O que é um rolamento rígido de esferas?

O que é um rolamento rígido de esferas, exatamente

O nome vem diretamente do formato da pista. Em um rolamento radial liso, a ranhura é rasa e resiste apenas à carga que é empurrada diretamente através do eixo. Em um rolamento rígido de esferas, o raio da ranhura é cortado apenas um pouco maior do que a própria esfera, geralmente dentro de uma pequena porcentagem, de modo que a esfera nunca tenha espaço para sair do canal, mesmo quando o eixo empurra lateralmente. Essa única decisão geométrica é a razão pela qual os rolamentos rígidos de esferas se tornaram a escolha padrão em quase todas as categorias de máquinas, desde um motor de liquidificador de cozinha até uma caixa de engrenagens transportadora.

Quando as pessoas procuram um rolamento de esferas ou um rolamento de esferas sem saber o nome técnico, quase sempre estão descrevendo exatamente essa peça. É o rolamento que a maioria dos engenheiros imagina primeiro porque aparece em mais páginas de catálogos, mais desenhos de OEM e mais listas de peças de reposição do que qualquer outra família de rolamentos.

As peças dentro de um rolamento rígido de esferas

Cada rolamento rígido de esferas, não importa quão pequeno ou grande, é construído a partir das mesmas cinco peças funcionais. Compreender cada um deles torna muito mais fácil a leitura posterior de uma tabela de tamanhos de rolamentos ou de dimensões de rolamentos, porque cada dimensão nessa tabela é mapeada para um desses componentes.

• 01
  Anel interno Pressiona o eixo e carrega a ranhura interna da pista. O diâmetro do furo é o primeiro número em qualquer tabela de tamanhos de rolamentos.
• 02
  Anel externo Fica no furo da caixa e carrega a ranhura externa da pista. Seu diâmetro externo, juntamente com o furo, define a seção transversal do rolamento.
• 03
  Complemento de bola Um anel de esferas de aço endurecido, geralmente oito a dez em um furo pequeno ou médio, que rola entre as duas pistas e carrega fisicamente a carga.
• 04
  Gaiola ou retentor Mantém as esferas espaçadas uniformemente ao redor da pista para que não se toquem, o que criaria atrito deslizante e desgaste rápido.
• 05
  Selo ou escudo Uma tampa opcional pressionada ou fixada no anel externo que mantém o lubrificante dentro e a sujeira fora. Versões abertas, blindadas e seladas compartilham a mesma geometria interna.

Nota: o termo rolamento de esferas é frequentemente usado vagamente para descrever todo o conjunto, enquanto o rolamento de esferas por si só geralmente se refere apenas ao componente de esfera de aço solto vendido separadamente para reparos ou trabalhos de relubrificação.

Como um rolamento rígido de esferas transporta carga

Um rolamento rígido de esferas funciona com base no princípio de contato pontual. Cada esfera de aço toca a pista interna em um ponto e a pista externa em um ponto, e a carga passa por essas duas pequenas áreas de contato em vez de atravessar uma linha completa, como aconteceria em um rolamento de rolos. O contato pontual mantém baixa a resistência ao rolamento, e é por isso que os rolamentos rígidos de esferas giram mais livremente do que quase qualquer outra família de rolamentos do mesmo tamanho.

Como a ranhura da pista é profunda em ambos os anéis, a linha que conecta os dois pontos de contato não é perfeitamente reta através do centro da esfera, ela fica em um pequeno ângulo, muitas vezes citado como aproximadamente zero grau em repouso, mas mudando ligeiramente sob carga axial. Esse ângulo de contato variável é o que permite que um rolamento rígido de esferas de uma carreira resista ao impulso de qualquer direção sem a necessidade de um segundo rolamento oposto. Um rolamento de rolos cônicos ou um rolamento de contato angular precisa ser emparelhado para lidar com impulsos bidirecionais. Um rolamento rígido de esferas de uma carreira faz isso sozinho, em uma peça e por um preço.

Rolamento rígido de esferas de fileira única versus fileira dupla

A maior parte do que as pessoas entendem por rolamento rígido de esferas é o rolamento rígido de esferas de uma carreira, que é de longe a configuração mais comum. Uma versão de duas carreiras duplica o complemento de esferas em um rolamento mais largo, o que aumenta a capacidade radial sem empilhar dois rolamentos de uma carreira separados no eixo. A tabela abaixo alinha as duas configurações lado a lado.

Na prática, os rolamentos rígidos de uma carreira de esferas cobrem mais de nove em cada dez aplicações industriais, porque a maioria dos eixos não precisa da margem radial extra que um projeto de duas carreiras oferece. Os rolamentos de duas carreiras são reservados para situações em que o espaço ao longo do eixo é limitado, mas a carga radial é excepcionalmente alta.

Por que os rolamentos rígidos de esferas são a escolha padrão

Pergunte a qualquer engenheiro de rolamentos para que servem os rolamentos rígidos de esferas e a resposta é quase sempre a mesma: tudo que não seja um caso extremo. Eles não são os rolamentos de maior carga disponíveis e não são os rolamentos mais rápidos disponíveis, mas são o melhor compromisso geral entre carga, velocidade, custo e simplicidade, e é exatamente por isso que o volume de produção global para este tipo de rolamento único supera todas as outras famílias de rolamentos combinadas.

Rolamentos rígidos de esferas abertos, blindados e vedados

Um rolamento rígido de esferas pode ser fornecido com vários níveis de proteção diferentes, e as letras do sufixo após o número do tamanho informam qual deles você está segurando. Isso é tão importante quanto as dimensões brutas quando você combina um rolamento de esferas de reposição com uma máquina.

Tabela de tamanhos e dimensões de rolamentos rígidos de esferas

Cada rolamento rígido de esferas é descrito por três medidas de núcleo: diâmetro do furo, diâmetro externo e largura. Juntos, esses três números compõem o gráfico de dimensões do rolamento que aparece em todas as fichas técnicas do fabricante. A tabela abaixo é uma tabela de tamanhos de rolamentos de esferas padrão para as séries métricas mais comuns, cobrindo as séries 60 extra leves, 62 leves e 63 médias.

As figuras acima são valores representativos de nível de catálogo usados para comparação geral. Sempre confirme os tamanhos e dimensões exatos dos rolamentos em relação à folha de dados atual do fabricante antes de fazer o pedido, uma vez que as classificações de carga variam ligeiramente entre os padrões de produção.

Como ler uma designação de rolamento

Um código como 6205-2RS-C3 agrupa tamanhos e opções de rolamentos em uma única sequência. Separá-lo torna todo o gráfico de dimensões do rolamento mais fácil de usar no futuro.

Materiais Used to Build a Deep Groove Ball Bearing

Os anéis e esferas em um rolamento rígido de esferas padrão são feitos de aço para rolamentos de liga de cromo, mais comumente grau GCr15, que é endurecido até aproximadamente 60 a 64 HRC. Essa dureza permite que a pequena esfera de contato com a pista lide com ciclos de tensão repetidos sem se deformar. As gaiolas são normalmente de aço estampado para rolamentos com furos menores e latão usinado ou polímero projetado para rolamentos de velocidades maiores ou mais altas.

Para que são usados os rolamentos rígidos de esferas

A resposta honesta para a finalidade dos rolamentos rígidos de esferas é quase tudo que gira. Como o projeto suporta carga radial, empuxo moderado em ambas as direções e alta velocidade, tudo em uma peça compacta e barata, ele se tornou o suporte rotativo ideal em quase todos os setores que constroem máquinas.

Como selecionar o rolamento rígido de esferas correto

1. Confirme as dimensões do eixo e da carcaça

   Meça o diâmetro do eixo para o tamanho do furo e o furo da caixa para o diâmetro externo e, em seguida, faça referência cruzada com uma tabela de tamanhos de rolamento para listar os números das peças candidatas.

2. Calcular carga radial e axial

   Some as forças reais que o rolamento verá em operação, incluindo qualquer tensão da correia ou força de malha da engrenagem, e não apenas o peso estático do conjunto rotativo.

3. Verifique a velocidade necessária

   Compare suas rpm operacionais com a coluna de velocidade limite da tabela de dimensões do rolamento de esferas e, em seguida, aplique uma margem de segurança para a vida útil da graxa e a temperatura ambiente.

4. Escolha um tipo de vedação

   Escolha rolamentos abertos somente se você tiver um sistema de lubrificação controlado; caso contrário, escolha 2RS ou ZZ com base na poeira, umidade e perfil de velocidade do ambiente.

5. Selecione a classe de liberação

   A folga padrão é adequada para a maioria dos trabalhos de uso geral, enquanto a folga C3 é comum para motores elétricos que funcionam a quente e precisam de espaço interno extra.

6. Confirme o grau de tolerância

   A tolerância ABEC ou ISO P0 é adequada para máquinas em geral, enquanto fusos de precisão e equipamentos de alta velocidade precisam de P6 ou mais apertado.

Instalação e manutenção de um rolamento rígido de esferas

Modos de falha comuns

Onde adquirir rolamentos rígidos de esferas

Dimensões consistentes, qualidade de aço verificada e tratamento térmico estável são tão importantes quanto os números impressos em um gráfico de dimensões de rolamentos. Um fornecedor que opera suas próprias linhas de forjamento, torneamento, tratamento térmico e retificação pode manter a tolerância e a classificação de carga de forma muito mais consistente do que uma empresa comercial que apenas reembala rolamentos de fontes mistas.

Perguntas frequentes sobre rolamentos rígidos de esferas

A versão curta

Um rolamento rígido de esferas é o carro-chefe do dia a dia das máquinas rotativas. Sua ranhura profunda na pista permite que uma peça compacta e acessível transporte carga radial, carga axial em ambas as direções e alta velocidade de rotação ao mesmo tempo, e é por isso que ela aparece em mais projetos do que qualquer outro tipo de rolamento. Esteja você lendo uma tabela de tamanhos de rolamentos de esferas para combinar com uma peça de reposição, comparando opções de linha única e linha dupla ou adquirindo produção em volume de um fabricante como Ningbo Zhenhai Hualei Bearing Co., Ltd., o mesmo princípio subjacente é válido, a profundidade da ranhura é o recurso, e todo o resto sobre o rolamento segue a partir dele.