ANALISANDO E LUBRIFICANDO ROLAMENTOS

   
 Sérgio Morales


Antes de entrarmos no tema “Lubrificação de Rolamentos”, vamos entender melhor o que são rolamentos e como eles se deterioram ao longo do tempo de uso.
    Para efeito de uma compreensão mais simples e rápida, podemos dizer que os rolamentos podem ser divididos em duas categorias:
           a) - Rolamentos de rolos visto no desenho a direita
           b) - Rolamentos de esferas visto no desenho a esquerda

Fig. 1  -  Rolamento rígido de esferas

Fig   2   -  Rolamento de rolo

Os rolamentos são, basicamente, compostos de quatro elementos, a saber:
- Um anel externo com uma pista interna
- Um anel interno com uma pista externa
- Um conjunto de esferas ou rolos

- Um separador

Fig. 3  -  Conjunto de aneis, esferas e separado

O anel externo, visto no desenho acima, tem uma pista interna por onde deslizam as esferas ou rolos.

O anel interno também tem uma pista externa por onde deslizam as esferas ou rolos e, mantendo o     conjunto de esferas ou rolos em ordem, vemos o separador.
O anel interno é fixado no eixo e o anel externo é alojado na tampa.
Abaixo mostramos a figura contendo os quatro principais componentes de um rolamento rígido de esfera.                                                

Fig.  4  -  Desenho mostrando o anel externo, anel interno, esferas e separador

Fig. 6  - Tampa

As figuras abaixo mostram onde o anel interno é fixado no eixo e o anel externo é alojado na tampa.

Fig. 5  -  Eixo

     Existem normas que especificam as interferências que devem existir tanto na fixação no eixo, quanto no alojamento da tampa.
    Ao montar um rolamento num motor, você deve estar muito atento quanto às interferências que deverão ser observadas, tanto no eixo quanto na tampa, seja do lado do acoplamento, seja do lado oposto ao acoplamento.
    Todos sabemos que materiais diferentes tem dilatações diferentes quando aquecidos.
    Um motor operando em regime normal, vai aquecer seus componentes, mesmo havendo bom sistema de troca de calor.
    A dilatação de uma tampa de ferro fundido é diferente da dilatação do eixo fabricado em aço, ou, também, dos rolamentos.
    Como em mecânica tratamos com centésimos ou até mesmo em milésimos de milimetros, é muito importante estar atento às interferencias que devem ser observadas.
    Fabricantes de rolamentos oferecem tabelas contendo as interferências que devem ser observadas em razão do diâmetro tanto no assento do rolamento quando no alojamento da caixa.
    Ao especificar rolamentos, deve-se levar em consideração outros componentes, além do  tipo do rolamento propriamente dito.
    Um arranjo de rolamentos consiste em rolamentos, eixo, caixa, lubrificante e vedadores. Portanto, além dos componentes dos rolamentos vistos acima, temos que considerar, também, o tipo de material e o diâmetro do eixo no assento do rolamento; o tipo de material e o diâmetro interno da caixa de alojamento do rolamento; o tipo e características apropriadas do lubrificante em função do trabalho e, finalmente, o material e características dos vedadores.

TIPOS, TAMANHO E CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE ROLAMENTOS
    Existe uma variedade bastante grande de tipos, tamanhos e características de rolamentos.
    Neste nosso estudo, vamos no limitar a dois tipos específicos de rolamentos, os quais são mais usados em motores elétricos industriais.
    a) Rolamentos rígidos de esferas
    b) Rolamentos auto compensadores de rolos
    Conforme manuais dos fabricantes, “cada tipo de rolamento tem propriedades que o tornam particularmente apropriado para certas aplicações".

Rolamentos rígidos de esferas: ( Fig. 1 )
    Os rolamentos rígidos de esfera podem suportar cargas radiais moderadas, bem como cargas axiais.
    Possuem baixo momento de atrito e apresentam baixo nível de ruído quando em funcionamento. Portanto, eles são particularmente adequados para aplicação em motores elétricos de pequeno e  médio porte.

Rolamentos auto compensadores de rolos ( Fig. 2)
   Os rolamentos autocompensadores de rolos podem suportar altas cargas e são autoalinhantes. Essas propriedades os tornam populares em aplicações pesadas, onde as cargas são elevadas e onde ocorrem deformações e desalinhamentos.
   Para eixos de pequenos diâmetros, todos tipos de rolamentos rígidos de esfera podem ser usados.
   A magnitude da carga é o fator que normalmente determina o tamanho do rolamento a ser utilizado.
   Geralmente os os rolamentos de rolos são capazes de suportar cargas maiores que os rolamentos de esfera.
    Assim, os rolamentos de esfera são utilizados principalmente onde as cargas são leves ou moderadas.
    Para cargas pesadas ou onde são utilizados eixos de diâmetro muito grande, os rolamentos de rolos são a escolha apropriada.”
   Como vimos anteriormente, um arranjo apropriado consiste não só no tamanho do rolamento, mas, também, na dimensão do eixo.
    Como foi dito acima, é de fundamental importância observar as interferências do rolamento tanto no eixo quanto na tampa.
    Imaginemos que o rolamento da fig. 7 tenha um diâmetro interno (furo) de 90 mm e ele será aplicado no eixo da fig. 8.
   
    

Fig. 7  -  Rolamento Rígido de esfera

Fig. 8 - Eixo

Qual deve ser o diâmetro do eixo para esse tipo de rolamento?
   Existem normas que determinam a dimensão correta do diâmetro do eixo no assento do rolamento com furo de diâmetro de 90 mm.  
    A Norma K5 se aplica a eixos maciços, e cargas normais e pesadas e quando se tratar de aplicações em rolamentos de motores elétricos, bombas, turbinas e engrenagens e com diâmtro de eixo de 18 mm a 100 mm.
    No exemplo acima, vemos que o furo do rolamento tem um diâmtro de 90 mm, portanto,deve-se aplicar a norma K5 e o diâmetro do eixo deverá se situar muito próximo a essa dimensão.
    Imaginemos que quando medimos o diâmetro do eixo, obtivemos o número 90,015 mm.
    As especificações da Norma K5 para esse tipo de rolamento e com esse diâmtro de furo, estipula que o diâmetro do eixo poderá variar de 90.003 a 90.018.
    Portanto, se o eixo está com 90.015, está dentro das especificações, porém,  0,004 mm acima do diâmetro ideal.
   É muito importante que antes de se substituir um rolamento se tome as seguintes medidas:
   -  Medir o diâmetro do eixo no assento do rolamento 12 locais, a saber:
      -  Em ângulos de 0, 15, 45 e 60   graus medir nas posições:
          -   Próximo a borda externa do rolamento
          -   No centro do rolamento
          -   Próximo a borda interna do rolamento

Fig. 8  -  Desenho de motor em corte onde aparecem

os rolamentos LA e LOA

    Ao proceder com esse cuidado, você consegue detectar se em algum local da superfície do eixo no assento do rolamento houve algum desgaste maios que em outros locais. 
   Adotar como referência a menor medida obtida nos 12 locais.

DESIGNAÇÕES MAIS USUAIS DADAS AOS ROLAMENTOS:
   Os rolamentos possuem letras e números os quais aparecem como sufixos após o número do rolamento.  
   A quantidade de sufixos existentes nos rolamentos é bastante grande, porém, no nosso trabalho vamos nos limitar aos quatro sufixos principais e mais comuns. Os sufixos farão referência aos itens abaixo:
    - Placas de vedação
    - Placas de proteção
    - Tipo de gaiola
    - Folgas
    Para efeito de melhor entendimento, vamos exemplificar utilizando o Rolamento 6310.

- Placas de vedação:
   Os sufixos RS indicam que o rolamento contem placas de vedação com contato de borracha sintética reforçada com uma alma de aço nos lados do rolamento.

Fig. 9  -  Foto de rolamento com placa  de vedação de borracha

        -  RS1 significa que o rolamento contem a placa de vedação com as características acima somente de um lado.
         -  RS2 indica que o rolamento contem placas com as características acima dos dois lados.

- Placas de proteção:

Fig. 10  -  Foto de rolamento com placa de proteção

As placas de proteção são assinaladas por sufixos representados pelas letras  “Z” e “ZZ”.
 As placas de proteção são aros de aço fixados nas laterais dos rolamentos.
    Z significa que o rolamento possui um só lado com a placa de proteção.
    ZZ indica que o rolamento possui placa de proteção nos dois lados
 - Tipos de gaiolas (separadores):                      
                                                     F -   Gaiola de aço ou ferro fundido
                                                     J  -   Gaiola prensada em aço
                                                    M -   Gaiola usinada em latão
                                                    P   -  Gaiola moldada em poliamida


- Folgas:
                                                   C1  -  Folga menor que C2
                                                   C2  -  Folga menor que a folga normal
                                                   C3  -  Folga maior que a folga normal
                                                   C4  -  Folga maior que a folga C3
                                                   C5  -  Folga maior que a folga C4

                                         Exemplo prático para o rolamento 6310:

        - 6310 2RS C3:

          - Rolamento 6310 com duas vedações em borracha sintética e com folga C3

        - 6310 ZZ:

          - Rolamento 6310 com placa de proteção em aço nos dois lados.

        - 6310 ZZ C3:

          - Rolamento 6310 com placa de proteção em aço nos dois lados e com folga C3.

        - 6310 C3:

           - Rolamento 6310 sem proteção e sem vedação e com folga C3.

    Citamos acima somente alguns exemplos das designiações mais usuais de rolamentos, sejam eles rígido de esferas ou de rolos.
    Os fabricantes disponibilizam manuais completos para quem desejar se aprofundar no conhecimento de rolamentos.

(........Continua........)