Entendendo o desgaste dos rolamentos
Definição: O que é desgaste de rolamento?
Desgaste do rolamento O desgaste é a perda progressiva de material das superfícies dos rolamentos (pistas, elementos rolantes e gaiola) por meio de processos mecânicos como abrasão, adesão, corrosão ou fadiga superficial. Ao contrário das falhas repentinas por lascamento por fadiga, o desgaste dos rolamentos é um processo de degradação gradual que aumenta progressivamente. folgas dos rolamentos, reduz a precisão e, em última instância, leva à falha funcional quando as folgas se tornam excessivas ou os danos à superfície se tornam severos.
O desgaste dos rolamentos é detectável através de vibração O monitoramento (aumento do conteúdo de alta frequência e dos níveis gerais), o monitoramento da temperatura (alterações no atrito) e a inspeção física (padrões de desgaste visíveis, aumento da folga) são essenciais. A compreensão dos mecanismos de desgaste permite a seleção adequada de rolamentos, práticas de lubrificação e estratégias de manutenção.
Mecanismos de desgaste de rolamentos
1. Desgaste abrasivo
O mecanismo de desgaste mais comum em rolamentos industriais:
- Causa: Partículas duras (sujeira, lascas de metal, detritos de desgaste) entrando no rolamento
- Processo: As partículas retidas entre os elementos rolantes e as pistas atuam como um composto abrasivo.
- Resultado: Material removido de superfícies mais macias (geralmente pistas de rolamento), criando sulcos ou marcas de desgaste polidas.
- Avaliar: Proporcional ao nível de contaminação e à dureza das partículas
- Prevenção: Práticas eficazes de vedação, filtragem e montagem limpa.
2. Desgaste adesivo (arranhões)
Ocorre em condições de lubrificação limite ou contato seco:
- Causa: Lubrificação inadequada permitindo contato metal-metal
- Processo: Soldagem e rasgo microscópicos nos pontos de contato
- Resultado: Superfícies ásperas e descoloridas; transferência de material entre pistas e elementos rolantes.
- Progressão: Pode escalar rapidamente após o início.
- Prevenção: Quantidade e qualidade adequadas de lubrificação
3. Desgaste por fricção (Falso Brinelling)
Ocorre em mancais estacionários ou oscilantes:
- Causa: Movimento oscilatório de pequena amplitude enquanto o rolamento não está girando (vibração durante o transporte ou armazenamento)
- Processo: O microdeslizamento entre os elementos rolantes e as pistas cria detritos de óxido.
- Resultado: Depósitos castanho-avermelhados em áreas de contato e depressões rasas.
- Visual: Aparência semelhante à verdadeira brinelling, mas sem deformação permanente.
- Prevenção: Isolamento de vibração durante o armazenamento/transporte, leve rotação do rolamento ou pré-carga adequada.
4. Desgaste Corrosivo
- Causa: Umidade, produtos químicos ou ambientes agressivos
- Processo: Ataque químico que causa corrosão e rugosidade superficial.
- Resultado: Depósitos cor de ferrugem, superfícies ásperas, perda de material
- Comum em: Processamento de alimentos, ambientes marinhos, fábricas de produtos químicos
- Prevenção: Rolamentos resistentes à corrosão, vedação eficaz, seleção adequada de lubrificante
5. Desgaste Erosivo
- Causa: Fluxo de fluido de alta velocidade transportando partículas
- Comum em: Lubrificantes contaminados em sistemas de circulação
- Resultado: Superfícies suavemente erodidas, remoção de material
- Prevenção: Filtragem, lubrificantes limpos, projeto de vedação adequado
Sintomas de vibração que indicam desgaste do rolamento
Mudanças graduais
O desgaste produz alterações vibratórias progressivas características:
- Aumentando o nível geral: A vibração RMS total aumenta gradualmente.
- Conteúdo de alta frequência: Mais energia na faixa de alta frequência (> 1000 Hz)
- Ruído de banda larga: Nível de ruído elevado em todo o espectro.
- Vários picos pequenos: Em vez de uma única frequência de defeito dominante
- Perda de rastreamento: O pico 1× pode se tornar menos proeminente em relação às frequências mais altas.
Diferenciando desgaste de defeitos
| Característica | Defeito localizado (lasca) | Desgaste geral |
|---|---|---|
| Frequências de falha | Picos claros de BPFO, BPFI e BSF | Não há frequências de defeitos claras |
| Aparência do espectro | Picos discretos com harmônicos | Nível de ruído elevado e amplo |
| Progressão | Crescimento exponencial da amplitude | aumento linear gradual |
| Análise de Envelope | Resposta forte, picos nítidos | Aumento moderado da banda larga |
| Hora do fracasso | Semanas a meses após a detecção | Meses a anos de degradação gradual |
Métodos de detecção
Monitoramento de vibração
- Tendência dos níveis gerais de RMS ao longo do tempo
- Monitorar aceleração de alta frequência (HFD – Indicador de Defeito de Alta Frequência)
- Fator de crista pode permanecer relativamente normal (ao contrário do lascamento, onde aumenta)
- Curtose Não apresenta mudanças drásticas (desgaste distribuído versus impactos discretos).
Monitoramento de temperatura
- Tendência da temperatura do rolamento
- O desgaste geralmente causa aumento de temperatura devido ao maior atrito.
- Aumento gradual (2-5°C/ano) indica desgaste progressivo.
- Saltos repentinos sugerem uma transição para danos mais graves.
Monitoramento por ultrassom
- As emissões ultrassônicas aumentam com a rugosidade da superfície.
- Eficaz para detectar desgaste em estágio inicial.
- Instrumentos portáteis de ultrassom para inspeções baseadas em rotas
Análise de óleo
- Detritos de desgaste em amostras de óleo
- Contagem e análise de partículas
- Ferrografia mostrando as características das partículas de desgaste
- O aumento da concentração de partículas indica desgaste progressivo.
Causas e fatores contribuintes
Relacionado à lubrificação
- Quantidade insuficiente de lubrificante (falta de lubrificação)
- Viscosidade inadequada do lubrificante para as condições de operação.
- Lubrificante contaminado (partículas, água, produtos químicos)
- Lubrificante degradado (oxidação, perda de aditivos)
- Intervalos inadequados de relubrificação
Condições de operação
- Cargas excessivas nos apoios (estáticas ou dinâmicas)
- Altas temperaturas de operação
- Ambiente contaminado
- Vedação inadequada permite a entrada de partículas.
- Vibração proveniente de fontes externas (equipamentos próximos)
Instalação e Manutenção
- Instalação inadequada causando desalinhamento
- Seleção incorreta da folga do rolamento
- Contaminação durante a instalação
- Lacres danificados permitem a entrada de contaminantes.
Prevenção e prolongamento da vida
Melhores práticas de lubrificação
- Utilize o tipo e a viscosidade de lubrificante corretos para a aplicação.
- Mantenha o nível adequado de lubrificante (nem muito, nem pouco).
- Estabeleça intervalos adequados para a relubrificação.
- Monitore a condição do lubrificante e substitua-o quando estiver degradado.
- Utilize práticas de higiene durante a lubrificação.
Controle de Contaminação
- Vedação eficaz para impedir a entrada de partículas.
- Práticas de instalação limpas
- Sistemas de lubrificação filtrada, quando aplicável.
- Controles ambientais (enclausuramentos, pressão positiva)
- Inspeção regular e substituição de vedação
Gestão das Condições Operacionais
- Operar dentro dos limites de projeto do rolamento (carga, velocidade, temperatura).
- Mantenha um bom equilíbrio para minimizar cargas dinâmicas
- Garantir a precisão alinhamento para evitar o carregamento das bordas
- Controle as temperaturas de operação por meio de resfriamento, se necessário.
O desgaste dos rolamentos, embora gradual e menos drástico do que falhas repentinas por lascamento, representa uma parcela significativa da deterioração dos rolamentos em serviço industrial. A lubrificação adequada, o controle da contaminação e o monitoramento da condição permitem a detecção precoce e possibilitam a substituição planejada dos rolamentos antes que o desgaste progrida para a falha funcional, otimizando tanto a confiabilidade do equipamento quanto os custos de manutenção.
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