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Mancais de Rolamento
Curso Superior de Tecnologia em Mecatrnica Industrial
SME 421 - Sistemas MecnicosProfa. Daniela guida Bento
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Mancais:
Apoio de eixosmancal
eixo
mancal
eixo
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Tipos de lubrificao:
Seca
Hidroesttica
Hidrodinmica Mancais de motores
Elastohidrodinmica dentes de engrenagens, esfera
e a pista rolamento, prtesede quadril e o acetbulo
Ar Mquinas de preciso
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Mancais de deslizamento:
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Materiais para mancais de
deslizamento
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Diferena de dureza entre o material doeixo e do mancal
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Desvantagens: Produzem altas temperaturas em
servio. Provocam desgastes em buchas
e eixos devido s deficincias delubrificao. Provocam perda de rendimento
devido ao atrito. No permitem desalinhamentos. Exigem constantes lubrificaes.
Mancais de deslizamento:
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Vantagens: rea de lubrificao
grande; Amortece as vibraes,
os choque e rudos; Menos sensveis a choques e poeira Construo simples*.
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Elemento de
mquina que transmite
carga, com o mnimo
de frico, entre duas
superfcies que se
movem em sentidos
opostos, por meio de
elementos rolantes.
Mancais de Rolamento
Rolamento de uma carreira de esferas
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Cutting shaft of a planer: shaft diameter (bearings locations) is40 mm. Input power is 12 HP at maximum speed of 4500 rpm
Shaft: used for transmission ofpower and as a machining tool Input pulleyLocating bearing
(lesser load)
Floating bearing(heavier load)
Keyway
Lubrication system
ClampSealed
bearings
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Algumas vantagens dos rolamentos em
relao aos mancais de deslizamento
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Baixo atrito de partida e operao
Pode suportar cargas radiais e axiais
Menos sensvel a interrupco de lubrificao
Estabilidade dinmica
Boa estabilidade de temperatura Quando blindados, possuem lubrificao para toda vida til
Ocupa menos espao axial
Vantagens
Mancais de rolamento falham por fadiga (superfcie) Requer mais espao na direo radial
Baixa capacidade de amortecimento
Alto nvel de rudo
Desvantagens
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Componentes
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vedao elementos rolantes anel interno
anel externo gaiola vedao
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Elementos rolantes
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Rolo(cilindro)
Agulha
Cone
esfera
Rolo
esfrico Cone
esfrico
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Forma de contato
esfera e rolo
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Tipos de rolamento:
Classificao
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Tipos de rolamento:
Classificao
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Direo do carregamento
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Fora axial
Fora radial
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Quanto a direo
da carga aplicada:
RADIAL
AXIAL
COMBINADA
Classificao:
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Quanto a direo
da carga aplicada:
RADIAL
AXIAL
COMBINADA
Classificao:
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Classificao:
Quanto a direoda carga aplicada:
RADIAL
AXIAL
COMBINADA
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Aplicaes:
Dupla carreira esferas
(autocompensador)
Agulhas
(radial)
Rolos (radial) Rolos (autocompensador)14/05/2009 IFSC/DAMM-SME 421 - Profa. Daniela A. Bento
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Vantagens:
Menor atrito e aquecimento.
Baixa exigncia de lubrificao
Intercambialidade
internacional
No h desgaste do eixo.
Pequeno aumento da folga
durante a vida til.
Desvantagens :
Maior sensibilidade aos choques
Maiores custos de fabricao.
Tolerncia pequena para carcaa
e alojamento do eixo. No suporta cargas to elevadas
como os mancais de
deslizamento.
Ocupa maior espao radial.
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Tipos de rolamentos de esferaRgido de uma carreira de esferas
As esferas rolam na cavidade de ambas as pistas
Espaamento mantido por separadores (retentores
/ gaiolas)
Raio da esfera menor que o raio da cavidade
(pistas)
Suporta principalmente cargas radiais
Contato terico de ponto (pequena rea circular),
elevada tenso de contato.
Permite pouco desalinhamento
INDICAES
Alta velocidade Alta preciso
Baixo torque
Baixa vibrao
Resistencia a cargas radiais e pquenas axiais
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Dupla carreira de esferas
A pista adicional aumenta a capacidade de
carga
No suporta desalinhamento
Tipos de rolamentos de esfera
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Contato angularContato em um lado da pista
Suporta cargas axiais
Fora resultante deve estar entre
15 and 40
Tipos de rolamentos de esfera
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Auto alinhanteA face interna esfrica
permite maior
flexibilidade de
alinhamentoCapacidade de carga
reduzida com mnima
carga axial
Tipos de rolamentos de esfera
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Axial escora)Alta capacidade de carga
axial
A velocidade do eixo deve
ser mantida baixa devido
a fora centrfuga
Tipos de rolamentos de esfera
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A) Cilndrico
B) Face esfrica
C) Rolo cnico (axial)
D) Agulha
E) Rolo cnico
Tipos de rolamentos de rolos
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AgulhasRolo de pequeno dimetro
Dimetro pequeno faz com que
este rolamento fique
radialmente compacto, idealpara grandes cargas radiais e
altas velocidades
Baixa capacidade de
alinhamento e cargas axialis
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Faces esfricas
Permite auto alinhamento
Axial
Suporta somente cargas axiais
Rolo ou rolo cnico
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A teoria de falha para rolamentos aina no foitotalmentedesenvolvida
A seleo de rolamentos baseada testes de vida til econfiabilidade
Taxas de carregamento so estipuladas pela AFBMA (Anti-Friction Bearing Manufacturers Association)
Os requisitos do projeto so convertidos para a taxa decarregamento apresentada nos catlogos dos fabricantes
Dados para seleo: Fora equivalente no mancal, Rotao, Vida til,
Seleo
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Carregamento esttico
Capacidade de carga esttica, Co
Carga que o rolamento pode suportar sem deformao
permanente
Esferas provocaro cavidades nas pistas, provocando
Descascamento da superfcie (pitting), rudo e aumento do
desgaste
Carregamento dinmico - Fadiga
Vida til, Confiabilidade e Foras suportadas Ocorre devido esforos(alta presso de contato) repetitivos.
Falha mais provel que a esttica
Descascamento da superfcie de contato
Falha em rolamentos
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Seleo Dimenso do eixo;
Dimetro interno (d)*;
Dimetro externo (D)*;
Largura (L)*;
Tipo de solicitao;
Tipo de carga;
N de rotao.;
Vida til* Norma DIN 616
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Seguir recomendaes nocatlogo do fabricante:
SKF / NSK / FAG /TIMKEN / NTN / etc.
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L10 : Vida Nominal
Vida Mediana
100
0
50
%Mancaisemopera
o
Fadiga:Descascamento da superfcie (pittings)
que recebem carga (A = 6,45 mm2)
Vida do rolamento L)No. De revolues ou
horas, a velocidade cte,
para ocorrer fal h a.
L10 = L6,84.(-ln R)0,85
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Capacidade dinmica carga (C)
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Capacidade dinmica carga (C):
Carga radial constanteque um grupo de mancais
aparentemente idntico
capaz de suportar para
uma vida nominal de um
milho de revolues do
anel interno.
AFBMA
C = Fe.L101/a
Onde:Fe:Carga radial Equivalente
a= 3 (para mancais de esferas)
a= 10/3 (para demais mancais)
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Carga no rolamento:
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Onde:
X:Fator radial
Y: Fator axial
V: Fator rotao
Fr: Carga radial aplicada ( Parao anel interno rotativo V = 1, para o
anel externo rotativo V = 1,2)
Fa : Carga axial aplicada
Carga no rolamento:
Fr
Fa
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Carga equivalente em
rolamentos de rolo cnicos
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N
Fresultante
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Fator de impacto
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F = Fe.IF
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Etapas da Seleo
1. Selecionar o tipo de rolamento;2. Calcular a carga radial equivalente Fe
3. Definir o dimetro do eixo que limitar o dimetro anel interno dorolamento
4. Determinar o tempo de vida
5. Calcular a capacidade dinmica de carga (C)
6. Identificar os rolamentos candidatos que atendem a capacidade decarga requerida
7. Selecionar o rolamento mais conveniente em relao a geometria,alm do custo e disponibilidade
C = Fe.L101/a
LD = (horas)(rpm)(60min/hr)
Fe = X V Fr+ Y Fa
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Selecionar um rolamento radial de esferas para suportar umacarga radial de 4 kN, correspondendo a uma vida til de12000 h a velocidade de 600 rpm.
Exemplo 1
L10 = L .
6,84.(-ln R)0,85
L10 = 12000 .
6,84.(-ln 0,9)0,85
L10 = 11880,88 horas
L10 = 11880,88 .60.600
L 10 = 427,71.106revolues
C = Fe.L
10
1/a
C = 4 . 427,711/3
C = 30,14 kN
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(www.skf.com.br)
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Exemplo 2Selecionar um rolamento de rolo cnico (45) que ser submetido a uma carga axial
de 1120N e uma carga radial de 3892 N, a uma rotao de 150 rpm. O tempo de
vida til L10 = 90000 horas. O dimetro de eixo desejado 35 mm. Este rolamento
apoia um eixo de transmisso por correia sincronizadora.
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(1)(1)(3892) (0)(1120)3892
.
3892.1,3
5059,6
e i r i a
e
e
e
F VX F Y F
FF N
F F IF
F
F N
1/
10
310
6
.
90000.60.1505059,6.
10
37,73
aC F L
C
C kN
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(www.skf.com.br)
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Comparao entre tipos de rolamentos
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Limites de Velocidade
Lubr. a leo
Lubr. a graxaVelocidade
mxima
r/min
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Vida til - recomendaes
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8/12/2019 SME Rolamentos
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Lubrificao - recomendaes
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Montagem
14/05/2009 IFSC/DAMM-SME 421 - Profa. Daniela A. Bento 49
8/12/2019 SME Rolamentos
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14/05/2009 IFSC/DAMM-SME 421 - Profa. Daniela A. Bento 50
8/12/2019 SME Rolamentos
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14/05/2009 IFSC/DAMM-SME 421 - Profa. Daniela A. Bento 51
Pillow Block Flange Mount
Available with ball or roller bearings in all varieties
8/12/2019 SME Rolamentos
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14/05/2009 IFSC/DAMM-SME 421 - Profa. Daniela A. Bento 52
Cam follower Rod ends
C l d id f d i i ( i )
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14/05/2009 IFSC/DAMM-SME 421 - Profa. Daniela A. Bento 53
B
2
3
2
rF 3
rF
3
tF
2
2
3
3
1078
3921887
687
t
r
t
r
F N
F NF N
F N
x
y
z
x
Cargas nos rolamentos devido as foras de transmisso: reaes nos mancais (apoios)
Exerccio: Selecionar rolamentos apropriados para os mancais A e B, com rotao igual a 500rpm. Considere o tempo de vida L10 = 12000 horas
2
tF
AB
A
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55/55
14/05/2009 IFSC/DAMM SME 421 Profa Daniela A Bento 55
2 2
2 2441 638
A Ay Az
A
R R R
R
2 2
2 21213 1753
B By Bz
B
R R R
R
Reao resultante em A Reao resultante em B
A partir das cargas resultantes nos mancais RA e RB , calcule acapacidade de carga dinmica e selecione os rolamentos
apropriados a partir do catlogo on line de algum fabricante.
Sugesto:
http://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.j
sp?&maincatalogue=1&lang=en
http://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enhttp://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/extra/productTablesList.jsp?&maincatalogue=1&lang=enTop Related