Limites de velocidade em rolamentos: entenda mais sobre máxima rotação admissível.

limites de velocidade e rotação máxima de rolamentos-montado no eixo do motor

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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.

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