O método de lubrificação e o tipo de lubrificante utilizado. Exemplo: rolamento 6205 (lubrificado

a óleo = 15.000 rpm, lubrificado à graxa = 13.000 rpm). O tipo de graxa limita a rotação do

rolamento (graxa Alvânia limita em 70 % do limite da tabela do Catálogo Geral, a graxa Beacon,

100% do limite). Devido a esse fator, há a necessidade de se selecionar graxas e óleos

lubrificantes que tenham boas propriedades para altas rotações;

∗ Utilização de rolamentos de esferas com vedação com contato (tipo DDU).

3.2.5. Seleção da Dimensão do Rolamento em função da Capacidade de Carga Básica Dinâmica.

Para rolamentos de Esferas: L C P

=  

 

3

Para rolamentos de Rolos: L C P

=  

 

10 3

Onde L = Vida Nominal (10 6 rev.)

P = Carga no rolamento (equivalente).

C = Capacidade de carga básica dinâmica (Cr no rolamento radial e Ca no rolamento

axial), são encontrados nas tabelas dos rolamentos no Catálogo Geral NSK.

Vida Nominal em horas:

Para Rolamentos de Esferas: L n

C P

fh h=  

 

= 10 60

500 6 3

3

. .

Para Rolamentos de Rolos: L n

C P

fh h=  

 

= 10 60

500 6 103 10

3 .

.

Onde: Lh = Vida Nominal em horas;

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________________________________________________________________________________

fh = Coeficiente de vida: P Cff nh .= ;

fn = Coeficiente de Velocidade:

a

nx fn 

  

 =

60500 106

, onde a = 1/3 para rolamentos de esferas

a = 3/10 para rolamentos de rolos.

P = X . Fr + Y . Fa Onde, P: Carga Dinâmica Equivalente.

Fr: Carga Radial.

Fa: Carga Axial.

X: Coeficiente de carga radial (encontrado no Catálogo Geral nas tabelas de dimensões).

Y: Coeficiente de carga axial (encontrado no Catálogo Geral nas tabelas de dimensões).

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________________________________________________________________________________ ANOTAÇÕES:

31

________________________________________________________________________________ ANOTAÇÕES:

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