Fixação radial de rolamentos

Os anéis interno e externo das rótulas precisam ser presos (fixados) radialmente ao eixo e no mancal para que não haja movimentos de deslizamento e o anel não derrape. O anel derrapa quando ele gira sobre o seu assento na direção circunferencial sob carga. A fixação de um rolamento na direção radial geralmente requer um ajuste interferente. No entanto, nem sempre um ajuste interferente pode ser aplicado, por exemplo, quando é necessária uma facilidade de montagem e desmontagem ou quando o rolamento puder ser deslocado axialmente sem restrição. O ajuste correto é sempre determinado pelas condições operacionais.

1. Tipo e magnitude da carga

O grau de interferência deve ser adequado ao tipo e magnitude da carga, ou seja, quanto mais pesada a carga e maior a carga de choque, mais apertado será o ajuste interferente necessário (fig. 1).

  • Sob cargas pesadas, as rótulas se deformam elasticamente, podendo afetar o ajuste interferente e fazer com que o anel derrape.
  • A resistência dos componentes associados deve ser adequada para acomodar as cargas e apoiar totalmente o rolamento.
  • Se os componentes associados se deformarem, existe o risco de rachadura nos anéis de rolamento com têmpera profunda.
  • As rótulas de aço/aço exigem um ajuste mais apertado do que os rolamentos comparáveis que dispensam manutenção, que têm coeficiente de atrito mais baixo.

2. Folga interna do rolamento

Um ajuste interferente no eixo e no mancal faz com que o anel interno expanda elasticamente, ao mesmo tempo que o anel externo é comprimido elasticamente. Isso reduz a folga interna inicial do rolamento, antes da operação. A folga operacional (fig. 2) também leva em conta a carga e a temperatura operacional.
A folga interna radial inicial dos rolamentos é diferente conforme o tipo e o tamanho do rolamento. A folga foi selecionada de modo que se forem aplicadas as tolerâncias recomendadas para o eixo e assentos do mancal, permanecerá uma folga operacional (ou pré-carga) adequada no rolamento sob condições operacionais normais.
Se um ajuste interferente apertado for usado nos dois anéis do rolamento ou se as temperaturas operacionais forem incomuns, poderá ser necessário usar uma folga interna inicial maior do que “Normal” para rolamentos de aço/aço.

3. Condições de temperatura

Em operação, os anéis de rolamento normalmente têm uma temperatura mais alta que seus assentos. Isso significa que

  • o ajuste do anel interno fica solto (fig. 3)
  • o ajuste do anel externo fica mais apertado e pode restringir qualquer deslocamento axial necessário no mancal.
Se houver diferença de temperatura considerável entre o anel interno e o anel externo, há uma mudança na folga operacional. Essa condição deve ser considerada ao selecionar o ajuste ou o rolamento pode emperrar, dificultando ou impossibilitando o eixo de girar.

4. Projeto dos componentes associados

Os assentos de rolamento no eixo e no mancal não devem causar distorção desigual
(ovalização) dos anéis de rolamento (fig. 4).
Portanto:

  • os mancais bipartidos não são indicados para ajustes interferentes.
  • Mancais com paredes finas, mancais em liga leve e eixos ocos exigem ajuste mais apertado que mancais em aço ou ferro fundido de paredes grossas e eixos sólidos, e devem ter resistência suficiente.
  • Cargas pesadas e ajustes interferentes exigem mancais de uma peça em aço ou ferro fundido de paredes grossas e eixos de aço sólidos.

5. Deslocamento axial de rótulas sem anel interior fixo

O rolamento livre fornece suporte radial e deve ser sempre capaz de ser deslocado axialmente (fig. 5). Isso é geralmente obtido selecionando-se um ajuste com folga para um dos anéis do rolamento, geralmente o anel interno de uma rótula. Os motivos incluem o seguinte: 

  • O assento do eixo pode ser temperado e retificado de modo fácil e econômico para facilitar o deslocamento axial. A dureza do eixo deve ser de pelo menos 50 HRC.
  • Os anéis externos da maioria das rótulas são divididos axialmente em uma ou duas posições, ou seja, radialmente bipartidos. Isso pode dificultar o deslocamento axial, se não impossibilitá-lo.
  • O furo do mancal deve ser protegido contra desgaste.

Acabamento superficial dos assentos


A rugosidade superficial recomendada para os assentos
de rolamento está de acordo com a norma ISO 4288:1997

  • para assentos do eixo Rz ≤ 10 μm
  • para assentos de furo do mancal Rz ≤ 16 μm

Ajustes recomendados


Somente um número limitado de classes de tolerância é apropriado para as rótulas. A Fig. 6 mostra, de modo esquemático, as posições relativas destas em relação ao diâmetro do furo e externo dos rolamentos. As classes de tolerância recomendadas para

  • o assento do eixo são fornecidas na tabela 1
  • o furo do mancal são fornecidas na tabela 2.

Essas recomendações baseiam-se nas considerações descritas acima e foram comprovadas em uma variedade bastante ampla de aplicações de rolamentos. Os limites de tolerância ISO estão listados na

Para facilitar o cálculo dos valores mínimo e máximo da interferência ou folga teórica, os desvios padronizados de diâmetro de furo do rolamento (Δdmp) e os desvios de diâmetro externo do rolamento (ΔDmp) são listados na tabela 3 e 4.
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