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O que é folga do rolamento? Folga interna e ajuste.

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Entendendo a folga dos rolamentos

Definição: O que é folga em rolamentos?

folga do rolamento A folga interna (também chamada de folga do rolamento) é a distância total que um anel do rolamento pode ser deslocado em relação ao outro anel na direção radial (folga radial) ou na direção axial (folga axial) antes que os elementos rolantes entrem em contato com ambas as pistas simultaneamente. Em termos mais simples, é a quantidade de "folga" ou "jogo" incorporado a um rolamento antes da montagem, permitindo a expansão térmica, a deflexão da carga e os efeitos do ajuste por interferência.

A folga adequada nos mancais é crucial para o desempenho ideal dos mesmos, influenciando a distribuição de carga, o atrito, o ruído, a precisão de funcionamento e a vida útil. Folga insuficiente causa superaquecimento e falha prematura; folga excessiva causa ruído., vibração, e posicionamento impreciso do eixo.

Tipos de folga em rolamentos

1. Folga Interna Radial

O tipo mais comumente especificado:

  • Definição: Distância que a pista interna pode percorrer radialmente em relação à pista externa.
  • Medição: Com uma das pistas fixa, meça o deslocamento radial máximo da outra pista.
  • Valores típicos: 5-50 micrômetros (0,0002-0,002 polegadas) para rolamentos de pequeno a médio porte.
  • Efeitos: Rigidez radial, distribuição de carga, precisão de funcionamento radial

2. Folga interna axial

Importante para certos tipos de rolamentos:

  • Definição: Distância que a pista interna pode se mover axialmente em relação à pista externa.
  • Relevante para: Rolamentos de contato angular, rolamentos de rolos cônicos
  • Ajuste: Geralmente ajustável por meio de calços ou aperto de porcas.
  • Efeitos: Rigidez axial, pré-carga, capacidade de empuxo

Classificações de autorização

Os rolamentos são fabricados com classes de folga padronizadas:

Grupos de Liberação ISO

  • C2: Folga menor que o normal (mais apertada)
  • CN (Normal): Folga padrão para a maioria das aplicações
  • C3: Folga maior que o normal (mais solta)
  • C4: Folga maior que C3 (ainda mais folgada)
  • C5: Folga superior a C4 (folga padrão máxima)

Critérios de seleção

Selecione a autorização adequada com base na aplicação:

  • C2 (Apertado): Aplicações com baixo nível de ruído, mínima necessidade de desalinhamento do eixo, baixas temperaturas de operação.
  • CN (Normal): Padrão para a maioria das aplicações industriais gerais
  • C3 (Solto): Ajustes com alta interferência, altas temperaturas de operação, cargas pesadas, rolamentos de rolos esféricos
  • C4, C5: Temperaturas muito elevadas, ajustes com interferência muito acentuada, rolamentos grandes com expansão térmica significativa.

Fatores que afetam a folga operacional

Folga inicial versus folga operacional

A folga varia da instalação à operação:

Fatores de redução de folga

  • Ajuste por interferência (eixo): O encaixe apertado no eixo expande a pista interna, reduzindo a folga (tipicamente 70-80% de interferência).
  • Ajuste por interferência (carcaça): O encaixe apertado na carcaça comprime o anel externo, reduzindo a folga (tipicamente 10-20% de interferência).
  • Temperatura de operação: A pista interna (que gira com o eixo) normalmente fica mais quente que a pista externa, e a expansão diferencial reduz a folga.
  • Carregar: A carga aplicada deforma elasticamente os anéis de vedação, reduzindo a folga efetiva.

Fatores que aumentam a folga

  • Desgaste do rolamento: A remoção de material aumenta a folga ao longo do tempo.
  • Deformação plástica: A formação de marcas ou amassados aumenta a folga.
  • Aumento da proporção racial: A interferência inadequada permite que as pistas girem em seus encaixes, desgastando os sulcos.

Cálculo da folga operacional

A autorização operacional final deve levar em consideração todos os efeitos:

  • Folga operacional = Folga inicial – Redução de ajuste – Redução térmica + Desgaste
  • Um projeto adequado garante que a folga operacional final seja de pequeno valor positivo.
  • Folga operacional zero ou negativa causa pré-carga, aumentando o atrito e o calor.

Efeitos da limpeza incorreta

Folga insuficiente (rolamento apertado)

  • Atrito excessivo: Altas cargas de contato aumentam o atrito e a geração de calor.
  • Superaquecimento: Pode atingir temperaturas destrutivas (> 120°C)
  • Fadiga prematura: Cargas elevadas aceleram a fadiga dos rolamentos e reduzem sua vida útil.
  • Barulho: Rolamentos apertados podem produzir ruídos agudos.
  • Risco de convulsões: Casos extremos podem levar a convulsões.

Folga excessiva (rolamento solto)

  • Carga de impacto: Os elementos rolantes impactam as pistas sob inversão de carga.
  • Barulho: Sons audíveis de chocalho ou batidas
  • Vibração: Aumento da vibração devido a impactos e distribuição não uniforme da carga.
  • Precisão reduzida: Excessivo desvio do eixo e erros de posicionamento
  • Desgaste acelerado: Cargas de impacto e deslizamento aceleram o desgaste.
  • Danos na gaiola: Folga excessiva pode danificar a gaiola.

Métodos de medição

Antes da instalação (rolamento não montado)

Medição da folga radial

  • Apoie a pista externa e aplique uma pequena carga radial na pista interna.
  • Meça o deslocamento com o indicador de mostrador.
  • Valores típicos: 10-30 µm para rolamentos médios
  • Compare com as especificações do fabricante.

Método de percepção (qualitativo)

  • Segure uma das linhas e mova a outra manualmente.
  • Técnicos experientes podem avaliar se a folga é adequada.
  • Não é preciso, mas é útil para uma verificação rápida.

Após a instalação

Método de deslocamento axial

  • Para rolamentos montados, aplique força axial.
  • Medir o deslocamento axial (relacionado à folga radial)
  • Requer acesso à extremidade do eixo.

Análise de vibração

  • Folgas excessivas se manifestam como aumento da vibração de alta frequência.
  • Assinaturas de impacto em forma de onda temporal
  • Alterações nas frequências naturais de azimute

Diretrizes de Seleção de Autorização de Segurança

Considerações sobre o aumento da temperatura

  • Estimativa do aumento da temperatura do rolamento (normalmente 20-60°C acima da temperatura ambiente).
  • Calcule a expansão diferencial entre as pistas interna e externa.
  • Selecione a folga inicial para proporcionar a folga operacional ideal.
  • Regra prática: redução de folga de 1 µm por diferença de temperatura de °C para rolamentos com furo de 100 mm.

Compensação de ajuste por interferência

  • Ajuste preciso do eixo: Use C3 ou C4 para compensar a expansão da pista interna.
  • Ajuste de eixo solto: CN ou C2 podem ser adequados.
  • Os efeitos do ajuste da carcaça são normalmente menos significativos do que os do ajuste do eixo.

Seleção específica para a aplicação

  • Aplicações de precisão: C2 ou CN para mínima oscilação
  • Motores elétricos: C3 é comum devido ao encaixe apertado do eixo e ao aumento de temperatura.
  • Serviço em Altas Temperaturas: C4 ou C5 para levar em conta a expansão térmica.
  • Cargas pesadas: C3 ou C4, alguma redução de folga sob carga aceitável

Relação com vibração e diagnóstico

Efeito nas características de vibração

  • Folgas excessivas produzem respostas de vibração não lineares.
  • Múltiplos harmônicos de carga de impacto
  • Ruído de alta frequência em banda larga
  • Vibração errática não proporcional à velocidade

Indicadores de Diagnóstico

  • O aumento do nível geral de vibração ao longo do tempo sugere desgaste, aumentando a folga.
  • Impactos de alta frequência indicam folga excessiva.
  • Alterações na rigidez do rolamento afetam velocidades críticas
  • O monitoramento de temperatura revela rolamento apertado (alta temperatura) em vez de normal.

A folga do rolamento é uma especificação crítica que deve ser selecionada e verificada corretamente para garantir o desempenho ideal do rolamento. Compreender como a folga afeta a vibração, o ruído e a vida útil do rolamento permite uma melhor seleção do rolamento, práticas de instalação adequadas e uma interpretação diagnóstica eficaz da condição do rolamento.

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Categorias: GlossárioDiagnóstico de vibração
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