ED - Rolamentos (Elementos de Máquinas), Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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CENTRO DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS

ETEP Faculdades

Elementos de Máquinas I

ROLAMENTOS

ALUNO 1 : Henrique Aragão de Almeida R.A.:

ALUNO 2 : Louise Marianno Silva Siqueira R.A.:

Prof. Dr. Liomar de O. Cachuté

São José dos Campos

SUMÁRIO

Pág.

1 INTRODUÇÃO.........................................................................................................

2 OBJETIVOS DO TRABALHO……...........................................................................

3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...................................................................................

4 ESCLARECIMENTO…….... ........................................................................................

4.5 – Principais defeitos e respectivas causas ...............................................................

4.6 - Vantagens e Desvantagens dos Rolamentos..........................................................

4.7 - Manutenção dos Rolamentos..................................................................................

5 CONCLUSÃO ..............................................................................................................

6 REFERÊNCIAS .............................................................................................................

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1 – Cavalo de Troia sobre tocos de rolamentos ............................................. 05

Figura 2 – Rolamentos................................................................................................

Figura 3 – Rolamento fixo de uma carreira.................................................................

Figura 4 – Rolamento de Agulha................................................................................ 13

Figura 5 – Manutenção pela Audição......................................................................... 15

Figura 6 – Manutenção pelo Tato............................................................................... 16

1 INTRODUÇÃO

Quando falamos em rolamentos, quase sempre lembramos de nossa infância, quando utilizávamos este elemento de máquina como rodas nos “carrinhos de

rolimã”. Mas este é apenas um pequeno exemplo de sua ampla aplicação. Historicamente podemos apontar diversas situações de aplicação dos rolamentos, facilitando o trabalho de diversas civilizações, em diversas formas e necessidades. Ninguém sabe ao certo quem criou o rolamento, mas podemos afirmar que ele foi inventado e aperfeiçoado, visto que ao longo dos anos as máquinas tiveram de reduzir o atrito provocado pelos contatos que dois materiais causavam quando eram locomovidos. Os egípcios são um dos povos antigos no qual podemos evidenciar a aplicação do conceito de rolamento, para facilitar a construção de seus inúmeros monumentos, onde foram usados rolos de madeiras para transportar pedras de grande peso. Há inclusive uma ilustração datada de cerca de 1.800 A.C., que mostra um egípcio na ponta da pedra entornando um lubrificante no chão. Essa ilustração é frequentemente referida como a mais antiga figura de um “engenho de lubrificação” trabalhando. Outro grande exemplo na historio, poderia ser o Cavalo de Troia. Visualizando a ilustrada na figura 1, onde inúmeras toras de madeira eram colocadas em fileira, e a pedra era empurrada sobre elas. Neste caso, quando a última madeira perdia contato com a pedra, ela era removida e colocada na frente da pedra para continuar rolando até o local final.

Figura 1 – Cavalo de Troia sobre tocos de rolamentos Por mais estranho que possa parecer, este sistema é utilizado até hoje, lógico que as toras foram substituídas por roletes de aço, mas para movimentar máquinas pesadas de um ponto A para um ponto B é uma solução.

Alguns situam o início do uso deste conceito por volta do ano 4.000 A.C., ajudando os Scandinavos a deslizar com seus trenós. Através de pictografias existentes na Noruega podemos ver uma estrutura formada por madeiras com rodas que se assemelhava a um trenó. Outros historiadores preferem apontar o seu início por volta de 3.500 A.C., quando os Sumérios utilizaram um cubo de roda construído em madeira montado sobre um eixo também de madeira, conforme uma ilustração de uma biga usada por este povo.

Deste o inicio de sua utilização até os dias de hoje, poderíamos citar inúmeras evidências de aplicações, assim como inúmeras formas de aplicações ao longo dos anos e sua respectiva evolução.

O rolamento é um elemento de máquina muito importante e está em constante processo de aprimoramento.

3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

O conceito dos rolamentos atuais ou a ideia fundamental do rolamento está relacionado à redução do atrito e a consequente economia de energia. A concretização técnica deste princípio básico foi imposta com o surgimento das bicicletas em meados do século XIX, quando a necessidade de se economizar força podia ser sentida no próprio corpo. O desenvolvimento dos primeiros “rolamentos de esferas” recebeu um grande impulso graças à bicicleta. Após algumas mutações nos projetos, desenvolveu-se o assim chamado “rolamento tipo cone”. Eram “rolamentos de esferas” em que seus anéis formavam a figura de um cone. Foram considerados como a solução adequada para cubos de rodas e pedaleiros. Não admira, portanto, que um “rolamento tipo cone ajustável“ tenha, no fim do século passado, substituído o mancal deslizante até então utilizado nas rodas dos veículos. O baixo índice de atrito e a maior segurança de funcionamento foram os fatores determinantes para a introdução dos “rolamentos”. O rolamento hoje em dia, está quase sempre associado a um em eixos e ou mancal. Estes estão sempre trabalhando quase sempre em conjuntos mecânicos, buscando a facilidade na diminuição de esforços e energia em suas aplicações. A evolução dos rolamentos é constante e novos produtos mais adequados às necessidades dos clientes vão surgindo. É importante ressaltar também a pesquisa de novas matérias-primas, como poliamida e cerâmica. Enfim o “rolamento” do século XXI, já está entrando nas pranchetas de hoje.

4 ESCLARECIMENTO

4.1 ROLAMENTOS

Figura 2 – Rolamentos

4.2 APLICAÇÕES

Benefícios do mundo real têm sido demonstrados em aplicações severas que incluem rolamentos usados em trem de pouso de aviões, transmissões de equipamentos pesados e laminadores industriais.

Os rolamentos de rolos cônicos são amplamente usados tanto no conjunto do trem de pouso do bico da aeronave, quanto no trem de pouso principal. Tanto nas aeronaves comerciais e militares, esses rolamentos suportam altas cargas radiais conforme o avião está taxiando. Durante os pousos, os rolamentos estão sujeitos a cargas por impacto combinadas com aceleração muito rápida.

Exemplo de aplicações:

Motores elétricos, alternadores, ventilação industrial, compressores, bombas de aquecimento, secadoras, instalações frigoríficas, foto-copiadoras, carregadores de acumuladores, máquinas têxteis, compressores de esteiras mecânicas, motores elétricos e aparelhos eletrodomésticos.

Rolamentos composto por elementos girantes cônicos são úteis para aplicações em cargas combinadas.

Exemplos de aplicações: Eixos de redutores, mudança de transmissão com pinhão cônico, bombas, compressores, indústrias papeleiras.

Rolamentos com carreira dupla e elementos girantes do tipo esférico, tipo contato radial e de contato angular, substituem rolamentos com carreira simples visando suportar maiores cargas radiais e cargas axiais nos dois sentidos.

Exemplos de aplicações:

Admite cargas axiais somente em um sentido e deve sempre ser montado contra outro rolamento que possa receber a carga axial no sentido contrário.

4.3.3 - Rolamentos auto compensador de esferas

É um rolamento de duas carreiras de esferas com pistas esféricas no anel externo o que lhe confere a propriedade de ajustagem angular.

4.3.4 - Rolamento de rolo cilíndrico

É apropriado para cargas radiais elevadas, o que facilita a montagem e desmontagem.

Figura 3 – Rolamento fixo de uma carreira

4.3.5 - Rolamento auto compensador de uma carreira de rolos

É particularmente indicado para construções em exige uma grande capacidade para suportar carga radial e a compensação de falhas de alinhamento.

4.3.6 - Rolamentos auto compensador de duas carreiras de rolos

São rolos de grande diâmetro e comprimento. Devido ao alto grau de oscilação entre rolos e pistas, existe uma distribuição de carga.

4.3.7 - Rolamentos de rolos cônicos

Além de cargas radiais estes também suportam cargas axiais em um sentido, tornando-se necessário montar anéis aos pares, um contra o outro.

4.3.8 - Rolamento axial de esfera

Ambos os tipos de rolamentos axiais de esfera (escora simples e escora dupla) admitem elevadas cargas axiais, mas não podem ser submetidos a cargas radiais. Para que as esferas sejam guiadas firmemente em suas pistas, é necessária a atuação permanente de uma carga axial mínima.

4.3.9 - Rolamento axial auto compensador de rolos

Possui grande capacidade de carga axial devido à disposição inclinada dos rolos, também pode suportar consideráveis cargas radiais. A pista esférica do anel da caixa confere ao rolamento a propriedade de alinhamento angular, compensando possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo.

4.3.10 - Rolamento de Agulha

Possui uma seção transversal muito fina em comparação com os rolamentos

de rolos comuns, utilizados especialmente quando o espaço radial é limitado.

Figura 4 – Rolamento de Agulha

4.3.11 - Rolamentos de Proteção

São assim chamados os rolamentos que, em função das características de trabalho, precisam ser protegidos ou vedados.

A vedação é feita por placas.

4.4 - Cuidados com os Rolamentos

Na troca de rolamentos, deve-se tomar muito cuidado, verificando sua procedência e seu código correto. Antes da instalação é preciso verificar os catálogos dos fabricantes e das máquinas, seguindo as especificações recomendadas. Na montagem devem ser tomados os seguintes cuidados:

• Verificar se as dimensões do eixo e do cubo estão corretas;
• Usar o lubrificante recomendado pelo fabricante;
• Remover rebarbas;
• No caso de reaproveitamento do rolamento, deve-se lavá-lo e lubrificá-lo para evitar oxidação;
• Não usar estopa nas operações de limpeza;
• Trabalhar em ambiente livre de pó e umidade.

4.5 – Principais defeitos e respectivas causas

• Desgaste – pode ser causada por deficiência de lubrificação, presença de partículas abrasivas, oxidação, desgaste por patinação, desgaste por brinelamento:
• Fadiga – a origem desta está no deslocamento da peca, ao girar em falso.
• Falhas mecânicas – o brinelamento é caracterizado por depressões correspondentes aos roletes ou esferas nas pistas do rolamento. Resulta de aplicação da pré carga, sem girar o rolamento, ou da prensagem do rolamento com excessos de interferência.
• (^) Goivagem é defeito semelhante ao anterior, mas provocado por partículas estranhas que ficam prensadas pelo rolete ou esfera nas pistas.
• Sulcamento é provocado pela batida de uma ferramenta qualquer sobre a

Obs.: a verificação pela audição pode ser melhorada com o auxílio de um bastão ou uma chave de fenda contra o alojamento onde se encontra o rolamento e encostando o ouvido na outra extremidade, livre, do bastão ou cabo da chave. Ou através de um estetoscópio eletrônico, que facilitará a identificação dos tipos de som.

Figura 6 – Manutenção pelo Tato Além dos ruídos, outro indicador pode ser a temperatura do rolamento. Podendo ser verificada por maio de termômetros digitais, facilitando a operação ou também pela aplicação de giz sensitivo, ou simplesmente colocando a mão sobre o alojamento do rolamento constatando um aumento da temperature. Se a temperatura estiver mais alta que o normal ou sofrer constantes oscilações, isso pode significar algum problema, como:

• Lubrificação deficiente;
• Lubrificação em excesso;
• Presença de sujeiras;
• Excesso de cargas;
• Folga interna muito pequena;
• Inicio de desgaste;
• Rolamento “preso” auxiliarmente;
• Excesso de pressão nos retentores;
• Calor proveniente de fonte externa. É importante salientar que ocorre um aumento natural na temperatura, durante um ou dois dias, após a lubrificação correta de um rolamento. Outros pontos a serem inspecionados são: vedação, nível de lubrificação e seu estado em quanto a presença de sujeiras.

5 CONCLUSÃO

Neste trabalho tentamos abordar um pouco da história, diversidade de tipos e suas características, aplicações e a grande importância dos rolamentos. Por fim algum comentário sobre as gaiolas dos rolamentos. O tema rolamentos é muito extenso e há muito por falar, o que não foi possível abordado em completa extensão neste trabalho, mesmo assim podemos observar sua grande importância nas aplicações de equipamentos de diversas aplicações como elemento de máquina, influenciando diretamente no escopo proposto de

matéria de Elementos de Máquinas.

6 REFERÊNCIAS

• Apostila do Curso Técnico em Mecânica: Processos de Fabricação. Telecurso 2000, Volume I.
• Apostila do Curso Técnico em Mecânica do CEFET/SC, 2002.
• Coleção Schaum ( Paulo Murilo da Rocha ).
• Capítulo II, do Livro: “A Indústria de Rolamentos no Brasil”,

Sites Consultados (Em 09 de Dezembro de 2011):

• http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/