Ferramenta de engenharia gratuita #047
Calculadora de Carga Mínima do Rolamento
Calcule a carga radial mínima necessária para evitar o deslizamento do rolo/esfera. Insira as dimensões do rolamento, a velocidade e o tipo de lubrificação.
Resultados
Fórmula de carga mínima (simplificada)
A carga radial mínima para evitar derrapagens é estimada em:
- kr — fator de carga mínima da tabela de produto do fabricante’s (tipicamente ≈ 0.025 para rolamentos rígidos de esferas; valores equivalentes mais elevados para rolamentos de rolos — ver tabela abaixo)
- ν — viscosidade cinemática na temperatura de operação (mm²/s)
- n — velocidade de rotação (RPM)
- dm — diâmetro médio do rolamento = (d + D) / 2 (mm)
- Para lubrificação com massa, esta calculadora multiplica adicionalmente o resultado por um fator conservador de 1.5, uma vez que os rolamentos lubrificados com massa necessitam de uma carga mínima mais elevada
Diâmetro médio
Valores típicos de kr
| Tipo de rolamento | kr |
|---|---|
| Rolamento de esferas de ranhura profunda | ≈ 0.025 |
| Rolamento de esferas de contato angular | ≈ 0.03 |
| Rolamento de rolos cilíndricos | ≈ 0.25 |
| Rolamento de rolos cônicos | ≈ 0.25 |
| Rolamento de rolos esféricos | ≈ 0.3 |
k do rolamento de esferasr os valores são típicos de tabelas de produto de fabricantes (por exemplo, a SKF indica kr por rolamento, aproximadamente 0.02–0.06 para rolamentos rígidos de esferas). Para rolamentos de rolos, os fabricantes usam relações dedicadas de carga mínima (por exemplo, Frm ≈ 0.02 × C0 ou fórmulas baseadas na velocidade); os fatores de rolos acima são equivalentes aproximados para que esta fórmula simplificada reproduza a mesma ordem de grandeza. Verifique sempre o valor exato na tabela de produto do rolamento.
Exemplo prático
Dado: d = 40 mm, D = 80 mm, n = 3000 RPM, ν = 20 mm²/s, kr = 0,025, lubrificação a óleo
dm = (40 + 80) / 2 = 60 mm
Fmin = 0.025 × (20 × 3000 / 1000)2/3 × (60 / 100)²
= 0.025 × 15.33 × 0.36 = 0.14 kN (≈ 140 N)
Validação cruzada com a regra simples Fmin ≈ 0.01 × C0: para um rolamento 6208 (C0 ≈ 17,8 kN) obtém-se ≈ 0,18 kN — a mesma ordem de grandeza.
⚠️ Nota: Esta é uma estimativa simplificada. Para aplicações críticas, consulte as diretrizes específicas de carga mínima do fabricante do rolamento. A carga mínima real depende da folga interna, do tipo de gaiola e das propriedades do lubrificante.
Os rolamentos de corpos rolantes necessitam de uma carga mínima para garantir o contacto de rolamento adequado. Sem carga suficiente, as esferas ou rolos podem escorregar (derrapar) em vez de rolar, causando danos por arrastamento de material (smearing), aumento de calor e falha prematura.
O escorregamento (skidding) ocorre quando a força de atrito é insuficiente para manter o contacto de rolamento. Isto acontece a velocidades elevadas com cargas leves, especialmente com lubrificação a massa. Os corpos rolantes aceleram na zona sem carga e desaceleram na zona carregada, provocando deslizamento.
O fator kr está listado nas tabelas de produtos do fabricante do rolamento. Os valores típicos são cerca de 0.025 para rolamentos rígidos de esferas e 0.03 para rolamentos de esferas de contacto angular. Os rolamentos de rolos necessitam de cargas mínimas proporcionalmente mais elevadas (os fabricantes indicam frequentemente Frm ≈ 0.02 C0), pelo que esta calculadora utiliza fatores equivalentes mais elevados de cerca de 0.25–0.3 para os tipos de rolos.
Sim. Os rolamentos lubrificados com massa requerem geralmente cargas mínimas mais elevadas (fator ≈ 1,5×) do que os lubrificados a óleo, porque a massa lubrificante apresenta maior resistência viscosa, especialmente no arranque e a baixas temperaturas.
Se a carga real for inferior ao mínimo, considere: aplicar uma pré-carga (mola axial), utilizar uma disposição de rolamentos mais pesada, aumentar a carga transmitida ou mudar para um tipo de rolamento com menores requisitos de carga mínima. As anilhas de mola são comuns em veios verticais.
Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipa da Vibromera com o Balanset-1A, um equilibrador de dois canais e analisador de vibrações portátil para equilibragem de rotores no local.
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