Já se interrogou como é que a mais pequena folga numa máquina pode fazer ou destruir o seu desempenho? Este artigo aborda a folga dos rolamentos, o espaço pequeno mas crucial que afecta a vida útil, a temperatura, o ruído e a vibração de uma máquina. Saiba como compreender a folga radial e axial pode otimizar a eficiência e a durabilidade da sua máquina.
A folga do rolamento, também conhecida como folga do rolamento, refere-se ao movimento radial ou axial de um rolamento antes de ser instalado num eixo ou numa caixa de rolamentos. Um anel da chumaceira está fixo e a chumaceira pode mover-se em direção ao lado que não está fixo.
Este movimento é tipicamente classificado em folga radial e folga axial. A folga operacional de um rolamento durante a sua utilização influencia significativamente a sua vida útil, o aumento da temperatura, o ruído e as características de vibração.
Quando um rolamento que suporta uma carga radial não é pré-carregado, a sua folga radial G é definida como a distância radial média produzida quando o anel exterior, sem condições de carga externa, se desloca da posição limite excêntrica de um lado para a posição extrema oposta.
Para uma chumaceira capaz de suportar uma carga axial bidirecional e não pré-carregada, a sua folga axial interna G é definida como a distância axial média produzida quando um anel, sem condições de carga externa, se desloca da posição limite axial de um lado para a posição extrema oposta.
Tolerância admissível para o colo do veio redondeza
Eixo recentemente maquinado | Eixo antigo não processado | ||||
Diâmetro da chumaceira (mm) | Alta velocidade acima de 1000rpm | Baixa velocidade abaixo das 1000 rpm | Diâmetro da chumaceira (mm) | Alta velocidade acima de 1000rpm | Baixa velocidade abaixo das 1000 rpm |
50~70 | 0.01 | 0.03 | 50~70 | 0.03 | 0.05 |
70~150 | 0.02 | 0.04 | 70~150 | 0.04 | 0.06 |
Valor máximo de desgaste admissível para rolamentos
Diâmetro da chumaceira (mm) | Folga radial (mm) | Folga axial (mm) |
Menos de 30 anos | 4D/1000 | 0.2 |
35 a 70 | 3.5D/1000 | 0.3 |
75 a 100 | 3D/1000 | 0.3 |
Acima de 100 | Não superior a 0,3 | 0.3 |
Nota: D - Diâmetro interior da chumaceira ou diâmetro do colo do veio
Norma para a folga radial original de rolamentos novos
Diâmetro nominal da chumaceira (mm) | Rolamento autocompensador de rolos de uma carreira (roscas) | Rolamento de rolos cilíndricos curtos de uma carreira (roscas) | Rolamento autocompensador de rolos de duas carreiras (roscas) | Aplicar uma carga radial (em MPa) durante a medição. | O valor de desgaste admissível após a utilização é (em roscas). | ||||
Exceder | Para | Mínimo | Máximo | Mínimo | Máximo | Mínimo | Máximo | ||
18 | 24 | 1.0 | 2.4 | 0.5 | 10 | ||||
24 | 30 | 1.0 | 2.4 | 0.5 | |||||
30 | 40 | 1.2 | 2.6 | 1.0 | 20 | ||||
40 | 50 | 1.2 | 2.9 | 2.0 | 5.5 | 1.0 | |||
50 | 65 | 1.3 | 3.3 | 2.5 | 6.5 | 1.0 | 20 | ||
65 | 80 | 1.4 | 3.4 | 3.0 | 7.0 | 5.0 | 8.0 | 1.0 | |
80 | 100 | 1.6 | 4.0 | 3.5 | 8.0 | 6.0 | 10.0 | 1.0 | |
100 | 120 | 2.0 | 4.6 | 4.0 | 9.0 | 1.5 | |||
120 | 140 | 2.3 | 5.3 | 4.5 | 10.0 | 1.5 | 30 |
O movimento máximo de um anel de um rolamento fixo, e o outro anel capaz de se mover na direção radial ou axial é a folga do rolamento. Na maioria dos casos, quanto maior for a folga radial da chumaceira, maior será a folga axial.
De acordo com o estado do rolamento, a folga pode ser dividida em: folga original, folga de instalação e folga de trabalho.
A folga de instalação afecta diretamente o funcionamento normal das chumaceiras de rolamento.
Uma folga demasiado pequena pode levar a um aumento da temperatura dos rolamentos, ou mesmo fazer com que o corpo rolante fique preso; se a folga for demasiado grande, pode causar uma vibração significativa no equipamento e gerar muito ruído.
Apuramento original:
É a folga quando a chumaceira está num estado livre antes da instalação, geralmente determinada durante o processamento e a montagem.
Distância de instalação:
Também conhecida como folga de correspondência, é a folga quando o rolamento é montado com o eixo ou assento do rolamento, mas ainda não começou a funcionar. A folga de instalação é geralmente menor do que a folga original, principalmente porque o anel interno do rolamento se expande ou o anel externo se reduz após a instalação.
Autorização de trabalho:
Esta é a folga quando o rolamento está em funcionamento. Durante o funcionamento, o rolamento reduzirá a folga devido ao aumento da temperatura e à expansão térmica do anel interior, e aumentará a folga devido à deformação elástica da posição de contacto do corpo rolante e da pista sob carga.
Normas de referência para a montagem de chumaceiras de motor
Tipo de rolamento | Diâmetro interno do rolamento e método de ajuste do eixo com tolerância | |||||
Diâmetro interior nominal da chumaceira (mm) | Tolerância admissível do diâmetro interno do rolamento (milímetros) | Tolerância admissível do veio (milímetros) | Método de ajuste | Valor de interferência do ajuste do colo do eixo e do anel interno do rolamento (diferença entre o diâmetro do eixo e o diâmetro interno real do rolamento) (milímetros) | ||
Exceder | Para | |||||
Rolamento radial de esferas de uma fila | <18 | 0-1.00 | 0.2 | gb | +1~+2 | |
18 | 30 | 0-1.00 | 0.2 | gb | +1~+2 | |
30 | 50 | 0-1.20 | 1 | gb | +2~+3 | |
50 | 80 | 0-1.50 | 1.2 | gb | +2~+3 | |
80 | 120 | 0-2.00 | 1.3 | gb | +3~+5 | |
120 | 180 | 0-2.5 | +1.9(+2.8)+0.3(+1.2) | gb | +4~+7 | |
Rolamento de rolos cilíndricos de uma fila | 30 | 50 | 0-1.20 | 2.9 | gb | +1~+3 |
50 | 80 | 0-1.50 | 3.4 | gb | +2~+4 | |
80 | 120 | 0-2.00 | +2.8(+3.5)+1.2(+1.2) | gb | +4~+6 | |
120 | 180 | 0-2.5 | 9.2 | gb | +4~+7 | |
Rolamento de rolos esféricos de duas carreiras | gb |
Diâmetro exterior da chumaceira e método de ajuste da tampa da extremidade da caixa com tolerância | |||||
Diâmetro exterior nominal da chumaceira | Tolerância admissível do diâmetro exterior do rolamento (milímetros) | Tolerância admissível da tampa da extremidade do alojamento (milímetros) | Método de ajuste | Folga entre o anel externo do rolamento e o orifício da tampa da extremidade da caixa (milímetros) | |
Exceder | Para | ||||
18 | 30 | 0-0.90 | 0.9 | Gd | 0~3 |
30 | 50 | 0-1.10 | 1 | Gd | 0~3 |
50 | 80 | 0-1.30 | 1 | Gd | 0~3 |
80 | 120 | 0-1.50 | 1.1 | Gd | 0~3 |
120 | 160 | 0-2.50 | 1.3 | Gd | 0~3 |
180 | 260 | 0-3.50 | 1.2 | Gd | 0~3 |
260 | 315 | 0-3.50 | 1.7 | Gd | 0~3 |
80 | 120 | 0-1.5 | 1.1 | Gd | 0~3 |
120 | 180 | 0-2.5 | 1.3 | Gd | 0~3 |
180 | 260 | 0-3.5 | 1.4 | Gd | 0~3 |
260 | 315 | 0-3.5 | 1.7 | Gd | 0~3 |
120 | 180 | 0-2.5 | +2.7(+2.7)-1.4(0) | Gd | 0~3 |
Seleção da folga radial:
A folga radial de um rolamento deve ser escolhida com base nas condições específicas; menor não é necessariamente melhor. A folga radial dos rolamentos está dividida em cinco grupos. O grupo 0 é o grupo de folga radial de base padrão.
Os rolamentos do Grupo 0 são normalmente aplicados em condições gerais de funcionamento, temperaturas convencionais e encaixes de interferência frequentemente utilizados. Os rolamentos com folgas radiais maiores são adequados para condições de funcionamento especiais, tais como altas temperaturas, altas velocidades, baixo ruído e baixo atrito. Os rolamentos com folgas radiais ainda maiores são adequados para rolamentos de fuso de precisão e utilizações semelhantes.
Folga axial do rolamento rígido de esferas | ||||||
Ga=0,4w√ GrDw | (C3) | |||||
Diâmetro interior nominal(d) | 0.4 | Gr | Dw | (Raiz quadrada) | Ga | Gama |
≤30 | 0.4 | 8 | 3.5 | 0.08 | 0.032 | 0.02-0.05 |
>30~50 | 0.4 | 27 | 4 | 0.1 | 0.04 | 0.03-0.06 |
>50~80 | 0.4 | 38 | 5 | 0.14 | 0.056 | 0.05-0.08 |
>80~100 | 0.4 | 51 | 7 | 0.19 | 0.076 | 0.07-0.10 |
>100~120 | 0.4 | 61 | 8.5 | 0.23 | 0.092 | 0.09-0.12 |
>120~140 | 0.4 | 68.5 | 9 | 0.25 | 0.1 | 0.10-0.14 |
Seleção da folga axial:
No caso dos rolamentos rígidos de esferas e dos rolamentos de rolos cónicos, quando são montados frente a frente ou costas com costas, a folga interna ou a pré-carga requerem normalmente a determinação da posição axial de uma manga, devendo ser considerados os requisitos de desempenho e de funcionamento da configuração da chumaceira.
A folga axial e a folga radial destes tipos de rolamentos normalmente só precisa de satisfazer um destes valores.
A seleção da folga radial para os rolamentos é crucial, uma vez que é um dos factores críticos que determinam se os rolamentos podem funcionar corretamente.
A seleção adequada da folga radial pode assegurar uma distribuição razoável das cargas entre os corpos rolantes do rolamento. Pode limitar o deslocamento axial e radial do eixo (ou caixa), garantir a precisão de rotação do eixo e permitir que o rolamento funcione a determinadas temperaturas, reduzindo a vibração e o ruído. Isto é vantajoso para melhorar a vida útil dos rolamentos.
A diferença entre a folga teórica e a folga gerada pelo ajuste de interferência da caixa ou do veio com o rolamento após a expansão ou contração do colar é referida como "folga de instalação".
Ao somar ou subtrair as alterações dimensionais acumuladas devido a variações térmicas no interior da chumaceira, é designada por "folga operacional".
A folga operacional refere-se à folga existente quando o rolamento é montado numa máquina e é submetido a carga e rotação. A folga efectiva mais a deformação elástica gerada pelas cargas da chumaceira é conhecida como a "folga operacional".
Como se mostra na Figura 2, o rolamento tem o maior tempo de vida à fadiga quando a folga operacional é marginalmente negativa. No entanto, à medida que a folga negativa aumenta, a vida à fadiga da chumaceira diminui notavelmente.
Por conseguinte, ao selecionar a folga para os rolamentos, é geralmente adequado ter um valor ligeiramente positivo ou zero para a folga operacional.
Ao selecionar a folga radial para rolamentos, devem ser tidos em consideração os seguintes factores:
Com base na experiência, a folga operacional ideal para os rolamentos de esferas é próxima de zero, enquanto os rolamentos de rolos devem manter uma pequena quantidade de folga operacional.
Em componentes que requerem uma boa rigidez de suporte, os rolamentos podem permitir uma certa quantidade de pré-carga.
Em condições normais de trabalho, recomenda-se que se escolha primeiro o componente básico para obter uma folga operacional adequada para o rolamento. Se o componente básico não cumprir os requisitos, deve ser selecionado um componente auxiliar.
O componente auxiliar de grande folga radial é adequado para rolamentos com ajuste de interferência entre o rolamento e o eixo ou a caixa. O componente auxiliar de folga radial pequena é adequado para aplicações que requerem elevada precisão de rotação, controlo rigoroso do deslocamento axial da caixa e redução do ruído e da vibração.
Além disso, para melhorar a rigidez do rolamento ou para reduzir o ruído, a folga operacional deve ser ainda mais reduzida, enquanto que para ter em conta o aumento acentuado da temperatura do rolamento, a folga operacional deve ser ainda mais aumentada. Deve ser efectuada uma análise específica com base nas condições de utilização.