Rolamentos são componentes que apresentam certos limites de velocidade na rotação. Se forem submetidos à velocidades além dos seus limites, sofrerão consequências com o aumento de temperatura interna. Como resultado, o rolamento vai superaquecer, deteriorar o lubrificante e perder sua vida útil.
Por esse motivo, é importante conhecer os limites de velocidade de rotação em um rolamento e saber porque ela é importante.
Confira nosso artigo e entenda mais sobre o assunto.
O que você verá neste artigo:
- O que é limite de velocidade permitida em um rolamento?
- Classificações de velocidade de rolamento
- Relação de temperatura e velocidade do rolamento
- Velocidades de referência ISO
O que é limite de velocidade permitida em um rolamento?
O limite de velocidade em rolamentos é a máxima rotação admissível de modo que não prejudique o desempenho dos rolamentos em operação contínua.
A alta rotação do rolamento pode gerar em intertravamento por aquecimento ou calor acima do limite.
Isso prejudica a vida útil do rolamento.
Sabemos que todo dispositivo mecânico possui condições mínimas e máximas de trabalho para ter um bom desempenho e maior vida útil.
Por isso é que devemos avaliar variáveis como: forças atuantes, vibrações, temperatura operacional, rotações por minuto, forma, período e tipo de lubrificação, alinhamento, entre outros.
Para os rolamentos, não é diferente!
O limite de rotação (rpm) também está diretamente relacionado às especificações de cada tipo de rolamento, sendo elas:
- Dimensões;
- Cargas atuantes (radial/axial);
- O tipo e material do elemento rolante;
- Condições de resfriamento;
- Tipo e material da gaiola;
- Conjugados adjacentes do rolamento;
- O tipo e método de lubrificação;
Classificações de velocidade de rolamento
O mais comum é determinar o limite de velocidade considerando a temperatura operacional que o rolamento alcança.
Contudo, há duas classes de limites: velocidade de referência e velocidade-limite.
- Velocidade de Referência: é a capacidade de velocidade de rotação baseada em condições térmicas pré-definidas.
- Velocidade-Limite: é a velocidade que alcança o limite mecânico do rolamento.
A velocidade de referência reflete um estudo a partir de condições operacionais de resfriamento e aquecimento do rolamento, padronizadas pela ISO 15312.
Já a velocidade-limite é obtido a partir de testes feitos no rolamento observando a rotação que atinge o limite mecânico.
Esta então é a velocidade máxima válida para uso de um rolamento padrão.
Não é recomendado exceder essa velocidade a menos que haja uma adaptação do projeto e aplicação.
Geralmente os fabricantes mostram estes valores em seus catálogos de rolamentos.
Ambas classificações retratam velocidades limites de prudência e não de proibição.
Mas atingir qualquer uma das duas exigirá uma reavaliação mais profunda das condições operacionais do rolamento.
Relação de temperatura e velocidade do rolamento
Olhando o título você logo pensa: “Isso é fácil, quanto maior a velocidade de giro do rolamento maior será a temperatura.”
Este pensamento está correto, em parte.
A questão é que o fator temperatura e o limite de velocidade possuem interdependências com outras características do rolamento.
Tais como: tamanho, cargas e condições de lubrificação.
Elas influenciam no desempenho do rolamento e também de todo o conjunto mecânico (eixo rotativo, mancal, engrenagens acopladas ao eixo, entre outros).
Isso porque a temperatura operacional é o equilíbrio térmico entre os elementos adjacentes e a atmosfera. Cria, então, um equilíbrio térmico entre o calor dissipado, calor da aplicação e o calor do rolamento.
Só se resolve a interdependência com uma análise mais interativa, fazer um projeto ideal de arranjo e componentes mais apropriados à aplicação.
Considerando as variáveis:
- Tipo do rolamento;
- Tamanho do rolamento
- Temperatura operacional;
- Condições de lubrificação.
Velocidades de referência ISO
A ISO 15312 é o padrão que remete a velocidade de referência definindo a classificação de velocidade térmica para rolamentos lubrificados por banho de óleo.
Ela também mostra os cálculos para a determinação deste parâmetro.
O aquecimento do conjunto de montagem padrão é gerado pelo rolamento.
Então a temperatura permitida determinará a velocidade máxima operacional.
A ISO 15312 não inclui os rolamentos axiais porque eles não permitem a aplicação dos padrões de velocidade térmica por terem o efeito cinemático.
A velocidade de referência ISO se faz válida apenas para rolamentos abertos trabalhando nas seguintes condições:
- Lubrificação com óleo mineral sem aditivos EP;
- Aumento nominal da temperatura de 50 °C acima de uma temperatura ambiente de referência de 20 °C;
- Dissipação de calor de referência pré-definida;
- Cargas leves: carga radial P = 0,05 e carga axial P = 0,02 ;
- Eixo horizontal, anel interno rotativo e anel externo estacionário;
- Condições de limpeza;
- Folga operacional suficiente.
A velocidade de referência é um valor prudente de rotação.
Para o rolamento trabalhar nesta rotação mesmo precisa ser submetido a novas análises profundas das condições operacionais.
Sobretudo reavaliar os sistemas de:
- Lubrificação;
- Vedação;
- Forças atuantes e resultantes;
- Temperatura;
- Arranjo;
- Tipo do rolamento.
Outra coisa importante é a escolha correta do tipo de lubrificante e o método de lubrificação.
É preciso ter muita atenção, pois há lubrificantes especialmente desenvolvidos para altas rotações e temperaturas.
Os valores de limites de velocidade são adquiridos de forma empírica a cada tipo de rolamento.
Por causa disso os fabricantes já realizam estudos e mostram estes valores. Facilitando nossas vidas.
Isto te permite avaliar e estudar qual o rolamento ideal para você usar em seu projeto.
