O aquecedor indutivo para rolamentos é uma ferramenta para montagem de rolamento que usa corrente elétrica para aquecê-lo. Ela passa através de uma bobina, gerando um campo magnético que induz outra corrente elétrica no núcleo, que se aquece rapidamente. Isto permite maior controle de temperatura, eficiência de consumo de energia e segurança para o operador.
Quer saber mais sobre o funcionamento de um aquecedor de rolamento por indução SKF? Então continue nesse artigo e veja o material que preparamos para você.
Depois de comprar o seu rolamento, é importante ter atenção com a montagem dele, pois ela é a primeira etapa de um ciclo que garante a vida útil e seu desempenho.
Portanto, deve ser feita com auxílio de ferramentas adequadas para evitar que rolamento seja danificado durante a montagem.
E para isso, pode-se utilizar a ferramenta SKF mais eficiente para a montagem de rolamentos em eixos, o aquecedor indutivo de rolamento.
Por que é importante ter cuidado na montagem do rolamento?
A importância de se ter cuidado nesta etapa é porque pode haver danos irreversíveis aos rolamentos se eles forem montados como ferramentas inadequadas.
Estima-se que a montagem incorreta dos rolamentos cause aproximadamente 16% das falhas precoces nestes elementos.
Isso, porque ela pode danificar os elementos rolantes (esferas ou rolos), gaiolas e anéis, encurtando a vida útil do rolamento como um todo.
As etapas que compõem o ciclo de vida útil do rolamento e que, também, merecem cuidados especiais são:
- Montagem
- Lubrificação
- Alinhamento
- Monitoramento
- Desmontagem
Quais são os métodos de montagem de um rolamento industrial?
Há três tipos de métodos que podem ser utilizados para a montagem e desmontagem dos rolamentos industriais: mecânico, hidráulico e de aquecimento. O aquecedor por indução se encaixa neste último.
A seleção do método e do tipo de ferramenta deve ser feita de acordo com o arranjo do rolamento sobre o eixo e o seu tamanho.
Os tipos de arranjos de montagem de rolamentos são mostrados no quadro abaixo:
| 1. Eixo cilíndrico | 2. Eixo com bucha | 3. Eixo cônico | 4. Eixo em mancal |
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Os aquecedores indutivos para rolamentos SKF são recomendados para montagem de rolamentos de todos os tamanhos em eixos cilíndricos e em caixas de mancal.
Os rolamentos instalados em eixos cônicos e em eixos com bucha, devem ser montados com ferramentas mecânicas ou hidráulicas.
Como funciona o aquecimento de rolamentos?
Um núcleo de aço é envolto por uma bobina que dá várias voltas em torno dele. Uma corrente elétrica passa através da bobina, gerando um campo magnético que induz outra corrente elétrica no núcleo, que é aquecido por esta corrente.
Quando uma corrente alternada de alta intensidade e baixa voltagem passa através do aquecedor de rolamento, o núcleo se aquece rapidamente, enquanto as demais partes não-metálicas do dispositivo permanecem em baixa temperatura.
Construção básica do aquecedor por indução para rolamentos é:
- A) Bobina de indução: ela é responsável pelo aquecimento. Fica localizada fora da carcaça, pois isso permite que ela se aqueça mais rápido e consuma menos energia;
- B) Suporte: mantém os rolamentos maiores uma posição estável durante o aquecimento. Suas duas pernas são dobráveis;
- C) Sensor de temperatura: ele vem ajustado na temperatura de 110ºC para evitar que rolamento seja superaquecido;
- D) Controle remoto: permite que o operador manuseie o equipamento com mais segurança à distância e vem com um painel de controle;
- E) Espaço de armazenamento para barras: evita que as barras magnetizadoras pequenas sejam perdidas ou danificadas quando fora de uso;
- F) Alça: facilita o transporte do equipamento;
- G) Braço giratório: ele é deslocado para fazer a troca do rolamento.
As principais vantagens no uso de aquecedor indutivo para rolamentos SKF:
- Aquecimento uniforme e controlado dos rolamentos;
- Controle através de sensores, evitando que o rolamento atinja temperaturas que alterem suas propriedades mecânicas;
- Método de aquecimento eficiente sobre aspectos econômicos, energéticos e ambientais;
- Maior segurança aos operadores;
- O tempo e a temperatura utilizados durante o aquecimento podem ser obtidos com precisão, facilitando o controle do processo ao longo do tempo.
Seleção do aquecedor por indução para rolamentos SKF
O diagrama da Figura 1 mostra os modelos de aquecedores SKF em função do peso (kg) e do diâmetro interno mínimo (mm) do rolamento.
A linha vermelha tracejada indica o peso máximo que o rolamento deve ter para ser aquecido dos 20ºC aos 110ºC em 20 minutos.
Nota: este peso para o aquecimento em 20min é chamado de m20. Isso define uma saída de potência do aquecedor, em vez do consumo de energia
Por exemplo, nos aquecedores por indução do modelo TIH 220m, os rolamentos devem ter no máximo 220 kg para serem aquecidos com essa potência.
Figura 1 – diagrama de seleção de aquecedores indutivos para rolamentos
Aquecedor indutivo SKF da série TIH
Esses tipos de aquecedores são os menores e apresentam as seguintes características:
- Controle preciso de corrente: por meio dele é possível ter um excelente controle de temperatura;
- Ajuste de potência em dois níveis: pode ser utilizado tanto 50% quanto 100% da capacidade do equipamento, a depender do tamanho do rolamento utilizado;
- Desmagnetização automática: esta função é muito importante para evitar que os rolamentos aquecidos atraiam partículas metálicas que os contaminem;
- Tensões variadas: isto é necessário para que o cliente possa escolher a tensão adequada ao seu local de trabalho;
- Luvas resistentes ao calor: devem ser utilizadas durante o manuseio do rolamento aquecido.
A tabela abaixo compara as características dos três modelos desta série de aquecedor por indução:
| Modelo | Valor de m20 (kg) | Diâmetro interno mínimo do rolamento (mm) | Peso máximo do rolamento (kg) |
| TIH 030m | 28 | 20 | 40 |
| TIH 030m | 97 | 20 | 120 |
| TIH 030m | 220 | 60 | 300 |
Tabela 2 – características dos aquecedor indutivo da série TIH.
Aquecedor indutivo SKF da série TIH L
Estes aquecedores são similares aos da linha TIH, porém tem tamanhos e potências maiores. A diferença entre este aquecedor por indução e os da série anterior está no design e na presença de duas bobinas, que servem para facilitar o aquecimento do rolamento independentemente da posição (horizontal ou vertical).
Quanto maior for um o rolamento, maior será a força necessária para montá-lo. Desse modo, o aquecimento por indução tem sido uma prática recomendada para muitas operações de montagem de rolamentos.
Isso porque eixos notavelmente cilíndricos e grandes rolamentos não podem ser facilmente pressionados em um eixo ou em um mancal.
A tabela a seguir compara as características dos três modelos desta série. O modelo TIH L77 difere do TIH L44 por ser maior:
| Modelo | Consumo (kVA) | Peso máximo do rolamento (kg) |
| TIH L33 | 15 | 700 |
| TIH L44 | 20 | 1200 |
| TIH L77 | 20 | 1200 |
Tabela 3 – características do aquecedor por indução da série TIH L.
Aquecedor indutivo para rolamentos com multinúcleos
O aquecedor por indução multinúcleo para rolamentos SKF é feito com vários aquecedores organizados em série. Porém, suas várias bobinas e núcleos são controlados pela mesma unidade central.
São usados em peças especiais, como os rolamentos de giro de grande porte. Eles permitem que peças de diâmetros muito grandes sejam aquecidas uniformemente, preservando a integridade de seus componentes.
Cuidados na instalação de rolamentos a quente
A instalação de rolamentos a quente exige cuidados especiais. Portanto, antes de montar o rolamento no eixo, o operador deve confirmar que:
- O eixo está limpo, sem danos, e precisamente com a mesma dimensão do projeto;
- O lubrificante está limpo e especificado corretamente;
- As ferramentas e equipamentos necessários estão ao alcance;
- Precauções de segurança foram adotadas.
Também é preciso planejar com cuidado o grau de interferência que o rolamento terá sobre o eixo. Um ajuste com folga excessiva levará o rolamento a ficar raspando sobre o eixo, causando aquecimento excessivo e desgaste por danos que podem levar até mesmo à fratura.
Por outro lado, um ajuste excessivamente apertado vai reduzir o espaço entre os anéis no rolamento, comprimindo a pista e levando a um aumento de temperatura durante o serviço.
Além disso, o uso de força excessiva na montagem pode levar à fratura dos anéis de rolamento.
Aquecimento dos rolamentos por indução
Quando um rolamento é montado a quente, deve-se ter cuidado para que eles não sejam superaquecidos.
A temperatura máxima à qual o rolamento deve ser aquecido depende das propriedades das ligas metálicas usadas em sua fabricação e da presença ou não de componentes não-metálicos, como as vedações.
Qual a temperatura máxima de aquecimento de um rolamento?
Uma regra geral é não aquecer o rolamento a uma temperatura 80ºC acima daquela em que se encontra o eixo.
Outra recomendação é não aquecer rolamentos abertos acima de 120ºC e rolamentos fechados, com lubrificação permanente, acima de 98ºC.
A temperatura de aquecimento dependerá, no fim das contas, do tamanho do rolamento e da interferência de ajuste desejada.
Os limites citados acima, são recomendados por estarem abaixo das temperaturas que levam à mudança das estruturas das ligas comumente usadas nos rolamentos. Sem que alterem propriedades como a dureza e a resistência mecânica do rolamento.
Desmagnetização do rolamento
O aquecedor indutivo de rolamentos cria um campo magnético forte durante o aquecimento, magnetizando a peça.
Nessa condição, o rolamento acaba atraindo impurezas metálicas que estragam a peça antes do fim de sua vida útil planejada.
O ciclo de desmagnetização do rolamento ocorre imediatamente antes do aquecedor indutivo se desligar. Por isso, o operador deve esperar o ciclo de aquecimento do equipamento chegar até o fim antes de retirar o rolamento do aquecedor e montá-lo no eixo.
Montagem de rolamentos aquecidos sobre o eixo
O rolamento aquecido deve ser pressionado contra a face do rebaixo do eixo e preso com uma porca de fixação, como mostra a figura abaixo:
Figura 5 – rolamento sobre eixo a) antes e b) depois de colocar a porca de fixação.
Quando o rolamento esfriar, ele diminuirá de dimensão tanto radialmente quanto axialmente, o que pode fazer com que se afaste da face do rebaixo.
Enquanto o rolamento vai esfriando, ele deve ser pressionado contra a face do rebaixo do eixo com o uso de uma chave de impacto, no caso de rolamentos maiores, ou uma chave de gancho, no caso de rolamentos menores, como o mostrado na figura ao lado.
Uma vez que o rolamento tenha esfriado por completo, a porca de fixação deve ser removida, a arruela de trava colocada contra o rolamento e a porca de fixação reinstalada, adjacente à arruela de trava, como mostra a figura a seguir:
Figura 6 – primeiro coloca-se a) a arruela de trava e em seguida b) a porca de fixação.
A porca de fixação deve ser apertada até estar em contato completo com arruela de trava e o rolamento deve ficar apertado contra a face do rebaixo. Depois disso, as abas da arruela devem ser dobradas para dentro dos rasgos da bucha de fixação, como mostra a figura abaixo:
Figura 7 – fixação da arruela de trava.
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