Como escolher o rolamento autocompensador de rolos correto para equipamentos pesados

Um transportador terrestre de 1,6 km em uma mina de cobre no Chile perdia o rolamento da polia traseira a cada seis semanas. O rolamento rígido de esferas original funcionava a 180 r/min sob uma carga radial medida de 320 kN, e o eixo ficava 1,4 graus fora de linha na extremidade de acionamento. O substituto é um rolamento autocompensador de rolos 22320, e a posição já funciona há dois anos contínuos no mesmo cronograma de lubrificação. Essa sequência de decisão é o que este guia documenta, seguindo a prática de seleção que a Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company aplica à sua linha de rolamentos autocompensadores de rolos, desde a série compacta 21300 até a série pesada 24100.

Comece com o perfil de carga, não com o número de série

A carga radial determina o tamanho do rolamento; o nível de choque determina a série. Um rolamento autocompensador de rolos é um rolamento de duas carreiras com rolos em forma de barril que funcionam em uma pista externa esférica, o que permite que o eixo opere com até cerca de 2 graus de desalinhamento angular enquanto transporta pesadas cargas radiais e axiais combinadas em qualquer direção.

Calcule a carga dinâmica equivalente P do rolamento antes de abrir qualquer catálogo. Para uma carga radial Fr e uma carga axial Fa combinadas, use a equação padrão P = X x Fr Y x Fa, onde X e Y são os fatores publicados para cada série de rolamentos. Em seguida, multiplique a carga em estado estacionário por um fator de serviço antes de compará-la com a classificação de carga dinâmica C: use 1,5-2,0 para transportadores de correia, ventiladores e caixas de engrenagens e 2,0-3,0 para britadores, peneiras e prensas. As peneiras vibratórias, em particular, expõem os rolamentos a acelerações máximas de 4 a 5 g, que um cálculo de carga estática nunca revela.

Uma vez conhecido P, a vida nominal básica segue de L10 = (C/P)^(10/3) milhões de rotações. O expoente 10/3 é a inclinação de Weibull para elementos de rolo de contato linear, inferior ao expoente 3 usado para rolamentos de esferas, portanto, os rolamentos de rolos são mais sensíveis a pequenas mudanças na carga. O gráfico abaixo mostra por que a seleção de séries é importante: essas são classificações de carga dinâmica indicativas para quatro séries de rolamentos autocompensadores de rolos no mesmo eixo de 100 mm.

Para serviço de transporte padrão e choque moderado, prática comum em equipamentos de construção e mineração é começar com a série 22200, que oferece a melhor relação entre capacidade de carga e tamanho do envelope.

Rolamento autocompensador de rolos série 22200 para uso industrial pesado Esta série oferece uma relação equilibrada entre capacidade de carga e tamanho, tornando-a uma primeira escolha prática para transportadores e equipamentos de mineração. Seu design autocompensador lida com desalinhamento e cargas axiais moderadas em ambas as direções. Ver Produto →

Combine velocidade, temperatura e design da gaiola

A velocidade limite de um rolamento autocompensador de rolos é definida pela geometria da gaiola e pela massa do rolo, e não apenas pelo diâmetro do furo. Uma 22220 lubrifica até cerca de 2.400 rpm, uma 23120 atinge aproximadamente 2.800 rpm e uma 22320 para perto de 1.800 rpm porque seus rolos maiores geram mais força centrífuga.

Quando a velocidade operacional exceder cerca de 70% da velocidade limite, mude da gaiola de aço estampado padrão para uma gaiola de latão usinado. O latão funciona mais frio, sobrevive melhor à lubrificação marginal e tolera as temperaturas mais altas encontradas em siderúrgicas e fábricas de cimento.

A temperatura define o segundo limite. Os rolamentos padrão operam de -30 °C a 120 °C; com anéis estabilizados termicamente, os mesmos rolamentos funcionam até 200 °C, mas a folga interna selecionada deve ser aumentada para absorver a diferença de expansão entre o eixo, o anel e o alojamento. Para grandes eixos rotativos em ventiladores, bombas e geradores, onde a velocidade é mais importante do que a carga final, a série 23000 é o ponto de partida correto.

Rolamento autocompensador de rolos série 23000 para eixos giratórios de alta velocidade Projetado para eixos grandes em ventiladores, bombas e geradores, esse rolamento prioriza a velocidade em detrimento da carga final. Ele se auto-alinha para compensar a deflexão do eixo e suporta cargas radiais pesadas em condições exigentes. Ver Produto →

Defina a folga interna e a lubrificação corretamente

Mais rolamentos autocompensadores de rolos falham por folga incorreta e lubrificação deficiente do que por sobrecarga bruta. Selecione a folga interna radial antes de confirmar o ajuste. Um ajuste apertado do eixo consome 60-80% da margem de interferência da folga montada e o operador não consegue ver a perda até que a carcaça comece a esquentar.

• Classe CN: o padrão para máquinas contínuas com montagem leve a normal, como motores elétricos e ventiladores.
• Classe C3: preferida para rolamentos montados por indução, prensas e todas as posições com gradiente de temperatura acima de 10 °C entre os anéis interno e externo.
• Classe C4: reservada para forno, secador e outras posições de alta temperatura onde o anel externo fica mais quente que o eixo.

Para lubrificação com graxa, escolha uma graxa cuja viscosidade do óleo base corresponda à velocidade e temperatura: normalmente ISO VG 220 para rolamentos com furo de 80-150 mm operando a 60-90 °C, e ISO VG 320-460 para sistemas de óleo circulante em laminadores e prensas pesadas. Os intervalos de relubrificação variam de cerca de 500 horas de serviço pesado contínuo até 4.000 horas para posições limpas com carga leve.

Compare séries de diâmetro, carga e velocidade juntas

O mesmo tamanho de furo pode suportar quase o dobro da carga quando você passa de uma série 22200 para uma série 22300, portanto, nunca congele a série antes que o diâmetro do eixo e o layout do alojamento sejam corrigidos. A comparação abaixo é a tabela de seleção utilizada para a maioria dos cargos da indústria pesada.

Quando o fator decisivo é a resistência a choques e vibrações, a série 22300 é a resposta usual. Seus rolos superdimensionados distribuem a tensão de contato por uma área maior, que é exatamente o que um cabeçote britador ou uma plataforma de peneira vibratória exigem. Para os maiores fornos e moinhos, as séries 24000 e 24100 são a única solução prática.

Rolamento autocompensador de rolos série 22300 para choque e vibração Apresentando rolos superdimensionados que distribuem a tensão de contato, esta série é adequada para cabeçotes britadores e peneiras vibratórias. Resiste a cargas de impacto e desalinhamento, ao mesmo tempo que reduz o atrito e a geração de calor em ambientes agressivos. Ver Produto →

Verifique os ajustes e monitore os sinais de problema

Um rolamento é tão confiável quanto o assento do eixo, o assento da caixa e a lubrificação que o envolve. Antes da montagem, meça a circularidade e a conicidade de ambos os assentos: um desvio acima de IT5/2 no munhão do eixo distorcerá o anel interno e aparecerá como um ponto quente na primeira hora de funcionamento.

Use um ajuste de pressão no anel giratório: para um anel interno giratório, selecione uma tolerância de eixo de p6 ou r6; para um anel externo giratório, o ajuste do alojamento deve ser K7 ou M7. Monte com um aquecedor por indução e nunca martele a face do anel. Registre a folga interna antes e depois da montagem e confirme se a redução corresponde aos 60-80% esperados da tolerância de ajuste à pressão. Após a primeira hora, a temperatura do alojamento deverá permanecer na faixa de 60-90 °C; uma subida além de 100 °C significa que a classe de folga ou o lubrificante estão errados.

• Descamação em um lado da pista: desalinhamento ou furo do alojamento distorcido.
• Marcas de derrapagem nos rolos: carga insuficiente ou ajuste radial muito leve.
• Fretting no assento do eixo: um ajuste frouxo ou um eixo torto.
• Graxa escura e seca na gaiola: o intervalo de relubrificação é muito longo.

Perguntas frequentes

Respostas diretas às perguntas que surgem com mais frequência quando rolamentos autocompensadores de rolos são especificados para equipamentos industriais pesados.