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Estimativa da temperatura operacional do rolamento

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

Se for possível estimar um valor para a dissipação de calor de um rolamento, Ws, você poderá usar a fórmula fornecida no Modelo SKF para atrito do rolamento a fim de calcular a perda de potência por atrito do rolamento, Pperda, para estimar a temperatura operacional, Trol, para um rolamento em equilíbrio térmico, nas condições de estado estável, utilizando

Trol = (Pperda / Ws) + Tamb

onde
Troltemperatura operacional média do rolamento estimada [°C]
Pperdaperda de potência por atrito do rolamento [W]
Wsdissipação de calor total por grau acima da temperatura ambiente [W/°C]
Tambtemperatura ambiente [°C]

Se o valor da temperatura operacional do rolamento estimada for muito alto para os requisitos da aplicação – por exemplo, resultando em um valor de κ muito baixo ou um intervalo de relubrificação muito curto –, uma solução possível poderá ser reduzir a temperatura operacional por meio de um sistema de lubrificação por óleo circulante.

Estimativa da dissipação de calor nos mancais SKF

Para as caixas de mancal SKF, você pode usar um modelo com base no tamanho do rolamento para estimar os valores de dissipação de calor.
Com o diagrama 1, você pode estimar a dissipação de calor por grau acima da temperatura ambiente Ws, para um rolamento com o diâmetro médio do rolamento dm em uma caixa de mancal, com o eixo exposto ao ar ambiente.
A estimativa é válida para caixas de mancal SKF utilizadas com lubrificação por banho de óleo ou graxa e apenas onde não há uma entrada significativa de calor de fontes externas, como aquecimento a vapor dos eixos ou radiação elevada de superfícies quentes.

Resfriamento por óleo circulante

Ao circular o óleo, é possível esfriá-lo e, assim, remover o calor do arranjo de rolamentos.
No diagrama 2, as linhas curvas mostra a perda de potência por atrito do rolamento (Pperda), e a linha angular mostra a dissipação de calor (Ws).
Considerando o calor dissipado pela circulação de óleo, o equilíbrio térmico do rolamento (diagrama 2), em condições de estado estável, torna-se:

P perda = Ws (Trol – Tamb) + Póleo 

onde
Pperdaperda de potência por atrito do rolamento [W]
Wsdissipação de calor total por grau acima da temperatura ambiente [W/°C]
Troltemperatura operacional do rolamento necessária estimada [°C]
Tambtemperatura ambiente [°C]
Póleopotência dissipada estimado no resfriador de óleo [W]

Considerando a dissipação de calor pela circulação de óleo, você pode estimar a temperatura operacional do rolamento utilizando

Trol = ((Pperda – Póleo) / Ws) + Tamb
Você pode estimar a potência que deve ser dissipada pelo resfriamento de óleo, para uma determinada temperatura do rolamento, utilizando

P óleo = Pperda - Ws x (Trol – Tamb)
Você pode estimar o fluxo de óleo necessário para uma determinada quantidade de potência que deve ser dissipada pelo resfriamento de óleo (Póleo) utilizando

Q = Póleo / (27 x (Tsaída – Tentrada))

onde
fluxo de óleo necessário [l/min]
Póleopotência dissipada no resfriador de óleo [W]
Tsaídatemperatura do óleo na saída de óleo do mancal [°C]
Tentrada temperatura do óleo na entrada de óleo do mancal [°C]

Se você não tiver os valores de Tsaída ou Tentrada, poderá presumir uma diferença de temperatura de 5 a 10 °C (40 to 50 °F).
O limite de resfriamento possível pelo óleo circulante é determinado pelo grau de transferência de calor que pode ser obtido de um determinado rolamento. Como regra, você pode determinar o fluxo de óleo máximo, acima do qual nenhuma redução significativa de temperatura é obtida, usando

Qmáx. = (D x B) / 12.500

onde
Qmáx.fluxo de óleo máximo [l/min]
Ddiâmetro externo do rolamento [mm]
Blargura do rolamento [mm]

Verificações adicionais relacionadas à temperatura

Após estimar a temperatura operacional, verifique se:

  • a suposição de temperatura para calcular a vida útil do rolamento (viscosidade operacional) estava correta
  • a seleção do lubrificante e os limites de temperatura
  • o intervalo de troca de óleo ou graxa
  • os limites de material da vedação e da gaiola
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