Mancais de Elementos Rolantes: Classificação e Aplicações

Elementos de Máquinas para Automação PMR 3320 A14 Mancais de elementos rolantes 20232 PMR3320 classificação Escorregamento Rolamento Magnéticos Fluídicos 2 Hidrostáticos Hidrodinâmicos Mancais PMR3320 httpcentokullagerseom 3 Exemplos Mancais de rolamento PMR3320 4 Introdução Mancais de escorregamento Mecânica dos sólidos Curva de Stribeck Contatos de Hertz 𝝁𝒅 𝒂𝒅𝒆𝒔ã𝒐 𝒆𝒔𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒈𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝝁𝒓 PMR3320 5 Atrito Coeficiente de atrito Deslocamento 𝝁𝒆 Atrito de escorregamento Atrito de rolamento 𝝁𝒅 𝝁𝒓 𝟏 𝟔 𝝁𝒅 Introdução 𝑳 𝑭 𝑭𝒂 𝑳 𝑭 𝑭𝒂 PMR3320 6 São os tipos de mancais mais utilizados e são caracterizados por Fácil movimentação Baixo atrito Elevado nível de padronização Baixo custo relativo Introdução Mancais de rolamento PMR3320 7 Constituintes 𝒂𝒏𝒆𝒍 𝒆𝒙𝒕𝒆𝒓𝒏𝒐 𝒂𝒏𝒆𝒍 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒏𝒐 𝒆𝒍𝒆𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐𝒔 𝒓𝒐𝒍𝒂𝒏𝒕𝒆𝒔 𝒂𝒏𝒆𝒍 𝒅𝒆 𝒃𝒍𝒊𝒏𝒅𝒂𝒈𝒆𝒎 𝒂𝒏𝒆𝒍 𝒆𝒔𝒑𝒂ç𝒂𝒅𝒐𝒓 𝒐𝒖 𝒈𝒂𝒊𝒐𝒍𝒂 𝒂𝒏𝒆𝒍 𝒅𝒆 𝒗𝒆𝒅𝒂çã𝒐 Mancais de rolamento PMR3320 8 Nomenclatura Mancais de rolamento PMR3320 9 𝒂𝒏𝒆𝒍 𝒆𝒔𝒑𝒂ç𝒂𝒅𝒐𝒓 𝒐𝒖 𝒈𝒂𝒊𝒐𝒍𝒂 𝒄𝒐𝒏𝒕𝒂𝒕𝒐 𝒆𝒔𝒑𝒂ç𝒂𝒅𝒐𝒓 Espaçador Mancais de rolamento PMR3320 10 Espaçador Mancais de rolamento 𝒈𝒂𝒊𝒐𝒍𝒂 𝒄𝒐𝒔𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒂 𝒈𝒂𝒊𝒐𝒍𝒂 𝒓𝒆𝒃𝒊𝒕𝒂𝒅𝒂 𝒈𝒂𝒊𝒐𝒍𝒂 𝒎𝒂𝒄𝒊ç𝒂 𝒈𝒂𝒊𝒐𝒍𝒂 𝒊𝒏𝒋𝒆𝒕𝒂𝒅𝒂 PMR3320 11 Radiais Axiais RadiaisAxiais Carregamentos Mancais de rolamento PMR3320 12 rígidos autocompensadores De contato angular Radiais de esfera Mancais de rolamento 𝜶 𝜶 PMR3320 rígidos De contato angular Radiais de esfera Mancais de rolamento PMR3320 Mancais de rolamento Desalinhamento Montagem errada Flexão dos eixos Quando usar mancais autocompensadores PMR3320 vedados selados blindados proteção Mancais de rolamento PMR3320 Rolos cônicos Mancais de rolamento PMR3320 Exemplo do uso de mancais de rolo cônicos Mancais de rolamento PMR3320 rígidos autocompensadores de rolo radiais Mancais de rolamento PMR3320 Exemplo do uso de mancais de rolo radiais autocompensadores Mancais de rolamento PMR3320 Exemplo do uso de mancais radiais de rolo e de esfera Mancais de rolamento PMR3320 21 Classificação quanto a forma do elemento rolante Mancais de rolamento esféricos Cilíndricoscônicos PMR3320 22 Tipos de elementos rolante Mancais de rolamento esféricos Cilíndricoscônicos PMR3320 23 Classes de dimensões Mancais de rolamento PMR3320 24 Classes de dimensões Mancais de rolamento PMR3320 25 Classes de dimensões Mancais de rolamento PMR3320 Tolerâncias geométricas e dimensionais 26 Precisão de giro radial e axial Precisão Mancais de rolamento PMR3320 httpwwwtimkencomptbrproductsDocumentsSuperPrecisionBearingsforMachineToolApplicationsCatalogpdf 27 Classes de tolerâncias Mancais de rolamento PMR3320 httpwwwnmbtccombearingsengineeringaccuracy 28 Classes de tolerâncias Mancais de rolamento PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento 𝒅 𝑫 𝒉 𝒓 𝑩 𝑫 𝟐𝒉 𝒉 𝒅 𝟐𝒉 𝜶 29 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento 𝑉𝑖𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑜 𝑐𝑎𝑟𝑟𝑒𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑙 𝐹𝑟 𝑉𝑖𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎 9𝑋106𝑟𝑜𝑡𝑎çõ𝑒𝑠 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑳 𝑳𝑹 𝑪 𝑭𝒓 𝟑𝟑𝟑 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑚 𝑓𝑢𝑛çã𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎çã𝑜 𝑪𝒓𝒆𝒒 𝑭𝑹 𝑳 𝑳𝒓 𝟎𝟑 30 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento 31 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento A vida padrão é comumente designada como a vida L10 A vida L10 corresponde a uma probabilidade de falha de 10 isso representa que 90 dos rolamentos não falharam quando essa vida é atingida correspondendo a 90 de confiabilidade Os testes mostram que a vida média de rolamentos rolamentos de esferas em particular é cerca de cinco vezes a vida de fadiga padrão para L10 Muitos projetos exigem mais de 90 de confiabilidade A probabilidade de falha de mancais de elementos rolantes não segue uma distribuiçã gaussiana mas sim um distribuição de Weibull Isso leva a necessidade do ajuste da curva de vida por meio do fator de confiabilidade Kr 32 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento Distribuição de Weibull para vida em fadiga de mancais de elementos rolantes 33 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento Fator de confiabilidade Kr 34 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒊𝒈𝒊𝒏𝒅𝒐 𝑳𝒓 𝒆 𝑪𝒓𝒆𝒒 𝒆𝒎 𝒕𝒆𝒓𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝑲𝒓 𝒕𝒆𝒎𝒐𝒔 𝑪𝒓𝒆𝒒 𝑭𝑹 𝑳 𝑲𝒓 𝑳𝒓 𝟎𝟑 𝑳 𝑲𝒓𝑳𝑹 𝑪 𝑭𝒓 𝟑𝟑𝟑 35 𝑳 𝑳𝑹 𝑪 𝑭𝒓 𝟑𝟑𝟑 𝑪𝒓𝒆𝒒 𝑭𝑹 𝑳 𝑳𝒓 𝟎𝟑 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento Efeito do carregamento axial 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒎𝒂𝒏𝒄𝒂𝒊𝒔 𝒓í𝒈𝒊𝒅𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒇𝒆𝒓𝒂 𝜶 𝟎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒎𝒂𝒏𝒄𝒂𝒊𝒔 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒕𝒂𝒕𝒐 𝒂𝒏𝒈𝒖𝒍𝒂𝒓 𝜶 𝟐𝟓 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 36 𝑺𝒆𝒏𝒅𝒐 𝑭𝒆 𝒐 𝒄𝒂𝒓𝒓𝒆𝒈𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒓𝒂𝒅𝒊𝒂𝒍 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆 𝑭𝒆 𝑭𝒕 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento Efeito de choques e impactos O dimensionamento de mancais de elementos rolantes em geral é feito para condições de carregamento uniforme Na presença de choques ou impactos o fator Ka deve ser aplicado para corrigir a vida 37 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento 𝑪𝒓𝒆𝒒 𝑲𝒂 𝑭𝒆 𝑳 𝑲𝒓 𝑳𝒓 𝟎𝟑 𝑳 𝑲𝒓𝑳𝑹 𝑪 𝑲𝒂 𝑭𝒆 𝟑𝟑𝟑 38 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒊𝒈𝒊𝒏𝒅𝒐 𝑳𝒓 𝒆𝒎 𝒕𝒆𝒓𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝑲𝒂 𝒆 𝒆𝒔𝒑𝒓𝒆𝒔𝒔𝒂𝒏𝒅𝒐 𝒐 𝒄𝒂𝒓𝒓𝒆𝒈𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒆𝒎 𝒕𝒆𝒓𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝑭𝒆𝒕𝒆𝒎𝒐𝒔 𝑪𝒓𝒆𝒒 𝑭𝑹 𝑳 𝑲𝒓 𝑳𝒓 𝟎𝟑 𝑳 𝑲𝒓𝑳𝑹 𝑪 𝑭𝒓 𝟑𝟑𝟑 PMR3320 Dimensionamento Mancais de rolamento 39 PMR3320 Exemplo Mancais de rolamento 40 Selecione um rolamento de esferas para uso no eixo de um prensa industrial A prensa operará de forma contínua em um turno de 8hdia a 1800 rpm Cargas radiais e axiais são 12kN e 15kN respectivamente com impacto leve a moderado 𝜶 𝜶 rolamento rígido de esferas rolamento de contato angular rolamento autocompensador 𝑭𝒕 𝟏 𝟓𝒌𝑵 𝑭𝒓 𝟏 𝟐𝒌𝑵 𝑭𝒕 𝟏 𝟓𝒌𝑵 𝑭𝒓 𝟏 𝟐𝒌𝑵 𝑭𝒕 𝟏 𝟓𝒌𝑵 𝑭𝒓 𝟏 𝟐𝒌𝑵 41 Exemplo Mancais de rolamento PMR3320 PMR3320 Mancais de rolamento 42 Premissas básicas Projeto conservador para impacto leve a moderado É necessária uma vida útil de projeto de 8 horas por dia de serviço contínuo É necessária uma confiabilidade de 90 Tanto um rolamento de esferas radial quanto um angular podem ser selecionado Um rolamento autocompensador vai depender da amplitude da flexão na ponta do eixo A vida do rolamento de esferas varia inversamente com a potência da carga O ajuste prensado não afeta a vida útil do rolamento Exemplo PMR3320 Mancais de rolamento 43 Exemplo 𝑭𝒂𝒕𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒇𝒊𝒂𝒃𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝑲𝒓 𝑲𝒓 𝟏 𝑭𝒂𝒕𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒊𝒎𝒑𝒂𝒄𝒕𝒐 𝑲𝒂 𝑲𝒂 𝟏 𝟓 𝑳𝒓 𝟑𝟎𝑿𝟏𝟎𝟑 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔 PMR3320 Mancais de rolamento 44 Exemplo 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒎𝒂𝒏𝒄𝒂𝒊𝒔 𝒓í𝒈𝒊𝒅𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒇𝒆𝒓𝒂 𝜶 𝟎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒎𝒂𝒏𝒄𝒂𝒊𝒔 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒕𝒂𝒕𝒐 𝒂𝒏𝒈𝒖𝒍𝒂𝒓 𝜶 𝟐𝟓 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑪𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒏𝒅𝒐 𝒐 𝒄𝒂𝒓𝒓𝒆𝒈𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒓𝒂𝒅𝒊𝒂𝒍 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆 𝑭𝒆 𝑭𝒕 𝑭𝒓 𝟏 𝟓 𝟏 𝟐 𝟏 𝟐𝟓 𝑭𝒕 𝟏 𝟓𝒌𝑵 𝑭𝒓 𝟏 𝟐𝒌𝑵 𝑭𝒆 𝑭𝒓 𝟏 𝟏 𝟏𝟏𝟓 𝑭𝒕 𝑭𝒓 𝟎 𝟑𝟓 𝑭𝒆 𝑭𝒓 𝟏 𝟎 𝟖𝟕𝟎 𝑭𝒕 𝑭𝒓 𝟎 𝟔𝟖 𝑭𝒆𝒆𝒔𝒇 𝟐 𝟒 𝒌𝑵 𝑭𝒆𝒄𝒐𝒏𝒕 𝟏 𝟖 𝒌𝑵 PMR3320 Mancais de rolamento 45 Exemplo 𝑪𝒓𝒆𝒒𝒆𝒔𝒇 𝟏𝟎 𝟓𝟓𝒌𝑵 𝑲𝒓 𝟏 𝑲𝒂 𝟏 𝟓 𝑳𝒓 𝟑𝟎𝑿𝟏𝟎𝟑 𝑳 𝟏𝟖𝟎𝟎𝒓𝒑𝒎 𝟑𝟎𝑿𝟏𝟎𝟑𝒉 𝟔𝟎𝒎𝒊𝒏𝒉 𝑳 𝟑𝟐𝟒𝟎𝑿𝟏𝟎𝟔 𝒓𝒆𝒗𝒐𝒍𝒖çõ𝒆𝒔 𝑪𝒓𝒆𝒒 𝑲𝒂 𝑭𝒆 𝑳 𝑲𝒓 𝑳𝒓 𝟎𝟑 𝑭𝒆𝒆𝒔𝒇 𝟐 𝟒 𝒌𝑵 𝑭𝒆𝒄𝒐𝒏𝒕 𝟏 𝟖 𝒌𝑵 𝑪𝒓𝒆𝒒𝒄𝒐𝒏𝒕 𝟕 𝟗𝟏𝑵 𝑽𝒊𝒅𝒂 𝑳 𝒆𝒎 𝒓𝒑𝒎 𝒏 𝑳𝒓 𝒎𝒊𝒎 PMR3320 Mancais de rolamento 46 Exemplo 𝑪𝒓𝒆𝒒𝒆𝒔𝒇 𝟏𝟎 𝟓𝟓𝒌𝑵 𝑪𝒓𝒆𝒒𝒄𝒐𝒏𝒕 𝟕 𝟗𝟏𝑵 𝒅𝒆𝒔𝒇 𝟕𝟎𝒎𝒎 𝒅𝒄𝒐𝒏𝒕 𝟓𝟓𝒎𝒎 1055 791 1055 1055 791 791 PMR3320 47 Considerações de montagem Mancais de rolamento PMR3320 httpswwwnachifujikoshicojpengwebpdfB1031E5pdf 48 Seleção Mancais de rolamento PMR3320 httpswwwnachifujikoshicojpengwebpdfB1031E5pdf 49 Seleção Mancais de rolamento PMR3320 httpswwwnachifujikoshicojpengwebpdfB1031E5pdf 50 Seleção Mancais de rolamento PMR3320 51 httpswwwnskeuropecomdownloadsliteraturebearingENTI0112FINALpdf Erros de movimento Mancais de rolamento PMR3320 Falhas em mancais de rolamento Mancais de rolamento Desalinhamento Montagem errada Flexão dos eixos Ciclo de carregamento Choques Velocidade de operação Sobrecargas Tipo de mancal Seleção errada Tipo de elemento Condições de lubrificação Contaminação na interface Tipo de lubrificante Acabamento superficial Material do mancal PMR3320 Falhas em mancais de rolamento Mancais de rolamento PMR3320 Falhas em mancais de rolamento Mancais de rolamento