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Considerações de design

Verificação do deslocamento axial

A folga interna real pode limitar o deslocamento axial possível. O desalinhamento reduz o deslocamento axial possível. Portanto, o deslocamento axial real deve ser verificado.

1. Determine o deslocamento axial necessário

  • A expansão térmica do eixo pode ser estimada usando-se
    sreq = α L ΔT
  • Quando for preciso levar em consideração efeitos adicionais, talvez sejam necessários testes ou simulação avançada.

2. Determine o desalinhamento máximo

  • Estime o desalinhamento β dos assentos de caixa de mancal com base nas tolerâncias especificadas.
  • Quando for preciso levar em consideração efeitos adicionais, talvez sejam necessários testes ou simulação avançada.

3. Verifique o deslocamento axial permitido

Verifique o deslocamento axial permitido em ambas as direções, dependendo do rolamento usado.

  • rolamento aberto com gaiola (fig. 1)
  • rolamento com número máximo de rolos e anel de retenção (fig. 2)
  • rolamento vedado (fig. 3)

sreq < s1 - β k1 B

ou

sreq < s2 - β k1 B

Onde sreq for muito grande, considere montar com deslocamento.

4. Verifique a folga interna

  • Determine a redução de folga causada por deslocamento axial.
    Clearance reduction caused by axial displacement
  • Determine o valor da redução do deslocamento dos outros efeitos e avalie a folga residual (→ Seleção de folga interna inicial).

Símbolos

Blargura do rolamento [mm]
Cvermelho
redução da folga radial como resultado de um deslocamento axial a partir de uma posição centrada [mm]
k1
fator de desalinhamento (→ tabela de produtos)
Lcomprimento do eixo entre rolamentos [mm]
s1limite de deslocamento axial em rolamentos com gaiola (fig. 1) ou rolamentos com número máximo de rolos (fig. 2) quando há deslocamento do anel de retenção [mm] (→ tabela de produtos)
s2limite de deslocamento axial em rolamentos vedados (fig. 3) e com número máximo de rolos (fig. 2) quando há deslocamento em direção à vedação ou ao anel de retenção respectivamente [mm] (→ tabela de produtos)
sreqdeslocamento axial necessário a partir de uma posição central [mm]
αcoeficiente térmico de expansão [°C-1]
= 12 x 10-6 para aço
βdesalinhamento [ ]
ΔTdiferença de temperatura [°C]

Exemplo de cálculo

Aplicação (fig. 4):
  • Rolamento C 3040
    - d = 200 mm
    - D = 310 mm
    - B = 82 mm
    - Folga normal: mín. 170 μm
    - s1 = 15,2 mm
    - k1 = 0,123
    - k2 = 0,095
  • Comprimento do eixo L = 3 000 mm
  • Faixa de temperatura para o eixo: de 20 a 90 °C (70 to 195 °F)
  • Desalinhamento máx.: 0,46°

Verificação do deslocamento axial:

  1. Deslocamento axial necessário
    sreq = α L ΔT
    sreq = 12 x 10-6 x 3.000 x (90 - 20) = 2,5 mm
  2. Desalinhamento máx.
    Entrada fornecida: 0,46°
  3. Verificação do deslocamento axial permitido
    sreq < s1 - β k1 B
    2,5 < 15,2 - 0,46 x 0,123 x 82 ≈ 10,5
    → OK
  4. Verificação da folga interna
    Clearance reduction caused by axial displacement
    Calculation example
    Folga interna mín. quando o rolamento é deslocado
    170 - 7 = 163 μm

    Determine a redução da folga causada por outros efeitos (p.ex., ajuste interferente, diferença de temperatura entre anéis internos e externos) e avalie a folga residual (→ Seleção de folga interna inicial)
Espaço livre nas duas laterais do rolamento

Para permitir o deslocamento axial do eixo em relação ao mancal, é necessário espaço livre em ambas as laterais do rolamento, conforme indicado na fig. 5. O valor da largura desse espaço livre baseia-se:

  • no valor Ca (→ tabela de produtos)
  • no deslocamento axial dos anéis do rolamento da posição central durante a operação
  • no deslocamento dos anéis causado por desalinhamento

Cálculo do espaço livre necessário em ambos os lados do rolamento

Careq = Ca + 0,5 (s + β k1 B)

onde

Blargura do rolamento [mm]
Calargura mínima do espaço necessário nos dois lados do rolamento [mm] (→ tabela de produtos)
Careqlargura do espaço necessário nos dois lados do rolamento [mm]
k1fator de desalinhamento (→ tabela de produtos)
sdeslocamento axial relativo dos anéis, por exemplo, expansão térmica do eixo [mm]
βdesalinhamento [°]
Montagem de deslocamento

Quando houver a expectativa de grandes mudanças térmicas no comprimento do eixo, é possível montar o anel interno deslocado em relação ao anel externo, até o limite do deslocamento axial s1 ou s2 (fig. 6) no sentido oposto do deslocamento axial esperado (fig. 7). O deslocamento axial permitido estendido é usado, por exemplo, nos arranjos de rolamentos autocompensadores de cilindros secadores em máquinas de papel.

Rolamentos montados sobre buchas

Os rolamentos de rolos toroidais CARB® com um furo cônico podem ser montados com:

  • uma bucha de fixação em eixos planos ou escalonados (fig. 8 ou fig. 9):
    • As buchas de fixação são fornecidas completas com um dispositivo de trava.
    • Use os conjuntos de buchas de fixação SKF adequados para proteger o dispositivo de trava da interferência com a gaiola (→ tabela de produtos).
  • uma bucha de desmontagem em eixos escalonados (fig. 10)

Verifique o deslocamento axial com cuidado, pois pode ser que s1 (→ tabela de produtos) não seja totalmente atingido.

Para obter mais informações sobre buchas, consulte Acessórios de rolamentos.

Caixas de mancal apropriadas

As caixas de mancal padrão SKF estão disponíveis para quase todos os rolamentos de rolos toroidais CARB® das séries de diâmetro C 30, C 31, C 22 e C 23.

Os dois arranjos comuns ao usar caixas de mancal padrão são:

  • Rolamentos de rolos toroidais CARB® com furo cônico em uma bucha de fixação e em um eixo plano
  • Rolamentos de rolos toroidais CARB® com furo cilíndrico em um eixo escalonado

A variedade abrangente de caixas de mancal SKF é fornecida nas tabelas a seguir:

  • caixas de mancal bipartidas (tabela 1)
  • Caixas de mancal não bipartidas (tabela 2)
  • Caixas de mancal específicas para uma aplicação (tabela 3)
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