O Sistema de Rolamentos: Componentes e Desempenho
Um sistema de rolamentos é muito mais complexo do que apenas os próprios rolamentos. Componentes associados, como o eixo e os mancais, são partes integrantes desse sistema. O lubrificante e os elementos de vedação também exercem um papel fundamental para o desempenho.
Para maximizar a performance do rolamento, a quantidade correta de um lubrificante adequado deve ser apresentada para reduzir o atrito e protegê-lo contra corrosão. Os elementos de vedação, por sua vez, são cruciais, pois eles mantêm o lubrificante dentro e os contaminantes fora do arranjo. A limpeza interfere profundamente na vida útil do rolamento, sendo a principal razão pela qual o mercado oferece uma ampla gama de vedações industriais e sistemas de lubrificação.
Fatores de Seleção e Comportamento Dinâmico
Há uma série de fatores que interferem no processo de seleção do rolamento, sendo a compreensão do comportamento dinâmico da aplicação um dos mais importantes. O comportamento dinâmico, neste contexto, engloba:
- Espaço disponível
- Cargas (magnitude e direção)
- Desalinhamento
- Precisão e rigidez
- Velocidades
- Temperatura operacional
- Níveis de vibração
- Níveis de contaminação
- Tipo e método de lubrificação
Uma vez estabelecido o comportamento dinâmico, o tamanho e o tipo de rolamento adequado podem ser selecionados. No entanto, durante o processo de seleção, diversos outros fatores técnicos devem ser considerados:
- Projeto e forma adequados dos outros componentes do arranjo
- Ajustes apropriados e pré-carga ou folga interna do rolamento
- Dispositivos de suporte
- Vedações adequadas
- Tipo e quantidade de lubrificante
- Métodos de instalação e remoção
Ao desenvolver uma aplicação, cada decisão técnica afeta diretamente o desempenho, a confiabilidade e a economia do arranjo de rolamentos.
Informações Técnicas e Suporte
Os principais fornecedores fabricam um grande número de tipos, séries, projetos, variantes e tamanhos de rolamentos, sendo os mais populares apresentados em catálogos especializados.
Para auxiliar no projeto de um sistema de rolamentos, a literatura técnica costuma apresentar as informações básicas necessárias na ordem em que são tipicamente requeridas. No entanto, é impossível abordar todas as aplicações imagináveis. Por essa razão, frequentemente é recomendado o serviço de engenharia de aplicação, que pode realizar cálculos complexos, diagnosticar e resolver questões de desempenho, e ajudar no processo de seleção para aprimorar o desempenho de uma aplicação.
As informações contidas nas seções técnicas dos catálogos são gerais e aplicáveis à maioria dos rolamentos. Detalhes específicos para cada tipo de rolamento são fornecidos no capítulo do produto em questão. Vale ressaltar que os valores listados nas tabelas de produtos para capacidades de carga, velocidade e limite de carga de fadiga são, geralmente, arredondados.
Terminologia Essencial de Rolamentos
Para facilitar a compreensão dos catálogos técnicos e das especificações, apresentamos a seguir uma breve explicação de alguns termos de rolamentos frequentemente utilizados.
Para um conjunto completo de definições e uma lista exaustiva de termos específicos, consulte a norma internacional ISO 5593 (Rolamentos – Vocabulário).
Símbolos e Nomenclaturas
Enquanto os símbolos para as dimensões máximas do rolamento (geralmente ilustrados em figuras específicas) são cruciais, a lista abaixo detalha outros símbolos fundamentais usados para cálculos de desempenho e vida útil.
Todos os símbolos listados podem ser usados com um índice para identificar especificações.
| Símbolo | Descrição | Unidade/Fórmula |
| A | Fator de velocidade | n⋅dm [mm/min] |
| C | Classificação de carga do rolamento (capacidade de carga dinâmica) | [kN] |
| dm | Diâmetro médio do rolamento | 0,5⋅(d+D) [mm] |
| F | Carga real do rolamento | [kN] |
| L | Vida útil | Milhões de revoluções ou horas operacionais |
| n | Velocidade de rotação | [r/min] |
| P | Carga equivalente do rolamento | [kN] |
| Pu | Limite de carga de fadiga | [kN] |
| hc | Fator para nível de contaminação | — |
| k | Relação de viscosidade (viscosidade real ÷ viscosidade necessária) | — |
| ν | Viscosidade do óleo (cinemática) | [mm²/s] |
Principais Tipos de Rolamentos
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Os rolamentos são classificados de acordo com a forma dos seus elementos rolantes (esferas ou rolos) e pela direção principal da carga que suportam (radial, axial ou combinada).
Abaixo estão listados os Principais Tipos de Rolamentos e suas características de aplicação:
1. Rolamentos de Esferas
Os rolamentos de esferas são os mais comuns e versáteis, ideais para altas velocidades e cargas leves a médias.
| Tipo | Elemento Rolante | Suporte de Carga | Características e Aplicações |
| Rígidos de Esferas | Esferas | Principalmente Radial, mas também Axial em ambas as direções. | Os mais utilizados no mercado. Possuem baixo atrito e são otimizados para alta velocidade e baixo ruído. |
| De Contato Angular | Esferas | Combinada (Radial e Axial) | Projetados para suportar cargas combinadas elevadas, sendo ideais para montagens de eixos em pares (ex: máquinas-ferramenta). |
| Autocompensadores de Esferas | Esferas (Duas Carreiras) | Radial | Possuem pista esférica no anel externo, o que permite compensar desalinhamentos do eixo ou erros de montagem. |
| Axiais de Esferas (Escora) | Esferas | Exclusivamente Axial (Empuxo) | Usados onde a carga atua paralelamente ao eixo (ex: mesas giratórias, turbinas). Podem ser de escora simples ou dupla. |
2. Rolamentos de Rolos
Os rolamentos de rolos utilizam elementos de formato cilíndrico, cônico ou esférico, oferecendo uma área de contato maior, o que os torna ideais para suportar cargas mais pesadas em comparação com os de esferas.
| Tipo | Elemento Rolante | Suporte de Carga | Características e Aplicações |
| De Rolos Cilíndricos | Rolos Cilíndricos | Principalmente Radial | Excelente capacidade para cargas radiais intensas e altas velocidades. Em muitos projetos, permitem deslocamento axial entre anéis. |
| De Rolos Cônicos | Rolos Cônicos | Combinada (Radial e Axial em uma direção) | As pistas e os rolos possuem formato cônico, tornando-os adequados para altas cargas combinadas (ex: eixos de diferenciais automotivos). |
| Autocompensadores de Rolos | Rolos Esféricos | Radial Pesada e Axial em ambas as direções | Rolamentos de alto desempenho, capazes de suportar cargas pesadas e, ao mesmo tempo, compensar desalinhamentos significativos do eixo (ex: equipamentos agrícolas, indústrias pesadas). |
| De Agulhas | Rolos Cilíndricos Finos e Longos | Principalmente Radial Pesada | Ideais para aplicações com espaço radial limitado que exigem alta capacidade de carga (ex: transmissões e caixas de engrenagens). |
Tipos Específicos
- Rolamentos Axiais de Rolos (Escora de Rolos): Projetados para suportar cargas axiais extremamente pesadas, utilizando rolos cilíndricos ou esféricos.
- Rolamentos Lineares: Diferentes dos rotativos, são projetados para permitir o movimento preciso de deslizamento ao longo de um eixo em linha reta (ex: máquinas CNC e sistemas de automação).
Critérios Essenciais para a Seleção de Rolamentos
A escolha de um rolamento ideal depende das propriedades intrínsecas do seu projeto, que o tornam mais ou menos adequado para uma aplicação específica.
Por exemplo, os rolamentos rígidos de esferas são versáteis e capazes de acomodar tanto cargas radiais quanto axiais. Devido ao seu alto grau de precisão de giro e às variantes de funcionamento silencioso, são a escolha preferida para motores elétricos de pequeno e médio porte.
Já os rolamentos autocompensadores de rolos e toroidais foram concebidos para suportar cargas muito mais elevadas e são, por natureza, autocompensadores. Essas características os tornam populares em aplicações sujeitas a cargas altas, deflexões de eixo e desalinhamentos significativos.
Fatores de Comparação na Seleção
Na maioria das vezes, a escolha do rolamento exige a comparação de múltiplos fatores, impossibilitando a formulação de uma regra única. No entanto, as informações a seguir servem para indicar os critérios mais importantes ao selecionar um rolamentos padrão:
- Espaço disponível: Limitações dimensionais do alojamento.
- Cargas: Magnitude e direção das forças (radial, axial, combinada).
- Desalinhamento: Capacidade de o rolamento tolerar deflexões do eixo.
- Precisão: Grau de exatidão do movimento rotativo exigido.
- Velocidade: Velocidade máxima de rotação permitida.
- Atrito: Geração de calor e consumo de energia.
- Giro silencioso: Necessidade de baixo ruído e baixa vibração.
- Rigidez: Resistência à deformação sob carga.
- Deslocamento axial: Capacidade de acomodar expansão térmica do eixo.
- Montagem e desmontagem: Facilidade de instalação e manutenção.
- Soluções de vedação: Proteção contra contaminantes e retenção de lubrificante.
Além dos fatores técnicos, o custo total do sistema e as considerações de produtos padrão de mercado(estoque) também são importantes no processo de seleção.
