9 - Mancais de Rolamentos

92
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO Departamento de Engenharia Mecânica de Apoio mentos d as II – Elem Máquina entos de Eleme

Transcript of 9 - Mancais de Rolamentos

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRODepartamento de Engenharia Mecânica

de A

poio

men

tos

das

II –

Elem

Máq

uina

ento

s de

El

eme

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO Mancais de DeslizamentoF

Mancais de Rolamento T

Eixo Lh á0O = e sen O

Óleo

Mancal FF

d

hmáx

h min

eÓleo

e.sen O

pFF

p

d

Qmáx pmáx

n

O =

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Escolha do tipo de mancal

Mancais de Rolamento Mancais de DeslizamentoMancais de Rolamento

•Suportam esforços radiais e axiais

Mancais de Deslizamento

•Suportam maiores cargas

•Podem ser pré-carregados para reduzir deflexão

•Exige maior espaço na direção axial

•Mais silenciosos em altas velocidades

•Exigem mais espaço radial

•Menores folgas ⇒ maior custo

•Padronização ⇒ menor custo

•Isolamento elétrico

•Problemas de temperatura

•“avisam”, através de ruído, a falha iminente

•Lubrificação permanente ⇒ dispensa manutençãoç p p ç

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO

MANCAIS DE ROLAMENTO BearingsMANCAIS DE ROLAMENTO - Bearings

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.1. Nomenclatura

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

-1 ou 2 carreiras

p

-Contato angular

-Contato angular montagem duplaradiais

-Auto compensadores1. Rolamentos de Esferas- Rígido de 1 ou 2 carreiras

axiais

g

-Auto compensadores

Contato angular montagem dupla-Contato angular montagem dupla

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

-1, 2 ou 4 carreiras

- Agulhas

p

g

-1, 2 ou 4 carreiras rolos cônicos

- Auto compensadores

radiais

p

2. Rolamentos de Rolos

Rolos cilíndricos

axiais

- Rolos cilíndricos

- Agulhas

Contato angular montagem dupla- Contato angular montagem dupla

- Auto compensadores

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9 2 Tipos9.2. Tipos.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

1. Rolamentosradiais de esferas

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

1. Rolamentosradiais de esferas (cont.)

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

1. Rolamentosradiais de esferas (cont.)

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

1. Rolamentos radiais de

A – Desenho técnicodo rolamento radialde esferasesferas (cont.)de esferas.

B – Rolamento radialde esferas.

A B

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

1. Rolamentosradiais de

A – Rolamento radialde duas carreirasde esferas e pistaesferas (cont.)de esferas e pista profunda.

B – Rolamentoautocompensadorde esferas.

A B

Prof. Flávio de Marco Filho

A B

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

2. Rolamentosde contatoangular

- Desenho técnico de rolamento esférico de contato angularangular. de contato angular.

A - Angulação menor.

B - Angulação maior.

A BProf. Flávio de Marco Filho

A B

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

2. Rolamentos de contatoangular - montagem.

Tandem "X" "O"

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

2. Rolamentosde contatoangularangular.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

3. Rolamentos axial de

A - Desenho técnico de rolamento

i l d lrolos axial de rolos.

B - Rolamento i l d laxial de rolos.

A B

Prof. Flávio de Marco Filho

A B

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

3. Rolamentosde axial rolos (cont.)

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

3. Rolamentos de axial rolos (cont.)

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

4. Rolamentosde rolos

A - Rolamento de rolos cônicos.

( d l ã )cônicos. (grande angulação)

B - Rolamento d l ô ide rolos cônicosdisposto e X.

(pequena angulação)

A B

Prof. Flávio de Marco Filho

A B

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

1. Rolamentosde rolos cônicos

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

4. Rolamento de rolos cônicos de 4 carreiras

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

5. Rolamentosauto compensadores de rolos

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

5. Rolamentos auto compensadoresde rolos

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

5. Rolamentos

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

5. Rolamentos

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

6. Rolamentos de agulhas

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

6. Rolamentos de agulhas

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

7. Rolamentos axiais

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

7. Rolamentos axiais

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. RolamentosEspeciais

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamento bipartido

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamentosde rolos

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamentosde rolos

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamentosde vidro

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamentosde vidro

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamentos com cobertura cerâmica.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamentos para altas temperaturas

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamentos para altas temperaturas

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamentos para altas temperaturas

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.2. Tipos:

8. Rolamentos para altas temperaturas

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.3. Mancais

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.3. Mancais

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.4. Aplicações

R d t d l id d

Prof. Flávio de Marco Filho

Redutores de velocidades

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.4. Aplicações

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.4. Aplicações

Cabeçote de M. Opt.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.4. Aplicações

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.4. Aplicações

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.5. Montagem e Desmontagem

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.5. Montagem e Desmontagem

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.5. Montagem e Desmontagem

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.5. Montagem e Desmontagem

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.5. Montagem e Desmontagem

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.5. Montagem e Desmontagem

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.5. Montagem e Desmontagem

R i d “ d t ”

Prof. Flávio de Marco Filho

Raio de “adoçamento”

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.5. Montagem e Desmontagem

Acessórios

1 Saca rolamentos1. Saca-rolamentos

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.5. Montagem e Desmontagem

Acessórios (cont.)

2 Montagens térmicas2. Montagens térmicas

Aparelhos de aquecimento por indução

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.6. Esforços

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.6. Esforços

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.6. EsforçosEsforço radial - Fr

Esforço axial - Fa

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.6. Esforços e tensões

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos

1. Espaço disponível;2. Cargas atuantes;3. Vida.

1 E di í l1. Espaço disponível;

Normalmente, pelo menos uma das dimensões principais do rolamento é d t i d j t diâ t d f P é i tdeterminada no projeto: o diâmetro do furo. Porém, existem, para um mesmo diâmetro, vários tipos de e tamanhos de rolamentos adequados.

Os rolamentos mais adequados são determinados através dos catálogosOs rolamentos mais adequados são determinados através dos catálogosdos fabricantes, onde outros parâmetros de escolha, também importantes,estão disponíveis.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

2. Cargas Atuantes

DefiniçõesDefinições2.1. Capacidade de carga estática – Co

- Carga que produz uma deformação permanente e total da esfera (ou rolo)- Carga que produz uma deformação permanente e total da esfera (ou rolo)e pista, no ponto de contato mais carregado, igual a 0.01% do diâmetroda esfera (rolo).

Aplicação: - baixas rotações (quando a falha não é devido à fadiga);

pequenas oscilações e vibrações;- pequenas oscilações e vibrações;- rolamentos estacionário (carga por pequeno período de tempo);- cargas de choque elevadas.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

2. Cargas Atuantes - Definições

2 1 Capacidade de carga estática C determinação2.1. Capacidade de carga estática - Co - determinação

C0 = n0 x P0

onde: - C0 → tabelado pelo fabricante.- P0 → carga estática equivalente.

P = X Fr + Y Fa (se P < Fr ⇒ P = Fr)P0 = X0.Fr + Y0.Fa (se P0 < Fr ⇒ P0 = Fr)

- n0 → fator de segurança para carga estática- X0 → fator radial. Tabelado pelo fabricante- Y0 → fator axial

- Fr → carga radial [N]F i l [N]

p

Prof. Flávio de Marco Filho

- Fa → carga axial [N]

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

2. Cargas Atuantes - Definições

2 2 Capacidade de carga dinâmica C2.2. Capacidade de carga dinâmica – C

- Carga que permitiria ao rolamento atingir uma vida nominal de 106 ciclos, com o anel externo estacionário e o interno girandocom o anel externo estacionário e o interno girando.

- Utilização em rolamentos submetidos a cargas em rotação

C → tabelado pelo fabricante.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

2. Cargas Atuantes - Definições

2 2 Capacidade de carga dinâmica C (cont )2.2. Capacidade de carga dinâmica – C (cont.)

2.2.1. Carga dinâmica equivalente - P

P = X.Fr + Y.Fa

onde: - X → fator radial. tabelado pelo fabricante- Y → fator axial.

- Fr → carga radial [N]- Fa → carga axial [N]Fa → carga axial [N]

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

2. Cargas Atuantes - Definições

2 2 Capacidade de carga dinâmica C (cont )2.2. Capacidade de carga dinâmica – C (cont.)

2.1.2. Carga variável :

Fm → carga média (dentre as cargas de diversas intensidades)

3/1

23

213

1 ... ⎟⎞⎜⎛ +⋅+⋅ nFnFF 2211

⎟⎟⎠

⎜⎜⎝

=n

Fm

onde:F1,2,.. = cargas constantes durante n1, n2, ... revoluçõesn = número total de revoluções

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

2. Cargas Atuantes - Definições

2 2 Capacidade de carga dinâmica C (cont )2.2. Capacidade de carga dinâmica – C (cont.)

2.2.3. Efeito da temperatura.

- Variação da capacidade de carga (C) com a temperatura.

T [oC] 150 200 250 300T [oC] 150 200 250 300C 1 0.9 0.75 0.5

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

3. Vida de rolamentos3.1. Definições: “Se um rolamento trabalha limpo, lubrificado adequadamente e

protegido contra poeiras e sujeiras, operando em temperaturas toleráveis, a única causa possível de falha é FADIGA”.

3.1.1. VIDA: é o número de revoluções ou horasé o número de revoluções ou horas atingidas por um rolamento antes que se manifeste o primeiro sinal de falha por fadiga (descascamento)falha por fadiga (descascamento) de um dos seus elementos.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

3.1.2. Carga Limite de Fadiga - Pu : - Valor de carga abaixo do qual não haverá falha por fadiga do rolamento. g q p g

(tabelado pelo fabricante)

3.1.3. Confiabilidade - R: - É a probabilidade de um rolamento (ou lote) atingir uma vida (L) especificada.

17.1

1084.6exp ⎥

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

−=L

LR1084.6 ⎦⎣ ⎠⎝ L

Obs.: quando L = L10 ⇒ R = 0.90

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

3.1.4. Vida Nominal – L10 :

- É a vida que 90% dos rolamentos alcançarão ou ultrapassarão sob rotaçãoÉ a vida que 90% dos rolamentos alcançarão ou ultrapassarão sob rotaçãoe carga pré-estabelacidas.OBS.: provavelmente a vida real atingida pelo rolamento

será bastante maior que a estimada

L

a

PCL ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=10

será bastante maior que a estimada.

P ⎠⎝

L = vida média do rolamento (ou grupo)

m

a 3 → rolamentos de esferas

10/3 l t d l 0.020.040.060.080.10

0.02

L10

Prof. Flávio de Marco Filho

10/3 → rolamentos de rolos R [%]500 10090

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

Tabela 2:Guia para valores de vidaGuia para valores de vida nominal requerida (L10) em diferentes classes de máquinas.

Prof. Flávio de Marco Filho

q

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

Mais apurada pois leva em consideração os seguintes fatores:Mais apurada, pois leva em consideração os seguintes fatores:

- confiabilidade;- material;

di õ d f i t- condições de funcionamento.

LCLa

⎟⎞

⎜⎛

10321321 LaaaP

aaaLna ⋅⋅⋅=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⋅⋅=

F t d di ã d f i tFator de condição de funcionamentoFator de material

Fator de confiabilidade

Prof. Flávio de Marco Filho

Fator de confiabilidade

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 1 Fator de confiabilidade – a14.1. Fator de confiabilidade a1

Tem por finalidade determinar outras vidas diferentes de L10, que são alcançadas (ou superadas) com uma probabilidade maior do que 90%.

Confiabilidade [%] Lna a1 90 L10 190 L10a 195 L5a 0.62 96 L4a 0.53 97 L3 0 4497 L3a 0.4498 L2a 0.33 99 L1a 0.21 Tabela 6 – Valores de a1

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 2 Fator de material – a24.2. Fator de material a2

- Rolamentos de aço comum: a2 = 1

Rolamentos de aço especial: consultar o fabricante- Rolamentos de aço especial: a2 → consultar o fabricante

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 3 Fator de condições de funcionamento – a34.3. Fator de condições de funcionamento a3

a3 = f(ν, ν1 e T)

onde:ν = viscosidade real do lubrificante

ν = viscosidade necessária para lubrificação adequadaν1 = viscosidade necessária para lubrificação adequada

T = temperatura de trabalho

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 3 Fator de condições4.3. Fator de condições de funcionamento – a3

Diagrama 1 - valores de ν1

onde:D = diâmetro externo [mm]d = diâmetro interno [mm]d diâmetro interno [mm]n = rotação [rpm]

Prof. Flávio de Marco Filho

OBS.: válido para óleos e graxas.

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 3 Fator de condições

Viscosidadecinemática média a 40º C.4.3. Fator de condições

de funcionamento – a3

Diagrama 2 - valores de νg

onde:T = temperatura de trabalho [oC]

Prof. Flávio de Marco Filho

OBS.: válido para óleos e graxas.

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 3 Fator combinado (a2 a3) - a234.3. Fator combinado (a2.a3) a23

EPEP

10231 LaaLna ⋅⋅==

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 4 Fator de condições4.4. Fator de condições de funcionamento – aSKF

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 4 Fator de condições4.4. Fator de condições de funcionamento – aSKF

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 4 Fator de condições4.4. Fator de condições de funcionamento – aSKF

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 4 Fator de condições4.4. Fator de condições de funcionamento – aSKF

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.7. Seleção de rolamentos.

4. Vida Nominal Ajustada - 1977

4 4 Fator de condições4.4. Fator de condições de funcionamento – aSKF

Tabela 8:Valores para o fator ηc para diferentes graus de lubrificação.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.8. Lubrificação.

9.8.1. Função:

E it t t t fí i t é d f ã d fil d ól- Evitar contato entre as superfícies através da formação de um filme de óleo;

- Distribuir e dissipar o calor;

Prevenir corrosão;- Prevenir corrosão;

- Proteção contra poeiras e sujeira.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.8. Lubrificação.

9.8.2. Coeficiente de atrito:

Considerando lubrificação correta e condições de operação e ç ç p çmontagem normais, os seguintes valores de coeficiente de atrito devem ser utilizados:

μ Tipo de rolamento (mancal) 0.0010 Auto-compensador 0 0011 R l ilí d i i d

2DFT ⋅⋅= μ

0.0011 Rolos cilíndricos guiados0.0013 Mancal axial (escora) 0.0015 esferas 0 0018 Rolos cônicos T → torque para vencer o atrito

onde:

0.0018 Rolos cônicos

q pD → diâmetro do eixoF → carga

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.8. Lubrificação.

9.8.3. Regras de Lubrificação:Graxa:

- Temperatura < 200º F;

- Baixas velocidades;

- Maior proteção contra sujeiras;

- Longos períodos sem manutenção.

Óleo:

- Altas temperaturas;

- Altas velocidades;

- Outras partes da máquina também são lubrificadas.

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.9. Exemplo.

1. Um eixo de transmissão requer uma vida de 1800h com confiabilidade de 99%.As características da montagem são:

- carga axial: 507 N

- carga radial: 390 N

diâ t d i 21- diâmetro do eixo: ≅ 21 mm

Baseado no quadro abaixo, reproduzido do catálogo geral do fabricante, d t idetermine:

a) A vida nominal (L10)

b) A capacidade de cargab) A capacidade de carga

c) Os rolamentos adequados à montagem

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.9. Exemplo (cont.)

a) 17.1

846exp ⎥

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

−=L

LR17.1

8461800exp99.0

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

−=⇒L

hL 1340010 =⇒1084.6 ⎦⎣ ⎠⎝ L 1084.6 ⎥⎦⎢⎣ ⎠⎝ L

b) 1ª tentativa: rolamentos de esfera de contato angular: Fa ≤Fa) g e

Fr

a =≤ eFr

a >

d [mm] D B C [N] C0 [N] Limite rpm massa designação Outras

dim. e X Y X Y

47 14 10200 6400 11000 7204B 1 1420

47 14 10200 6400 11000 ... 7204B ... 1.14

1 0 0.35 0.57 52 15 13400 8150 10000 ... 7304B ...

25 52 15 11400 7650 9500 ... 7205B ...

62 17 19500 9500 8500 7305B62 17 19500 9500 8500 ... 7305B ...

⎩⎨⎧

==

⇒>==57035.0

3.1390507

YX

eFFa

Prof. Flávio de Marco Filho

⎩ 57.0390 YFr

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.9. Exemplo (cont.)

Assim,

ar FYFXP ⋅+⋅= ⇒⋅+⋅=⇒ 50757.039035.0P P = 400 N

c) aC ⎞⎛ ⎞⎛

3C

Rolamentos de esferas

PCL ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=10 ⇒⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=⇒

40013400 C C = 9500 N

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.9. Exemplo.

2. Especificar os rolamentos para uma árvore com as seguintes características:- rotação: 360 rpm

- carga radial pura e constante: 3500 N

- diâmetro do eixo: 21 mm

- vida desejada: 50 M.rev

Solução: - carga e rotação baixas ⇒ rolamento de esferas radial

- cálculo da capacidade de carga:

3 LPC ⋅= ⇒⋅=⇒ 3 503500C C = 12900 N

Prof. Flávio de Marco Filho

Elementos de Máquinas IIEEK554 – DEM/POLI/UFRJ

9. ELEMENTOS DE APOIO – Mancais de Rolamento

9.9. Exemplo.

Prof. Flávio de Marco Filho