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Redução de folga causada pela diferença de temperatura entre o eixo, os anéis do rolamento e o mancal

Performance and operating conditionsBearing type and arrangementBearing sizeLubricationOperating temperature and speedBearing interfacesBearing executionSealing, mounting and dismounting

O comportamento térmico de uma aplicação pode criar uma diferença de temperatura entre os anéis interno e externo do rolamento, o que altera a pré-carga/folga do rolamento montado. Para um eixo de aço e uma caixa de mancal de ferro fundido ou aço, a alteração pode ser estimada com

Δrtemp = ΔT x dm x 12 x 10-6

onde
Δrtemp redução de folga causada pela diferença de temperatura [mm]
ΔT 
diferença de temperatura entre os anéis interno e externo [°C]
dm o diâmetro médio do rolamento [mm]
= (d + D)/2

Estado estável

A temperatura operacional de um rolamento atinge um estado estável quando há equilíbrio térmico – ou seja, há uma estabilidade entre o calor gerado e o calor dissipado. No caso comum em que a temperatura ambiente da área ao redor do mancal de um arranjo de rolamentos é mais fria do que a do eixo, um gradiente de temperatura de estado estável é desenvolvido, o que torna o anel interno do rolamento mais quente que o anel externo (→ ΔTestável no diagrama 1).

Início de operação

Durante o início de operação, o gradiente de temperatura sobre o rolamento é, em grande parte, determinado pelo fluxo de calor transiente. Entre os vários componentes em contato com o rolamento, o que tem a menor capacidade térmica aumentará a temperatura mais rápido do que aquele com a maior capacidade térmica. Portanto, a sequência de início de operação pode resultar em uma diferença maior de temperatura entre os anéis interno e externo do rolamento do que na condição de estado estável. Isso resulta em um pico de temperatura durante o início de operação (→ ΔTmáx. no diagrama 1). Isso é particularmente evidente em máquinas que funcionam em locais externos em um clima frio ou ter um eixo aquecido.

Velocidades mais altas

Se durante o início de operação ou em estado estável, velocidades mais altas geram perdas por atrito. Isso costuma resultar em uma diferença maior de temperatura entre os anéis interno e externo do rolamento e, portanto, em uma necessidade de folga inicial maior.
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