Escrito por Martin Ahner
Você aprenderá:
O que são mancais de rolamento e mancais deslizantes?
Como funcionam os rolamentos e mancais deslizantes e para que são usados?
Que tipos de rolamentos e mancais deslizantes existem?
Quais são as vantagens e desvantagens dos mancais de rolamento e de deslizamento?
Como funcionam os rolamentos e mancais deslizantes e para que são usados?
Que tipos de rolamentos e mancais deslizantes existem?
Quais são as vantagens e desvantagens dos mancais de rolamento e de deslizamento?
Elementos de rolamento - fundamentos de rolamentos e mancais deslizantes
Os elementos de rolamento são componentes centrais dos sistemas técnicos. Eles permitem guiar componentes móveis, absorvem forças e reduzem o atrito entre componentes móveis entre si. Dependendo dos requisitos, são aplicados diferentes tipos de rolamentos, em especial rolamentos de rolos ou mancais deslizantes.
Elementos de rolamento
Os rolamentos cumprem três tarefas básicas:
Guia de elementos móveis
Alojamento de forças entre componentes relativamente móveis
Redução das forças de atrito
Alojamento de forças entre componentes relativamente móveis
Redução das forças de atrito
Rolamentos - princípio funcional
Os rolamentos de rolos permitem um movimento predominantemente de rolamento com apenas uma pequena quantidade de deslizamento. Há elementos rolantes (por exemplo, esferas ou rolos) entre o anel interno e o externo que transmitem o movimento relativo. Esse princípio reduz significativamente o atrito em comparação com os movimentos de deslizamento puro
Exemplo de aplicação de rolamentos
Os rolamentos podem realizar um movimento de rolamento com apenas uma pequena quantidade de deslizamento. Um exemplo simples é o uso na roda de uma bicicleta
Aqui você pode ver como o rolamento executa o movimento de rolamento
Do que é feito um rolamento de rolos?
- Elementos rolantes: os elementos rolantes são a parte central do rolamento. Eles ficam em uma gaiola de elementos rolantes. Em resumo, isso é chamado de conjunto de elementos rolantes.
- Anel externo do rolamento: o conjunto de rolos e gaiola é guiado em sua pista por um anel externo do rolamento.
- Anel interno do rolamento: o anel interno do rolamento limita a pista do elemento rolante por dentro. Assim como o anel externo do rolamento, ele permite guiar os elementos.
- Gaiola de elementos rolantes: os elementos rolantes são combinados na gaiola de elementos rolantes para evitar efeitos de atrito devido aos movimentos relativos mútuos.
Diferentes tipos de rolamentos
Existem diferentes tipos de rolamentos. O mais conhecido é provavelmente o rolamento de esferas. Além dos rolamentos de esferas, distinguimos entre rolamentos de rolos cilíndricos, rolamentos de rolos de agulhas, rolamentos de rolos cônicos e rolamentos de rolos esféricos como formas padrão.
Os rolamentos são classificados de acordo com:
Tipo de elementos rolantes
Disposição do anel interno e externo
Área de aplicação
Ângulo de pressão (α)
Disposição do anel interno e externo
Área de aplicação
Ângulo de pressão (α)
Outro fator que influencia a diferenciação entre vários rolamentos é o ângulo de contato. Também podemos distinguir rolamentos radiais de rolamentos axiais com base no tamanho do ângulo de contato alfa.
(Rolamento radial) ângulo de contato α: 0 - 45° (rolamento axial) ângulo de contato α: 45 - 90°
Código específico do depósito, composto por letras e números
Uma norma ajuda a reconhecer o rolamento correto - DIN 623, que especifica que os códigos são usados para designar os rolamentos. Os códigos são compostos pelo caractere de prefixo, o caractere de base e o caractere de sufixo.
Código específico do rolamento para rolamentos de rolos cônicos:
Prefixo: quais peças individuais de rolamentos completos (anéis, gaiolas) foram usadas?
Símbolo básico: de que série de rolamentos e código de furação se trata?
Sufixo: que outras informações são conhecidas (vedação, design da gaiola, tolerâncias, etc.)?
O prefixo fornece informações sobre as peças individuais e os materiais usados. No caso dos rolamentos de rolos cônicos, o HR significa um projeto reforçado (aumento da capacidade de carga).
O símbolo básico 313 08 indica que se trata de um rolamento de rolos cônicos com largura da série 1 e diâmetro da série 3 e tem um código de furação 08.
A designação complementar indica, neste exemplo, que o rolamento de rolos cônicos possui ângulo de contato e diâmetro da pista de rolamento conforme a DIN ISO 355.
O símbolo básico 313 08 indica que se trata de um rolamento de rolos cônicos com largura da série 1 e diâmetro da série 3 e tem um código de furação 08.
A designação complementar indica, neste exemplo, que o rolamento de rolos cônicos possui ângulo de contato e diâmetro da pista de rolamento conforme a DIN ISO 355.
Vantagens e desvantagens dos rolamentos
Os rolamentos são componentes padrão que são usados com frequência. Portanto, são baratos, prontamente disponíveis e fáceis de instalar e substituir. Apesar dos baixos requisitos de lubrificante e da lubrificação simples, eles têm uma longa vida útil. Além disso, eles não exigem velocidades mínimas e são possíveis cargas combinadas.
Embora os rolamentos não exijam velocidades mínimas, as velocidades são limitadas na faixa superior para evitar o superaquecimento. Deve-se prestar atenção também ao fato de que os rolamentos podem provocar vibrações no sistema. Além disso, eles são altamente sensíveis ao impacto e é difícil realizar dimensões muito grandes e muito pequenas.
Mancais deslizantes - princípio funcional e aplicações
Os mancais deslizantes também absorvem forças e orientam o movimento de corpos em movimento. O movimento é um movimento deslizante no qual o elemento montado gira no mancal deslizante.
Aqui você pode ver um exemplo do uso de mancais deslizantes em uma impressora 3D. Os mancais deslizantes também são usados em outras guias e juntas e são frequentemente usados em motores de combustão em virabrequins ou eixos de comando de válvulas.
Mais aplicativos podem ser encontrados em:
Guias e articulações
Motores de combustão interna (virabrequins e eixos de comando de válvulas)
Bombas e geradores
Laminadores e prensas
Turbinas a gás
Motores de combustão interna (virabrequins e eixos de comando de válvulas)
Bombas e geradores
Laminadores e prensas
Turbinas a gás
Um meio intermediário é inserido entre o rolamento e o eixo suportado para que o corpo a ser movido possa deslizar facilmente. Você sabe o que pode ser usado aqui?
- O gás é usado como um meio intermediário para separar superfícies deslizantes em temperaturas extremamente baixas (aplicações de temperaturas extremamente baixas).
- Se os mancais deslizantes hidrodinâmicos tiverem que liberar óleo durante a rotação para permitir a lubrificação, eles serão impregnados com óleo.
- Os lubrificantes sólidos são aplicados quando, por exemplo, o vácuo, as altas temperaturas ou as forças centrífugas impossibilitam o uso da lubrificação com óleo. Grafite, bissulfeto de molibdênio ou PFTE (Teflon) são usados com frequência.
- Um campo magnético é usado onde não pode haver desgaste ou sujeira (por exemplo, salas limpas).
Designs e materiais de mancais deslizantes
Segundo sua estrutura, os mancais deslizantes se distinguem entre mancais divididos e não divididos. Eles também podem ser de paredes espessas ou finas.
Mancal bipartido: apenas uma bucha de deslizamento é usada
Mancal não bipartido: dois ou mais casquilhos são usados
Mancal de paredes espessas: os mancais deslizantes de parede espessa mantêm sua forma e permitem o desempenho da função mesmo com pouco por interferência ou nenhum ajuste
Parede fina: os mancais deslizantes de parede fina dependem de pressão de ajuste suficiente entre o alojamento e o mancal
Observação: assim como ocorre com os rolamentos, diferenciamos entre rolamentos radiais e axiais
Armazenamento a seco
Os rolamentos secos podem ser fabricados em uma ampla variedade de materiais. Se forem constituídos de apenas um material, são rolamentos sólidos; se dois ou mais materiais forem unidos, são rolamentos compostos. Além de plástico, ligas de alumínio ou bronze, eles também podem ser feitos de metais brancos, cerâmica ou carbono artificial, por exemplo. Vários requisitos devem ser levados em conta ao selecionar o material.
Materiais dos mancais deslizantes
Plástico
Ligas de alumínio
Bronze
Metais brancos
Cerâmica
Carvão sintético
Ligas de alumínio
Bronze
Metais brancos
Cerâmica
Carvão sintético
Naturalmente, o material deve ter boas propriedades de deslizamento e características de assentamento favoráveis. Ele também deve ter alta resistência e não se desgastar rapidamente.
Mancais deslizantes hidrodinâmicos e hidrostáticos
Há também mancais deslizantes hidrodinâmicos e hidrostáticos. É inserida uma película lubrificante viscosa, que separa completamente o eixo montado no rolamento do mancal deslizante. Esse uso é recomendado para processos de inicialização frequentes, pois a lubrificação evita o atrito.
Observação: nos mancais deslizantes hidrodinâmicos, o filme lubrificante não é gerado pela rotação do eixo, mas separadamente por meio de uma bomba que é ligada.
Vantagens e desvantagens dos mancais deslizantes
Assim como os rolamentos, os mancais deslizantes são muito simples em seu projeto e montagem. Eles ocupam muito pouco espaço e são muito insensíveis aos impactos
Vantagens:
- Design simples
- Econômico em termos de espaço
- Resistente a choques
- Baixo ruído
- Adequado para projetos muito grandes
Desvantagens:
- Maior proporção de atrito com lubrificação insuficiente
- Possibilidade de desgaste na partida
- Requisitos mais altos de lubrificação e manutenção em alguns casos
Resumo
Os rolamentos e mancais deslizantes são usados para guiar peças móveis. O tipo de movimento depende de sua estrutura. Os rolamentos podem guiar movimentos de rolamento; nas buchas de deslizamento, o eixo apoiado desliza em torno do seu próprio eixo.
Para dimensionar corretamente os rolamentos, é preciso conhecer os esforços a que são submetidos durante a operação e garantir lubrificação e limpeza adequadas. Os rolamentos e mancais deslizantes diferem em suas vantagens e desvantagens. O que eles têm em comum é o fato de serem baratos e simples no design, o que facilita a instalação.
Você aprendeu:
Os rolamentos e mancais deslizantes são usados para guiar as peças móveis.
Os mancais de rolamento podem orientar os movimentos de rolamento; nos mancais deslizantes, o eixo montado desliza em torno de seu eixo.
Para projetar os rolamentos corretamente, você deve conhecer a carga durante a operação e garantir lubrificação e limpeza suficientes.
Os rolamentos e mancais deslizantes são econômicos e de design simples. Isso facilita a instalação.
Os mancais de rolamento podem orientar os movimentos de rolamento; nos mancais deslizantes, o eixo montado desliza em torno de seu eixo.
Para projetar os rolamentos corretamente, você deve conhecer a carga durante a operação e garantir lubrificação e limpeza suficientes.
Os rolamentos e mancais deslizantes são econômicos e de design simples. Isso facilita a instalação.