Apresentação de mancais e rolamentos

Apresentação de mancais e rolamentos

UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA

  • Elementos de Máquinas

  • Mancais e Rolamentos

  • Aluno: Gilvani Adriano Scherer

  • Professor: Dirceu Jesus de Lima da Silva

  • Carazinho, 12 de Setembro de 2010

Mancais

  • Conceito

  • Dispositivos sobre o qual desliza um componente ou gira um eixo com atrito mínimo. O mancal serve de aparo e de guia.

  • Os mancais são basicamente suportes ou guias de partes móveis.

Mancais

  • Materiais de Fabricação

  • Geralmente a base do mancal é de ferro fundido podendo também ser de aço, nylon, plásticos, ligas de alumínio, bronze, cobre, fibras, compósitos, entre outros materiais. Porem a escolha e utilização do material de fabricação, depende muito dos fatores técnicos envolvidos no projeto do mancal, como forças e pressões envolvidas no conjunto a ser montado .

Mancais

  • Utilização:

  • Máquinas e implementos agrícolas.

  • Automóveis, aviões, caminhões, motos, ônibus, etc.

  • Eletrodomésticos em geral.

  • Motores elétricos, combustão, vapor, etc.

  • Bombas hidráulicas, água.

  • Turbinas

  • Etc.

Mancais

  • Vantagens

  • amortece as vibrações, os choques e ruídos.

  • construção simples.

  • mancais de grandes diâmetros são mais baratos.

  • suportam altas pressões.

  • Custos menores nos projetos, dependendo da da utilização e funcionalidade.

Mancais

  • Desvantagens

  • atrito maior de partida.

  • consumo maior de lubrificante.

  • exige maiores cuidados com a circulação do lubrificante e manutenção.

  • maior torque estático e dinâmico.

Mancais

  • Os mancais se dividem em mancais de guia ou chamados axiais, e também os mancais de fricção ou conhecidos como mancais radiais.

Mancais

  • Mancais de Guia (Axiais) – São muito encontrados em máquinas ferramentas, onde a mesa desliza sobre suas guias. Não suportam muita carga, o movimento relativo entre eles é de translação.

  • Mancais de Fricção (Radiais) - Quando uma das superfícies móveis é um eixo e o deslizamento é executado considerando-se o movimento relativo de rotação entre o eixo e o mancal.

Mancais Axiais ou Guia, Configurações

  • Composto por duas superfícies planas, separadas por um fluido lubrificante ou outro elemento de que cause o mínimo de atrito entre as duas partes.

Mancais Axiais ou Guia, Configurações

  • Uma superfície é fixada ao eixo de transmissão de movimento (colar giratório) e a outra parte é estática abaixo desta, e chamada (sapata). Esta é fixada no suporte.

  • Para evitar o atrito é utilizado fluido lubrificante ou elementos rolantes entre os dois colares

Mancais Radiais ou Fricção

  • Os mancais radiais, são elementos que suportam cargas perpendiculares ao eixo de rotação.

  • São encontrados no mercado das mais diversas formas, tamanhos e para as mais diversas formas de utilização.

Mancais Radiais ou Fricção Configurações

  • Mancais com fixação no diâmetro esterno e giro do eixo, ou fixação dos dois elementos, tendo também a capacidade de articulação.

Mancais Radiais ou Fricção Configurações

  • Mancais com fixação em paredes.

  • Material de fabricação em ferro fundido cinzento, chapas de aço, plásticos, etc.

  • Usados como guias para evitar flambagem de eixos, ou como pontos de fixação final de eixo.

Mancais Radiais ou Fricção Configurações

  • Mancais com sistema de fixação em superfícies planas chamados de mancais de apoio.

  • Mancais chamados de modelo RASE.

  • Usados como guias, evitando que eixos flambem

  • Podem ser utilizados com elementos rolantes ou com buchas autolubrificantes.

Mancais Radiais ou Fricção Configurações

  • Mancais com formatos especiais, que atuam como tensores, guias e apoios especiais.

  • Fabricados em ferro fundido, chapas de aço e outros materiais.

Mancais Lubrificação

  • A lubrificação em alguns modelos de mancais é utilizada lubrificação para diminuir o atrito, prolongar a vida útil dos mancais. A película de lubrificante que se forma durante o movimento rotativo ou deslizante, mantém a distância entre as duas partes. Assim, principalmente no movimento rotativo a espessura desse filme de fluido varia em alguns pontos.

Mancais Lubrificação

  • Os tipos de lubrificação poderão ser:

  • Lubrificação sólida ou limitada: é aquela onde a película se rompe não resistindo às condições de trabalho. É como se não existisse lubrificante algum entre as superfícies. Para que isso não ocorra, se desenvolveram mancais onde há depósitos de lubrificantes.

Mancais: Lubrificação Sólida

  • Nos mancais esta separação é garantida pelo lubrificante sólido. Ele preenche os espaços entre os picos das duas superfícies. As partículas que se soltarem são arrastadas até os depósitos e conseqüentemente o mesmo volume de lubrificante atinge as duas faces de contato.

Mancais: Lubrificação Hidrodinâmica

  • Lubrificação fluída: acontece quando as superfícies são separadas pela interposição de uma película lubrificante.

  • Lubrificação semi-fluída: ocorre quando a espessura da película inicia a fase perigosa de poder se romper, pois tende a se encaminhar para a zona onde as condições de lubrificação são limitadas.

Mancais: Lubrificação Hidrodinâmica

  • Com a lubrificação hidrodinâmica, se a velocidade for adequada, forma-se uma película entre as duas superfícies. Porem essa separação não é garantida se os movimentos forem intermitentes.

Mancais: Sem Lubrificação

  • Mancais sem lubrificação, sempre que entrarem em movimento, os picos estão sujeitos a deformações plásticas, cisalhamento e até mesmo soldagens a frio.

Mancais : Lubrificação

  • O lubrificante pode ser injetada por graxadeira, o fluido flui para dentro da câmara do mancal ou rolamento através do canal de graxa na caixa(mancal) e do furo de graxa no anel externo do rolamento.

  • Mancais de chapa de aço, por serem bipartidos, não utilizam fluidos lubrificantes.

  • Alguns modelos de mancais poderão ser lubrificados diretamente através de dispositivos de injeção de lubrificantes, como motolias, pistolas injetoras, etc.

Mancais : Dimensionamento

Mancais : Dimensionamento

Mancais: Tabela de Especificações

Mancais: Fabricantes

  • NTN

  • INA

  • FRM

  • NSK

  • SKF

  • ROLMAX

  • FK

Mancais: Tabelas de Conversões Fabricantes

Mancais: Tabelas de Conversões Fabricantes

Mancais: Tabelas de Conversões Fabricantes

Mancais: Tabelas de Conversões Fabricantes

Rolamentos

Rolamentos

  • Conceito

  • Dispositivo construído de esferas ou cilindros de aço, que através do efeito de rolagem permite o movimento relativo controlado entre duas ou mais partes. Compreende os chamados corpos rolantes, como bolas, rodízios, etc., os anéis que constituem os trilhos de roladura e a caixa interposta entre os anéis, assim diminuindo o atrito de um eixo giratório com sua base fixa.

Rolamentos

  • Historia

Rolamentos

  • Historia

Rolamentos

  • Historia

Rolamentos: Construção

  • As principais dimensões para a fabricação dos rolamentos são regulamentadas pela norma internacional ISO 15 e a norma JIS B 1512 para (dimensões principais dos rolamentos) está também de acordo com a norma internacional.

Rolamentos

  • Características e vantagens

  • Os rolamentos, quando comparados aos mancais de rolamento e de deslizamento apresentam as seguintes vantagens:

  • O atrito de partida e a diferença com o atrito dinâmico (movimento) são pequenos

  • Com a avançada padronização internacional são intercambiáveis e possibilitam a utilização pela substituição simples.

  • Possibilitam a simplificação da configuração dos conjugados, facilitando a manutenção e a inspeção.

  • Em geral, podem apoiar simultaneamente a carga radial e a carga axial.

  • A utilização em altas e baixas temperaturas é relativamente facilitada.

  • Permitem a utilização com folga negativa (condição de pré-carga) para aumentar a rigidez.

  • E cada tipo de rolamento possui ainda suas características e vantagens próprias.

Rolamentos: Materiais

  • Anéis e elementos rolantes

Rolamentos: Materiais

  • Gaiolas ou alojamento do elemento rolante

Rolamentos

  • Componentes

Rolamentos: Esforços

  • Incidência de cargas

Rolamentos: Esforços

  • Ponto de contato interno

Rolamentos: Especificações

  • ESTRUTURA:

  • CÓDIGO BÁSICO;

  • CÓDIGOS COMPLEMENTARES.

Rolamentos: Especificações

  • Codificação Básica.

Rolamentos Radiais: Codificação

Rolamentos Axiais: Codificação

Rolamentos : Codificação

Rolamentos : Codificação

  • CÓDIGO DE SÉRIE DIMENSIONAL (ROBUSTEZ)

Rolamentos : Codificação

  • SÍMBOLO DE DIÂMETRO INTERNO (FURO)

Tipos de Rolamentos Esferas

Tipos de Rolamentos Esferas

Tipos de Rolamentos de Rolos

Tipos de Rolamentos de Rolos

Rolamentos

  • Rolamento Fixo de Esferas

Rolamentos de Esferas

  • Os rolamentos fixos de uma carreira de esferas são entre os rolamentos, os de tipo mais representativo e atendem um extenso campo de aplicações.

  • O canal da pista no anel interno e no anel externo apresentam um perfil lateral em arco, com raio ligeiramente maior que o raio das esferas.

  • Além da carga radial, permite o apoio da carga axial em ambos os sentidos.

  • O torque de atrito é pequeno, sendo o mais adequado para aplicações que requerem baixo ruído e vibração, e em locais de alta velocidade de rotação.

  • Neste rolamento, além do tipo aberto, existem os blindados com placas de aço, os vedados com proteção de borracha, e os com anel de retenção no anel externo.

  • Geralmente, as gaiolas utilizadas são as prensadas de aço.

Rolamentos de Esferas

  • Os rolamentos deste tipo permitem o apoio da carga radial e num único sentido a carga axial.

  • A esfera e os anéis interno e externo formam ângulos α de contato de 15°, 25°, 30° ou 40°.

  • Quanto maior o ângulo de contato maior será a capacidade de carga axial, e quanto menor o ângulo de contato melhor será para altas rotações.

  • Normalmente, duas peças do rolamento são contrapostas e utilizadas com o ajuste da folga.

  • Geralmente, as gaiolas utilizadas são as prensadas de aço, mas para os rolamentos de alta precisão com ângulo de contato menor que 30°, são utilizadas principalmente, as gaiolas de poliamida.

Rolamentos de Esferas

  • Os rolamentos de duas carreiras de esferas de contato angular, possuem a configuração básica de duas peças do rolamento de uma carreira de esferas de contato angular dispostas costa a costa, em que os anéis internos e externos estão cada qual integrados numa única peça. Conseqüentemente, têm a capacidade de apoiar a carga axial em ambos os sentidos.

Rolamentos de Esferas

  • Os rolamentos de esferas de quatro pontos de contato possuem o anel interno bipartido num plano perpendicular ao centro do eixo e são rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular com os anéis internos e externos separáveis.

  • Permite apoiar a carga axial em ambos os sentidos com uma única peça.

  • O ângulo de contato formado pela esfera e os anéis interno e externo é de 35°. Com uma

  • peça deste rolamento pode-se substituir a combinação face a face ou costa a costa do rolamento de

  • esferas de contato angular.

  • Geralmente, as gaiolas utilizadas são as usinadas de latão.

Rolamentos de Esferas

  • Rolamentos Axiais de Esferas de Escora Dupla

  • Os rolamentos axiais de esferas são constituídos por anéis em configuração de arruelas com canal e gaiolas com as esferas embutidas.

  • O anel a ser instalado no eixo é denominado de anel interno e o anel a ser instalado no alojamento é denominado de anel externo.

  • Em eixos horizontais, esses rolamentos não suportam muita carga.

  • Os rolamentos axiais de esferas de escora simples suportam a carga axial em um sentido e os rolamentos de escora dupla suportam a carga axial em ambos os sentidos.

  • No intuito de minimizar a influência de desvios na instalação, existem também os rolamentos axiais de esferas com contra placa esférica no anel externo.

Rolamentos de Rolos

Rolamentos de Rolos

  • Rolamentos formados pelo anel interno com duas pistas, anel externo com pista esférica e os rolos com a superfície de rolagem esférica. Devido ao centro da pista esférica do anel externo ser coincidente ao centro do rolamento, permite o auto-alinhamento como os rolamentos autocompensadores de esferas.

  • Conseqüentemente, quando houver erros de alinhamento em eixos e alojamentos ou flexão do eixo, são automaticamente ajustados, fazendo com que não ocorram cargas anormais no rolamento.

  • Os rolamentos autocompensadores de rolos permitem o apoio da carga radial e em ambos os sentidos a carga axial.

  • A capacidade de carga radial é grande e são adequados para aplicações com cargas pesadas e cargas de choque.

  • Os rolamentos com furo cônico podem ser instalados diretamente no eixo cônico ou podem ser

  • instalados no eixo cilíndrico pela utilização das buchas de fi xação ou de desmontagem.

  • As gaiolas normalmente utilizadas são as prensadas de aço, as usinadas de latão e as de poliamida.

Rolamentos de Rolos

  • Rolamentos de construção simples em que os rolos de forma cilíndrica estão em contato linear com a pista. Possuem uma grande capacidade de carga, principalmente, apoiando a carga radial. Como o atrito entre os corpos rolantes e o rebordo do anel é reduzido, são adequados para altas rotações.

  • Os tipos de rolamentos de rolos cilíndricos que não têm o rebordo no anel interno ou no anel externo,

  • por permitirem o movimento relativo entre o anel interno e o anel externo na direção axial, são utilizados como rolamentos lado livre. Os rolamentos de rolos cilíndricos que possuem rebordos nos dois lados de um dos anéis, interno ou externo, e um rebordo no outro anel, podem apoiar a carga axial de certo grau em um sentido.

  • Os rolamentos de duas carreiras de rolos cilíndricos têm uma alta rigidez em relação a carga radial, e são usados principalmente em fusos de máquinas-ferramentas.

  • As gaiolas normalmente usadas são as prensadas de aço e as usinadas de latão, há também uma parcela com gaiolas de poliamida.

Rolamentos de Rolos

  • Os rolos cônicos trapezoidais inseridos como corpos rolantes são guiados pelo rebordo maior do anel interno. De grande capacidade de carga permitem o apoio da carga radial e num único sentido a carga axial.

  • O anel interno (cone) e o anel externo (capa) podem ser instalados independentemente por serem separáveis.

  • Conforme o ângulo de contato estão classificados em: ângulo normal, ângulo intermediário e ângulo grande. Na classificação pelo número de carreiras, há também os rolamentos de duas e de quatro carreiras de rolos cônicos.

  • Os rolamentos podem ser montados de forma contraposta e assim absorvendo melhor as cargas radiais e axiais.

  • Geralmente, as gaiolas utilizadas são as prensadas de aço.

Rolamentos de Rolos

  • Podem se autoalinhar, absorvendo possíveis desalinhamentos no eixo.

  • O ângulo de contato é de =~ 45°,podendo receber carga axial em grande quantidade e carga radial moderada.

  • Recomenda-se sempre utilizar óleo como lubrificante.

  • As gaiolas são fabricada em aço estampado ou bronze usinado de alta resistência.

Rolamentos: Folgas

  • Folgas Internas

Rolamentos: Folgas

  • Internas

Rolamentos: Folgas

  • Folgas Internas

Rolamentos: Folgas

  • Precisão da Folga Interna

Rolamentos: Ajustes

  • Ajuste : é a relação de medida das peças a serem encaixadas, podendo ser feito com folga ou interferência

Rolamentos: Ajustes

  • Seleção do Ajuste

Rolamentos: Vedação

  • A finalidade da vedação nos rolamentos, é de proteger o rolamento contra as impurezas do meio externo.

  • Os rolamentos poderão de adquiridos abertos ou já com vedação ou blindagem parcial ou total, onde os rolamentos já vem com a quantidade exata de lubrificante até a o final da vida do rolamento.

  • Somente são encontradas vedações ou blindagens nos rolamentos fixos de esferas, pois outros modelos são desmontáveis ou articuláveis.

Rolamentos: Blindagens e Vedação

Rolamentos: Modelos de Vedação

  • Vedação de três partes, com a capa externa bem abaixada se obtém uma ótima ação vedadora com largura reduzida.

Rolamentos: Modelos de Vedação

  • Devido a pré-carga radial da membrana vedadora se obtém um efeito vedador ainda melhor. Além disto existem reservas maiores de graxa.

Rolamentos: Modelos de Vedação

  • Uma ou duas vedações de metal + borracha porem sem contato

Rolamentos: Comparação de Vedação

Rolamentos: Lubrificação

Rolamentos: Lubrificação

  • Óleo

Rolamentos: Lubrificação

  • Óleo: Períodos e Recomendações para Troca

Rolamentos: Lubrificação

  • Graxa

Rolamentos: Lubrificação

  • Graxa - Recomendações

Rolamentos: Lubrificação

  • Graxa - Intervalo de Lubrificação

Rolamentos: Vida

  • A vida do rolamento em sentido amplo do termo, é o períodos até a impossibilitação do uso do rolamento, denominados respectivamente como, vida de ruído, vida de desgaste, vida de graxa ou vida de fadiga. Além destas vidas existem outros casos que não permitem a utilização dos rolamentos, como o superaquecimento, a trinca e o lascamento, o arraste prejudicial nas pistas e danos nas placas de proteção.

Rolamentos: Vida

  • Calculo para Vida de rolamento

Rolamentos: Vida - Falhas

Rolamentos: Falhas

  • Escamamento

Rolamentos: Falhas

  • Escamamento

Rolamentos: Falhas

  • DESCASCAMENTO (PEELING)

Rolamentos: Falhas

  • ARRANHADURAS

Rolamentos: Falhas

  • ESCORREGAMENTO

Rolamentos: Falhas

  • TRINCAS E FRATURAS

Rolamentos: Falhas

  • AVARIA DA GAIOLA

Rolamentos: Falhas

  • RISCOS E IMPRESSÕES

Rolamentos: Falhas

  • PITTING E OXIDAÇÃO

Rolamentos: Falhas

  • DESGASTE E DEFORMAÇÃO

Rolamentos: Falhas

  • CORROSÃO POR CONTATO

Rolamentos: Falhas

  • ESMAGAMENTO

Rolamentos: Falhas

  • AQUECIMENTO EXCESSIVO

Rolamentos: Falhas

  • CORROSÃO ELÉTRICA

Rolamentos: Falhas

  • MARCAS DE INSTALAÇÃO

Rolamentos: Montagem

Rolamentos: Montagem

Rolamentos: Montagem

  • Por prensa

Rolamentos: Montagem

  • Montagem com prensa

Rolamentos: Montagem

Rolamentos: Desmontagem

  • Desmontagem com prensa

Rolamentos: Desmontagem

  • Desmontagem por Extrator

Bibliografia

Duvidas?

  • Obrigado!!

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