Rolamentos rígidos de esferas de uma carreira versus duas carreiras: principais diferenças e seleção

Quando uma bomba industrial falha duas vezes em um trimestre, a decisão de substituição passa de um pedido rotineiro de peças para um julgamento de engenharia. A primeira questão geralmente é se deve ser instalado um rolamento rígido de esferas de uma carreira ou de duas carreiras. A resposta curta: mantenha a linha única como padrão porque ele funciona mais rápido, mais frio e mais silencioso para o mesmo tamanho de furo, e escolha uma fileira dupla somente quando precisar de capacidade de carga radial muito maior, rigidez extra ou melhor resistência a momentos de inclinação em um furo de mancal que não pode ser ampliado.

O que separa os rolamentos rígidos de esferas de uma carreira e de duas carreiras

A geometria impulsiona todas as diferenças de desempenho entre os dois tipos. Um rolamento rígido de esferas de uma carreira carrega uma fileira de esferas em ranhuras profundas e contínuas retificadas em ambos os anéis. Os sulcos profundos permitem aceitar cargas axiais moderadas de qualquer direção, bem como cargas radiais, razão pela qual este formato domina motores elétricos, bombas, caixas de engrenagens e eletrodomésticos. As famílias conhecidas são as séries 6000, 6200, 6300, 6400, 6800 e 6900.

Um rolamento rígido de esferas de duas carreiras coloca duas fileiras de esferas lado a lado em um anel interno e um anel externo compartilhados. Na verdade, ele se comporta como dois rolamentos de uma carreira combinados em um pacote mais amplo. Para o mesmo diâmetro de furo, a unidade de fileira dupla é mais larga e mais pesada, e a carga se espalha por aproximadamente o dobro do número de esferas. As verdadeiras séries de ranhura profunda de fileira dupla, as famílias 42xxx e 43xxx, são fabricadas, mas são muito menos comumente estocadas do que as linhas de fileira única.

Uma armadilha de aquisição merece atenção: muitos catálogos que anunciam rolamentos rígidos de esferas de duas carreiras estão, na verdade, oferecendo rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras, como as séries 5200, 5300 ou 3000A. As pistas de contato angular alteram o equilíbrio da carga e da velocidade, e a diferença afeta as classificações. Confirme qual geometria o desenho da peça de reposição exige antes de fazer o pedido, pois os dois tipos não são intercambiáveis ​​nos cálculos de vida útil.

Capacidade de carga: a verdadeira razão para considerar uma fila dupla

Capacidade de carga radial

A carga radial é onde a fileira dupla ganha seu sustento. Para o mesmo furo, um rolamento de esferas de duas carreiras aumenta a classificação de carga dinâmica básica C em aproximadamente 40 a 70 por cento em comparação com um rolamento de uma carreira, porque cerca de duas vezes mais esferas compartilham a carga. O preço é a largura: a fileira dupla é normalmente de um terço a mais da metade mais larga do que uma fileira única do mesmo furo. Se a caixa tiver espaço, você ganha um ponto de apoio substancialmente mais pesado sem alterar o diâmetro do eixo.

A tabela abaixo compara um par típico de furo de 25mm para mostrar a escala da compensação.

Para tamanhos de eixo aproximadamente entre 25 e 60 mm, o Rolamentos rígidos de esferas de uma carreira série 6200 do catálogo cobrem a maioria das posições de substituição industrial e são a base contra a qual qualquer linha dupla deve ser julgada.

Fabricantes de rolamentos rígidos de esferas personalizados da série 6200, fábrica Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company é um fabricante de rolamentos rígidos de esferas da série 6200 na China e rolamentos de esferas profundos personalizados da série 6200 ... Ver Produto →

Antes de se comprometer com uma linha dupla, verifique se uma linha única maior resolve o problema com menos comprometimento. Um Rolamento rígido de esferas série 6300 com furo de 25 mm, o 6305 atinge uma classificação dinâmica próxima ao 5205, mantendo a margem de velocidade de uma única carreira, ao custo de um furo de alojamento maior.

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Carga axial e de momento

Os rolamentos profundos de uma carreira suportam cargas axiais moderadas em ambas as direções graças aos ombros altos e simétricos das pistas. Uma fileira dupla aumenta a capacidade axial total para o mesmo furo, mas o ganho é modesto porque cada fileira contribui separadamente. Se a máquina aplicar uma carga axial pesada em apenas uma direção, um rolamento de contato angular de uma carreira ou um rolamento axial geralmente é a melhor solução.

A resistência ao momento é uma história diferente. A ampla distribuição dos pontos de contacto da bola numa fila dupla confere-lhe uma resistência muito maior aos momentos de inclinação. Polias suspensas, impulsores em balanço e eixos curtos da caixa de engrenagens tiram vantagem disso. Uma única fileira do mesmo furo atua como um pivô estreito e desvia mais sob o mesmo momento de carga.

Velocidade, atrito e temperatura operacional

A velocidade é onde a linha única revida. Duas fileiras significam mais bolas, mais resistência ao rolamento, mais agitação de graxa e mais calor. Para o mesmo furo e lubrificação, a velocidade limite de carreira dupla normalmente fica 20 a 35 por cento abaixo do valor de carreira única. A 3.000 rpm num motor padrão, a diferença é irrelevante; em um ventilador ou fuso de alta velocidade, ele decide o rolamento.

O torque de atrito segue o mesmo padrão. Uma fileira dupla consome um pouco mais de potência e fica alguns graus mais quente. Em aplicações sensíveis ao calor, ventiladores de plástico, equipamentos alimentícios e pequenos enrolamentos de motores, a lacuna térmica altera o cálculo da confiabilidade. Se você precisar executar uma fileira dupla perto do topo de sua faixa, especifique a folga C3, escolha uma graxa compatível com a temperatura operacional e verifique o aumento da temperatura do invólucro durante o comissionamento.

Rigidez, tolerância ao desalinhamento e ruído

Rigidez

Na medição de deflexão, a fileira dupla vence na maioria dos arranjos de suporte de eixo. A ampla dispersão de contato resiste à flexão do eixo e mantém o eixo do eixo estável, razão pela qual os rolamentos de esferas de duas carreiras aparecem em mecanismos de alimentação de máquinas-ferramenta, tambores de elevação e eixos de impulsores. Um par de rolamentos de uma carreira pré-carregados um contra o outro pode corresponder a essa rigidez, mas o arranjo custa mais e utiliza mais espaço de alojamento.

Tolerância ao desalinhamento

Os rolamentos profundos de uma carreira toleram alguns minutos de arco de desalinhamento angular do eixo, dependendo da folga e da carga. Os projetos de ranhura profunda de fileira dupla são menos tolerantes: o desalinhamento sobrecarrega uma fileira pesadamente e reduz a vida útil rapidamente. Se a caixa flexionar ou o eixo desviar, permaneça com uma fileira única ou mude para um tipo autocompensador em vez de forçar uma fileira dupla em um furo desalinhado.

Vibração e ruído

Para equipamentos silenciosos, a linha única é a escolha mais segura. Menos esferas interagem com as pistas e o enorme volume de mercado de rolamentos de uma carreira significa que gaiolas de baixo ruído, graxas e acabamentos de pistas são mais fáceis de obter. Os rolamentos de duas carreiras apresentam um nível de vibração ligeiramente mais elevado, especialmente em velocidades moderadas. Em eletrodomésticos, equipamentos médicos e automação de escritório, mantenha a fileira única, a menos que a margem de carga force a fileira dupla.

Aplicativos que se adaptam a cada tipo

Os rolamentos rígidos de esferas de uma carreira cobrem a maior parte das máquinas rotativas: motores elétricos, bombas, compressores, ventiladores, rolos transportadores, caixas de engrenagens e acionamentos industriais em geral. As mesmas famílias aparecem em todo o setor automotivo em acionamentos de acessórios, posições de transmissão e conjuntos de terminais de eixo; a empresa página da indústria automotiva documenta esses contextos de montagem.

Os rolamentos de esferas de duas carreiras aparecem onde a carga radial é alta em relação ao tamanho do eixo e o diâmetro interno da caixa não pode crescer: caixas de engrenagens compactas, blocos de guinchos e polias, implementos agrícolas, máquinas têxteis e impressoras. As unidades seladas de duas fileiras são valorizadas em posições onde o acesso para manutenção é difícil.

No trabalho de substituição diária, os números de peça mais frequentemente usados ​​como substitutos para canais profundos de duas carreiras vêm das séries 5200 e 5300. O Rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras série 5200 fornecem a mesma compacidade e alta capacidade radial, e o ângulo de contato definido adiciona uma capacidade de carga axial previsível. Quando o desenho especifica um rolamento de esferas de duas carreiras para uma posição de alta carga e velocidade moderada, esta é a resposta usual.

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Uma lista de verificação de seleção prática

Siga essas etapas em ordem e a questão da contagem de linhas geralmente será respondida sozinha.

1. Calcule a carga radial e axial real, incluindo cargas de choque, e a vida útil L10 necessária para a aplicação.
2. Compare a velocidade operacional e a temperatura máxima com a velocidade limite de cada candidato.
3. Meça a largura disponível e o diâmetro do alojamento. As restrições de largura favorecem uma única linha; restrições de furo favorecem uma fileira dupla.
4. Estime o desalinhamento do eixo e do alojamento. Mais do que alguns minutos de arco de desalinhamento esperado excluem uma linha dupla.
5. Verifique os limites de ruído e vibração nas especificações do equipamento.
6. Verifique disponibilidade e prazo de entrega. Os rolamentos de uma carreira são itens de estoque na maioria das famílias 6.000, 6.200 e 6.300; séries de linhas duplas geralmente demoram mais para chegar à origem.

O scorecard abaixo resume a comparação.

Para a maioria das máquinas, o rolamento rígido de esferas de uma carreira é o ponto de partida certo . É confiável, econômico e fácil de obter. Quando o cálculo de vida útil indicar que a fileira única não atingirá a classificação exigida no envelope disponível, mude para uma fileira dupla ou para uma unidade de contato angular de fileira dupla selada se o acesso à lubrificação for deficiente.

Antes de finalizar um número de peça, revise o guia de seleção de rolamentos profundos e o guia de comparação de rolamentos de contato angular ; ambos explicam as classificações e os limites operacionais que são importantes durante a aquisição. A Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company fornece famílias de rolamentos de esferas de uma e duas carreiras em todo o catálogo, para que as equipes de engenharia e compras possam comparar a disponibilidade real de estoque em vez de trabalhar a partir de páginas teóricas.