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Rolos de roletes esféricos para produção pesada: princípios de projeto e melhores práticas de instalação

Technical analysis: Spherical roller bearings for heavy industry: design principles and mounting best practices

Rolos de roletes esféricos para produção pesada: princípios de projeto e melhores práticas de instalação

Introdução

Rolos de roletes esféricos são componentes críticos em equipamentos utilizados na indústria pesada. Sua confiabilidade, vida útil e capacidade de suportar altas cargas determinam a eficiência dos processos produtivos. Este artigo fornece a base técnica, seleção, instalação e utilização de rolamentos de roletes esféricos, para garantir uma alta confiabilidade na produção.

Princípios fundamentais

Roldanas de roletes esféricas foram desenvolvidas para uso em condições de cargas radiais, axiais e combinadas significativas. Sua construção inclui roletes com superfície curva, posicionados entre as anéis interno e externo e o corpo. Essa construção permite compensar desalinhamentos, reduzindo o impacto de vibrações e desvios.

Princípios físicos básicos incluem carregamento tridimensional, distribuição do carregamento sobre as rolamentos, influência da expansão térmica e variação do coeficiente de atrito em diferentes temperaturas. Além disso, o efeito de diferentes tipos de carga (radial, axial, combinado) deve ser considerado no projeto.

Parâmetros técnicos e padrões

Rolos de rolamento esféricos devem atender aos padrões tais como ISO 281, ISO 76, ISO 492, DIN 51825, IEC 60947-2, bem como aos padrões nacionais da Ucrânia, especificamente DSTU 2245:2006, DSTU 2246:2006 e DSTU 2247:2006. Eles devem ser certificados conforme CE e UkrSEPRO.

Principais parâmetros incluem:

  • Carga máxima: até 1000 kN;
  • Velocidade de rotação máxima: até 3000 rpm;
  • Temperatura de trabalho: de -40 °C até +120 °C;
  • Tempo de funcionamento sem falhas (MTBF): até 50 000 h;
  • Coeficiente de atrito: até 0,01;
  • Desvio permitido do eixo: até 0,05 mm;
  • Material: aço de alta qualidade (40Cr, 42CrMo).

Escolha e cálculo

A escolha de um rolamento de roletes esféricos depende dos seguintes critérios:

  1. Tipo de carga (radial, axial, combinado);
  2. Máximos carregamentos;
  3. Velocidade de rotação;
  4. Modo de temperatura;
  5. Material do componente;
  6. Distância entre suportes;
  7. Duração da exploração.

Fórmula para cálculo de carga:

F = (P_r * K_r) + (P_a * K_a)

de:

  • F — carga geral;
  • P_r — carga radial;
  • K_r — coeficiente de carga radial;
  • P_a — carga axial;
  • K_a — coeficiente de carga axial.

O cálculo é realizado com a tabela de seleção:

Tipo de carga Coeficiente (K) Carga máxima (кН)
Radial 1.0 1000
Axial 0,5 500
Combinado 0,75 750

Melhores práticas de instalação e ajuste

A instalação de rolamentos de rolos esféricos deve ser executada observando as seguintes recomendações:

  • O uso de ferramentas especiais para instalação, tais como pressão, dispositivos de medição e modelos;
  • Ausência de superfícies desgastadas nos eixos e nos carcaços;
  • Uso de um tipo adequado de lubrificante (óleo incorporado, tubulação hidráulica);
  • Controle da temperatura do rolamento após a instalação;
  • Uso de uma ligação adequada do eixo e do rolamento de anel;
  • Execução da medição do desvio do eixo;
  • Realização de ajustes utilizando cargas de teste.

Causas de falha e análise das causas raiz

As causas mais comuns de falha de rolamentos de rolos esféricos incluem:

  • Instalação incorreta;
  • Nível insuficiente de lubrificação;
  • Sobrecarga excessiva;
  • Temperatura alta;
  • Desgaste de superfícies;
  • Conexão incorreta do eixo.

Indicações visuais de falha:

  • Temperatura elevada;
  • Aumento do desvio da eixo;
  • Ruído durante a operação;
  • Desgaste dos rolos;
  • Ausência de lubrificação.

Previsão de falhas e controle de estado

Para a previsão de falhas de rolamentos de rolos esféricos são utilizados os seguintes métodos:

  • Controle de temperatura com o uso de sensores de temperatura;
  • Análise de vibrações usando sensores de vibração;
  • Monitoramento do nível de lubrificação;
  • Diagnóstico com o uso de dispositivos de medição para análise de desgaste;
  • Controle da duração da exploração usando o tempo de funcionamento.

Esses métodos permitem detectar desvios em etapas iniciais e realizar reparos antes da ocorrência de falhas críticas.

Tabela comparativa

Abaixo está a tabela comparativa de três variantes de rolamentos de rolos esféricos:

Modelo Carga máxima (кН) Velocidade máxima (rpm) Temperatura (°C) Coeficiente de atrito Preço (USD)
UNITEC-D 7218 1000 3000 -40 até +120 0,01 120
UNITEC-D 7220 1200 3500 -30 até +100 0,012 150
UNITEC-D 7222 1500 4000 -20 até +80 0,015 200

Conclusão e proposta

Rolamentos de roda esférica da UNITEC-D GmbH atendem aos requisitos dos padrões ISO, DIN, DSTU e são certificados CE e UkrSEPRO. Eles garantem confiabilidade, estabilidade e eficiência em condições de produção pesada.

Para obter informações completas sobre nosso catálogo de rolamentos de roda esférica e outros componentes, visite nosso e-catalogo: https://www.unitecd.com/e-catalog/

Lista de referências

  • ISO 281:2017 — Normas para rolamentos;
  • ISO 76:2016 — Metodologia de determinação do atrito;
  • DSTU 2245:2006 — Condições técnicas para rolamentos;
  • DSTU 2246:2006 — Condições técnicas de conformidade;
  • DSTU 2247:2006 — Condições técnicas para fabricação.

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