A maioria rolamento de rolos esféricos As falhas que surgem nas primeiras semanas de operação costumam estar relacionadas a um de dois fatores: classe incorreta de folga radial ou ajuste de montagem que nunca foi efetivamente verificado. Ambos são evitáveis, e em ambos os casos tudo se resume a dois valores que o montador pode medir em campo com uma lâmina calibrada ou um relógio comparador.
Furo cilíndrico versus furo cônico: como escolher o método de montagem
Furo cilíndrico é montado por prensagem ou ajuste por interferência diretamente em um eixo liso. O dimensionamento e a desmontagem são mais simples, e essa é a escolha padrão para eixos abaixo de aproximadamente 80 mm, quando uma prensa mecânica ou um aquecedor por indução é suficiente para a aplicação.
Furo cônico rolamento (designação sufixo K, cone 1:12 como padrão e 1:30 para alguns tamanhos grandes) é montado sobre um assento cônico no eixo ou, mais comumente, sobre uma bucha de adaptação para eixos cilíndricos lisos. À medida que o rolamento avança sobre o cone, o anel interno se expande e prende firmemente o eixo — não é necessário ressalto no eixo nem chaveta, razão pela qual os rolamentos de rolos esféricos com furo cônico são padrão em mancais tipo pedestal e em caixas de esticador.
A contrapartida é que uma montagem com furo cônico não pode ser verificada por meio da medição direta do ajuste por interferência. Em vez disso, mede-se quanto a folga interna foi reduzida ou a distância que o rolamento percorreu ao longo do cone. Ambos os métodos são abordados a seguir.
Folga interna radial: o que realmente significam C2 a C5
A folga interna radial (RIC) é a distância total que um anel pode se mover em relação ao outro antes da montagem do rolamento, medida em micrômetros (µm) conforme a ISO 5753. Rolamentos de rolos esféricos são fornecidos com Normal (CN) folga por padrão na prática de quase todos os fabricantes.
As classes de folga maiores — C3, C4 e C5 — existem porque a montagem, por si só, reduz a folga (o ajuste com interferência expande o anel interno) e o aquecimento em operação reduz ainda mais essa folga (o anel interno opera mais quente que o anel externo e se dilata mais rapidamente).
Valores selecionados para furo cilíndrico, conforme a ISO 5753-1991:
Faixa do furo (mm) | C2 (µm) | Normal (µm) | C3 (µm) | C4 (µm) |
|---|---|---|---|---|
50–65 | 20–40 | 40–65 | 65–90 | 90–120 |
80–100 | 35–60 | 60–100 | 100–135 | 135–180 |
100–120 | 40–75 | 75–120 | 120–160 | 160–210 |
140–160 | 60–110 | 110–170 | 170–220 | 220–280 |
180–200 | 70–130 | 130–200 | 200–260 | 260–340 |
Furo cônico As faixas de folga são mais elevadas do que em furo cilíndrico para o mesmo tamanho nominal — para um furo de 100–120 mm, a folga Normal em um rolamento de furo cônico é de 100–135 µm, contra 75–120 µm em furo cilíndrico — porque a interferência causada pela montagem com bucha é, por natureza, maior e exige uma folga inicial mais ampla para que o conjunto opere na faixa correta.
Quando migrar da folga Normal para C3: qualquer aplicação com ajuste interferente no eixo mais apertado que o padrão, ou com temperatura de operação consistentemente acima de cerca de 70°C. A redução da folga provocada por um ajuste apertado e pela dilatação térmica pode consumir a folga Normal a ponto de pré-carregar o rolamento — e um rolamento de rolos esféricos pré-carregado opera com ताप? reduz a vida em fadiga.
As folgas C4 e C5 são indicadas principalmente para peneiras vibratórias e aplicações de alta velocidade e alta temperatura, nas quais se espera uma redução ainda maior da folga durante a operação.
Montagem de rolamento com furo cônico: os dois métodos práticos
Método 1 — Folga com lâmina calibrada (avanço mecânico), para furo ≤ 120 mm
Meça a folga sem montagem na parte superior do rolamento (posição de 12 horas, rolamento em pé) com uma lâmina calibrada entre o anel externo e o rolo mais alto.
Avance o rolamento no cone — utilizando porca de fixação e arruela trava para furos de até cerca de 80 mm, ou porca hidráulica para tamanhos maiores — e volte a verificar periodicamente a folga na parte inferior (posição de 6 horas).
Interrompa o ajuste assim que a redução da folga estiver dentro da faixa recomendada para esse diâmetro de furo (veja o exemplo prático abaixo).
Para rolamentos com furo acima de 120 mm, a deformação dos anéis sob o próprio peso do rolamento compromete a leitura em um único ponto. A correção padrão consiste em medir a folga em três posições, e não apenas em uma: "a" às 9 horas, "b" às 3 horas e "c" às 12 ou 6 horas. A folga real é então 0,5 × (a + b + c). A média em três pontos elimina a flecha que uma leitura isolada contabilizaria erroneamente como folga.
Método 2 — Avanço por porca hidráulica, para rolamentos vedados ou de grande furo
Rolamentos de rolos esféricos vedados não podem ser verificados com lâmina calibrada, pois a vedação impede o acesso aos rolos. Nesses casos, e também em qualquer rolamento de grande furo com furo cônico, utilize uma porca hidráulica equipada com relógio comparador: a pressão hidráulica avança o rolamento no cone, enquanto o relógio comparador mede diretamente o deslocamento axial, que se relaciona à redução da folga pelo ângulo do cone.
Exemplo prático — furo de 190 mm, cone 1:12, folga normal:
Parâmetro | Valor |
|---|---|
Folga radial sem montagem | 0,14–0,20 mm |
Redução de folga alvo | 0,09–0,13 mm |
Avanço axial em eixo maciço | 1,4–2,0 mm |
Deslocamento axial de montagem na bucha de adaptação | 1,5–2,2 mm |
Folga residual mínima após a montagem | 0,07 mm |
Observe que a distância de montagem axial corresponde aproximadamente a 16 vezes a redução da folga em um cone 1:12 em eixo liso, e cerca de 18 vezes para montagem com bucha — o ângulo do cone amplia uma pequena variação radial até transformá-la em uma distância que pode ser efetivamente medida com relógio comparador. Para um cone 1:30, esses multiplicadores sobem para aproximadamente 39× e 42×, respectivamente, pois um cone mais suave exige maior curso axial para produzir a mesma expansão radial.
Limite de carga axial em buchas de adaptação e de retirada
Quando um rolamento de rolos esféricos é montado em um eixo liso por meio de uma bucha de adaptação ou de retirada, sem ombro fixo, a carga axial que o conjunto pode suportar é limitada pelo atrito entre o eixo e a bucha, e não pelo próprio rolamento:
Fap = 3 × B × d
em que Fap é a carga axial máxima admissível em newtons, B é a largura do rolamento em mm e d é o diâmetro do furo em mm. Para o 22320 rolamento (furo 100 mm, largura 73 mm), isso limita a carga axial com montagem em bucha a cerca de 21.900 N — valor bem abaixo da própria capacidade estática do rolamento, razão pela qual arranjos montados com bucha são especificados para aplicações com predominância de carga radial, e não para serviços com elevada carga axial.
Aplicações em mancais tipo pillow block e em mancais tensionadores
Rolamentos de rolos esféricos com furo cônico, montados em buchas de adaptação, são o rolamento padrão em mancais tipo pillow block das séries SNW/SAF e em unidades de mancal tensionador em sistemas transportadores, justamente porque a bucha elimina a necessidade de ombro no eixo ou rasgo de chaveta — é possível usinar um eixo liso e uniforme, e ajustar a posição da caixa ao longo do seu comprimento. Os princípios de folga e de avanço por ajuste descritos acima aplicam-se da mesma forma nesses mancais; a única diferença é que o furo da caixa, e não um assento de rolamento usinado em um eixo de maior diâmetro, faz o posicionamento do anel externo.
Erros Comuns de Montagem
Forçar o rolamento no eixo sem verificar antes se está assentado de forma uniforme — isso provoca deformação dos anéis, que se manifesta como vibração prematura.
Aperto desigual da porca de fixação — desloca o rolamento pelo cone em ângulo, gerando desalinhamento que a capacidade de autoalinhamento do rolamento pode disfarçar por algum tempo, até deixar de fazê-lo.
Omitir completamente a verificação de folga e montar “no tato” — a causa mais comum de falha prematura em instalações com furo cônico.
Usar lâmina calibrada em um rolamento vedado — é fisicamente impossível obter uma leitura precisa; utilize, em vez disso, o método de avanço por ajuste.
Perguntas frequentes
Folga radial é a mesma coisa que pré-carga do rolamento?
Não — a folga é a abertura existente antes da aplicação de qualquer força externa; a pré-carga é uma folga negativa intencionalmente aplicada em alguns pares de rolamentos de precisão. Um rolamento de rolos esféricos corretamente montado mantém certa folga residual positiva após a montagem (veja o mínimo de 0.07 mm no exemplo prático); ele não fica pré-carregado.
Com que frequência a folga montada deve ser reavaliada após a instalação?
Isso não faz parte de uma verificação de manutenção em operação — a redução da folga é confirmada uma única vez, durante a montagem. Depois disso, o crescimento térmico durante a operação já é previsto e compensado pela classe de folga definida previamente.
Um ajuste mais interferente no eixo sempre significa que devo migrar para C3 ou C4?
Somente se a perda de folga resultante levar o rolamento a uma condição próxima de zero folga em regime de operação. Para ajustes interferentes moderados, em temperaturas normais de funcionamento, a folga Normal com um avanço por ajuste corretamente medido costuma ser suficiente — adotar C4 diretamente, sem avaliar os valores, pode deixar o rolamento com folga excessiva, o que se traduz em ruído e patinagem dos rolos, e não em superaquecimento.
Os valores de folga e as relações de avanço por ajuste apresentados estão em conformidade com a ISO 5753-1 e com a geometria cônica padrão 1:12/1:30. Os números são representativos para a combinação de furo e cone indicada; confirme os valores exatos nas instruções de montagem do seu fornecedor para o rolamento específico antes da instalação.
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