Superaquecimento em rolamentos: 7 principais causas e possíveis soluções.

Superaquecimento em rolamentos é uma falha grave que traz sérias consequências para o desempenho de máquinas e sistemas rotativos. Esse problema ocorre em muitas situações por falta de manutenção, lubrificação, montagem incorreta, uso de peças falsificadas e excesso de carga em trabalho.

Como já explicamos em artigos anteriores, os rolamentos industriais são fundamentais para o bom funcionamento de máquinas e equipamentos. Porém, quando utilizados da forma incorreta, provocam paradas não programadas e prejuízos enormes para as empresas.

Ainda que seja possível identificar sua origem, o superaquecimento é uma das principais falhas em rolamentos. Por isso, pontuaremos as suas principais causas e quais as ações para evitar que isso ocorra.

Acompanhe nosso artigo e veja o que fazer para garantir que o superaquecimento do rolamento não pare seu equipamento.

O que provoca aquecimento em rolamentos?

As principais causas para o rolamento superaquecer são: a falta de lubrificação, presença de impurezas, excesso de carga nos rolamentos e pressão nos retentores, redução da folga interna, ciclos de trabalhos além do projetado, fontes externas de calor e exposição à temperatura muito alta por períodos longos.

Desse modo, a consequência é uma só, o rolamento quebra por travamento ou fadiga.

Causas mais comuns do superaquecimento em rolamentos

Nosso departamento de engenharia de confiabilidade listou as principais causas de superaquecimento em rolamentos.

Os dados foram coletados através do nosso REP Center CGA (Sala de gestão de Ativos) e consolidados em nosso banco de dados integrado ao sistema de inteligência da SKF.

Tudo isso porque um distribuidor SKF, certificado em manutenção, conta com toda a infraestrutura de tecnologia disponibilizada por ela.

Confira agora as principais causas de superaquecimento em rolamentos.

1. Falha de lubrificação

Para que sua operação seja confiável, a lubrificação do rolamento deve ser adequada. Em outras palavras, o lubrificante deve separar os elementos rolantes, gaiola e pistas em ambas as regiões de contato, de rolagem e deslizamento.

 

Portanto, sem lubrificação eficaz, o contato metal-metal ocorre entre os elementos rolantes, pistas e outras superfícies de contato. Isso aumenta o atrito e provoca o superaquecimento dos componentes. Como consequência, danifica as superfícies e partes do rolamento.

 

As falhas de lubrificação podem ocorrer por falta ou excesso e incompatibilidade de lubrificante com a aplicação.

Lubrificar de forma eficiente requer entender 2 pontos básicos:

• Ter um plano de lubrificação;
• Usar ferramentas que permitam colocar o plano em prática;

Um bom programa de lubrificação pode ser definido pela aplicação da metodologia dos 5 C’s:

“O lubrificante Certo, na quantidade Certa, alcança o ponto Certo, no momento Certo e usando o método Certo.”

 

Para evitar que ocorram problemas de superaquecimento de rolamentos em seu equipamento, siga estas orientações.

Veja nosso artigo sobre as 8 ferramentas para lubrificação de rolamentos que não podem faltar em sua empresa.

 

2. Excesso de carga (excesso de pré-carga).

Rolamentos são peças feitas para trabalhar sob pressão, suportando altas cargas radiais e axiais. Mas até mesmo o mais robusto dos rolamentos tem seus limites.

 

 

Cada rolamento, de acordo com a sua fabricação e aplicação, consegue suportar determinada carga. Portanto, não deve ser sobrecarregado durante seu funcionamento.

 

 

Isso serve não apenas para o peso, mas também para fatores como o calor e as vibrações.

Você pode evitar o problema de superaquecimento se usar rolamentos adequados para cada tipo de maquinário. Atualmente, há no mercado vários tipos de rolamentos. Cada um atende determinada aplicação e solicitação específica.

O rolamento radial, é projetado para suportar cargas que exercem força na direção perpendicular ao eixo (ou, direção de seu raio).

Já o rolamento axial, a carga é exercida na mesma direção do eixo (carga axial ou carga de impulso).

Por isso, saber quais são elas, fará com que a escolha do rolamento seja mais assertiva. Além disso, trará o resultado de performance desejado.

 

3. Alta rotação.

A capacidade de velocidade de um rolamento normalmente é determinada pela temperatura operacional do rolamento. No entanto, para determinados tipos de rolamento e arranjos, os limites mecânicos dos componentes do rolamento podem ter uma influência significativa.

É possível operar um rolamento em velocidades acima da velocidade de referência, da velocidade de referência ajustada ou mesmo da velocidade-limite.

Mas antes disso, faça primeiro uma análise termográfica detalhada. Depois disso, considere as alternativas.

Para evitar o superaquecimento do rolamento você pode precisar de algumas soluções como, o uso de gaiolas especiais ou instalar rolamentos de alta precisão.

 

4. Folga interna muito pequena.

A folga interna de um rolamento é a distância total que um anel se move em relação a outro, tanto na direção radial como também na direção axial.

É importante distinguir entre folga interna antes da montagem e depois da montagem. Pois, em quase todas as aplicações, a folga inicial do rolamento é maior do que sua folga operacional. Nesta última situação, o rolamento atinge sua temperatura de trabalho.

• Folga interna inicial é a folga interna do rolamento antes da montagem.
• Folga de montagem é a folga interna no rolamento após a montagem, mas antes da operação.
• Folga operacional é a folga interna do rolamento quando ele está em operação e atinge uma temperatura estável.

Quando o rolamento trabalha com a sua folga interna fora do especificado, vai ter um aumento de calor durante o seu funcionamento.

Como regra geral:

1. Rolamentos de esferas devem ter uma folga operacional praticamente nula.
2. Os rolamentos de rolos cilíndricos, rolamentos de rolos de agulhas, rolamentos auto-compensadores de rolos e rolamentos de rolos toroidais CARB normalmente exigem, pelo menos, uma folga operacional pequena.
3. Já os rolamentos de rolos cônicos e os rolamentos de esferas de contato angular devem ter uma folga operacional pequena, exceto em aplicações nas quais um alto grau de rigidez ou controle de posição é necessário. Nesse caso, eles podem ser montados com um grau de pré-carga.

5. Entrada de água e contaminantes.

Apesar de ser algo comumente negligenciado, a contaminação do lubrificante é algo extremamente prejudicial a vida útil dos rolamentos. Por isso, o melhor é prevenir e não remediar, como é feito na grande maioria dos casos.

Se considerarmos que esse tipo de falha representa uma parte significativa no total de falhas em rolamentos (aproximadamente 19%), vale a pena investir em sistemas de blindagem, filtros especiais, sistemas de filtragem de lubrificante off-line e outros componentes que garantem a vida útil do lubrificante e consequentemente do rolamento.

Recomendamos também o uso de vedações para rolamentos, de acordo com a sua aplicação. Elas são extremamente importantes para evitar que o rolamento e o lubrificante se contaminem.

 

6. Precisão do eixo e alojamento deficiente.

Um ajuste incorreto no eixo ou na caixa de mancal pode resultar em uma folga ou pré-carga excessiva, que pode produzir qualquer uma das seguintes condições:

• deslizamento do anel (o anel gira em seu assento),
• corrosão por contato,
• trincas nos anéis,
• menor capacidade de carga,
• cargas induzidas e
• temperaturas de operação excessivas,

Outra hipótese é que os assentos do eixo e do mancal não atendem às especificações geométricas. Por exemplo, os assentos do eixo e da caixa de mancal podem estar deformados, cônicos, com desvio de circularidade, fora de esquadro ou termicamente deformados.

Portanto, o ajuste correto é fundamental para a vida útil do rolamento e impedir que ele superaqueça.

7. Montagem do rolamento, do eixo ou mancal

O superaquecimento do rolamento também pode ter origem em sua montagem ou dos outros elementos da transmissão.

Mesmo o assento do rolamento em uma caixa de mancal estar correto de fábrica, a deformação pode ocorrer durante a fixação na estrutura da máquina ou superfície de apoio (mancais).

Nesse caso a montagem do rolamento ou do eixo não ocorreu como deveria. Uma causa provável é não usar ferramentas de montagem adequadas.

Por exemplo, usar maçarico para aquecer o rolamento em vez de aquecedor indutivo. Isso certamente fez o rolamento aquecer além do necessário e deformar os assentos dos anéis.

Eixos desalinhados também são fontes de superaquecimento por conta do atrito provocado nessa situação. Sobretudo em rolamentos de motores elétricos que trabalham em alta rotação.

Mas pode-se evitar que isso ocorra com o uso de alinhadores a laser. Eles possibilitam um ajuste preciso no alinhamento do eixo e dos mancais. Como resultado, o rolamento não trabalhará sob esforço.

Bom, para finalizar nosso artigo vamos apresentar algumas informações importantes sobre rolamentos e temperaturas.

Qual a temperatura de trabalho de um rolamento?

Rolamentos convencionais, em aço cromo, são projetados para operar com temperaturas máximas de 150°C, ainda que isso exija atenção. Contudo, em temperaturas mais elevadas, o indicado são os rolamentos para altas temperaturas (150 a 330°C).

Qual a temperatura ideal para aquecer um rolamento?

De modo geral, a regra é não aquecer o rolamento a uma temperatura 80°C 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 98°C.

 

Texto elaborador por:

Diego Frias – Consultor de Key Accounts e Produto