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1 MANUTENÇÃO EM MANCAIS E ROLAMENTOS

2 Atrito É o contato existente entre duas superfícies sólidas que executam movimentos relativos. O atrito provoca calor e desgaste entre as partes móveis. O atrito depende diretamente do acabamento superficial e do tipo de material que é fabricado as peças.

3 Mancais: classificação Mancais de deslizamento: São constituídos de uma bucha fixada num suporte. Esses mancais são usados em máquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotação, porque a baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes expostos ao atrito.

4 Mancais: classificação Mancais de rolamento: São aqueles que comportam esferas e rolos nos quais o eixo se apoia. Quando o eixo gira, as esferas ou rolos também giram confinados dentro do mancal. Neste caso, o atrito formado entre as partes é de rolamento.

5 Vantagens dos Rolamentos menor atrito e aquecimento; baixa exigência de lubrificação; intercambialidade internacional; não há desgaste no eixo; pequeno aumento da folga durante a vida útil.

6 Desvantagens dos Rolamentos maior sensibilidade aos choques; maiores custos de fabricação; tolerância pequena para carcaça e alojamento do eixo; não suporta cargas tão elevadas como os mancais de deslizamento; ocupa maior espaço radial.

7 Normalização de Rolamentos A normalização de um rolamento é feita a partir do diâmetro interno. Para cada diâmetro são definidas três séries de rolamentos: Leve: são usadas para cargas pequenas Média ou pesada: utilizados para cargas mais pesadas.

8 Classificação dos rolamentos: Rolamentos radiais: são construídos para suportar cargas atuando perpendicularmente ao eixo. Rolamentos axiais: são rolamentos projetados para suportar cargas que atuam na direção do eixo.

9 Classificação dos rolamentos: Rolamentos mistos: suportam tanto carga radial como axial. Impedem o deslocamento tanto no sentido transversal quanto axial.

10 Tipos de Cargas em Rolamentos Os rolamentos podem receber três tipos de carga: - carga rotativa; - carga fixa; - cargas rotativas e fixas.

11 Componentes dos Rolamentos Vedação: previne a contaminação por penetração de partículas e retém o lubrificante no rolamento. Corpos girantes: trabalham entre o anel externo e interno do rolamento. Podem ser: esfera, rolo esférico simétrico e assimétrico, rolo cilíndrico, agulha e rolo cônico.

12 Componentes dos Rolamentos: Corpos girantes Esferas: Menor atrito (contato uniforme), maior velocidade e trabalha com cargas leves ou médias. Rolos: Maior atrito (maior contato), menor velocidade e trabalham com cargas médias e pesadas.

13 Componentes dos Rolamentos: Corpos girantes Agulhas: Tem as mesmas características dos rolos, pois a agulha nada mais é do que um rolo mais fino e alongado, porém tem a vantagem de ocupar menor espaço radial.

14 Componentes dos Rolamentos Anéis externo e interno: são as partes por onde os rolamentos serão fixados ou alojados. São fabricados de aços temperados; aço cromo contendo 1% de carbono e 1,5% de cromo; aço liga cromo-níquel ou cromo-manganês.

15 Componentes dos Rolamentos Gaiolas: São responsáveis por: - evitar o contato entre os corpos girantes para minimizar o atrito e a gera de calor; - guiar os corpos girantes; - fornecer espaço para a lubrificação; - reter os corpos girantes quando os rolamentos separativos são montados ou desmontados.

16 Componentes dos Rolamentos: Variação das Gaiolas Gaiola de Poliamida (P): pouco peso, alta alasticidade, boas propriedades de deslizamen boa lubrificação marginal, limite de temperatura de +120ºC. Gaiola de aço (J): pouco peso, alta resistência, alto limite de temperatura, alta resistência à vibração e aceleração e sensível à falta de lubrificação. Gaiola de latão (M): altíssima resistência à vibração e aceleração, apropriada para altas velocidades de trabalho com circulação

17 Tipos de Rolamentos: Fixo de uma carreira de esferas a) opera em altas velocidades; b) baixa capacidade de ajuste angular c) preço vantajoso; d) é aplicado onde se quer baixo ruído e baixa vibração; e) pouca manutenção e atenção em serviço; f) suporta cargas radiais e pequenas cargas axiais; g) requer perfeito alinhamento entre o eixo e os furos da caixa;

18 Tipos de Rolamentos: Auto-compensador de esferas a) É um rolamento com duas carreiras de esferas com pista esférica no anel externo; b) Tem a propriedade de ajustes angulares, compensado possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo (entre 4 e 7º para cargas normais); c) Podem ter furos cilíndricos ou cônicos; d) Pode ter o anel interno prolongado.

19 Tipos de Rolamentos: Contato angular de uma carreira de esferas a) São adequados para suportarem cargas axiais em um sentido ou cargas combinadas; b) As esferas e os anéis internos formam ângulos variando entre 15º, 25º, 30º e 40º; c) Quanto maior o ângulo de contato, maior será a capacidade de carga axial; d) Quanto menor o ângulo de contato melhor será para altas rotações e melhor a sua precisão; e) Devem ser montados aos pares para poder receber cargas axiais nos dois sentidos

20 Tipos de Rolamentos: Contato angular de uma carreira de esferas

21 Tipos de Rolamentos: Rolo Cilíndrico a) É apropriado para cargas radiais elevadas; d) Seus componentes são separáveis, o que facilita a montagem e desmontagem; c) As gaiolas podem ser de latão usinado, nylon ou aço prensado.

22 Tipos de Rolamentos Auto-compensador de uma carreira de rolos Seu emprego é particularmente indicado para construções em que se exige uma grande capacidade para suportar carga radial e a compensação de falhas de alinhamento.

23 Tipos de Rolamentos Auto-compensador de duas carreiras de rolos É um rolamento adequado aos mais pesados serviços. Os rolos são de grande diâmetro e comprimento. Devido ao alto grau de oscilação entre os rolos e pistas, existe uma distribuição uniforme da carga.

24 Tipos de Rolamentos Rolos Cônicos Além de cargas radias, os rolamentos de rolos cônicos também suportam cargas axiais em um sentido. Os anéis são separáveis. O anel interno e o externo podem ser montados separadamente. Como só admitem cargas axiais em um sentido, torna-se necessário montar os anéis aos pares, um contra o outro.

25 Tipos de Rolamentos Axial de esferas Admitem elevadas cargas axiais, porém, não podem ser submetidos a cargas radias. Para que as esferas sejam guiadas firmemente em suas pistas, é necessária a atuação permanente de uma carga axial mínima.

26 Tipos de Rolamentos 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.

27 Tipos de Rolamentos Agulha Possui uma seção transversal muito fina em comparação com os rolamentos de rolos comuns. É utilizado especialmente quando o espaço radial é limitado.

28 Tipos de Rolamentos Com proteção Precisam ser protegidos ou vedados em função das características de trabalho. A vedação é feita por blindagem (placas)

29 O que é vida útil de um rolamento? É o número de revoluções ou horas de trabalho à uma determinada rotação que o rolamento pode atingir antes que se manifeste o primeiro sinal de fadiga em um de seus anéis ou corpos girantes. Ela depende de alguns fatores: temperatura de trabalho, tipo de carga, cuidados na sua instalação, tipo de lubrificante e de lubrificação, vibrações, tipo de manutenção, etc.

30 Prevenção de falhas prematuras Montagem Incorreta: Cerca de 16% de todas as falhas prematuras nos rolamentos são causadas por má montagem (usualmente impactos fortes) e pelo desconhecimento da disponibilidade das ferramentas de montagem corretas.

31 Prevenção de falhas prematuras Lubrificação Inadequada: Embora os rolamentos vedados para vida possam ser montados e aquecidos,cerca de 36% das falhas prematuras são causadas por especificação incorreta e aplicação inadequada do lubrificante. Sendo assim, o rolamento falhará muito antes de sua duração, pois geralmente são os componentes menos acessíveis das máquinas. Lubrificação muito freqüente ou negligenciada, constitui um problema.

32 Prevenção de falhas prematuras Contaminação: Um rolamento é um componente de precisão que não funcionará eficazmente a menos que tanto ele próprio como os seus lubrificantes estejam isolados de contaminação. 14% de todas as falhas prematuras são atribuídas aos problemas de contaminação.

33 Prevenção de falhas prematuras Fadiga: Sempre que as máquinas estejam sobrecarregadas, servidas incorretamente ou sem apoio, os rolamentos sofrem as conseqüências, resultando em 34% de todas as falhas prematuras nos rolamentos. Podem-se evitar falhas súbitas ou inesperadas desde que os rolamentos negligenciados ou fadigados emitam sinais de alarme, que podem ser detectados e interpretados com a utilização de equipamentos de monitorização.

34 Defeitos comuns dos Rolamentos Podem ocorrer por: Desgaste - deficiência de lubrificação; - presença de partículas abrasivas; - oxidação (ferrugem); - desgaste por patinação (girar em falso);

35 Defeitos comuns dos Rolamentos Fadiga A origem da fadiga está no deslocamento da peça, ao girar em falso. A peça se descasca, principalmente nos casos de carga excessiva. Descascamento parcial revela fadiga por desalinhamento, ovalização ou por conificação do alojamento.

36 Defeitos comuns dos Rolamentos Falhas mecânicas - 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 excesso de interferência.

37 Defeitos comuns dos Rolamentos Falhas mecânicas - goivagem: é defeito semelhante ao de brinelamento, mas provocado por partículas estranhas que ficam prensadas pelo rolete ou esferas nas pistas.

38 Defeitos comuns dos Rolamentos Falhas mecânicas - sulcamento: é provocado pela batida de uma ferramenta qualquer sobre a pista rolante.

39 Defeitos comuns dos Rolamentos Falhas mecânicas - queima por corrente elétrica: é geralmente provocada pela passagem da corrente elétrica durante a soldagem. As pequenas áreas queimadas evoluem rapidamente com o uso do rolamento e provocam o deslocamento da pista rolante.

40 Defeitos comuns dos Rolamentos Falhas mecânicas - rachaduras e fraturas: resultam, geralmente, de aperto excessivo do anel ou cone sobre o eixo. Podem, também, aparecer como resultado do girar do anel sobre o eixo, acompanhado de sobrecarga.

41 Defeitos comuns dos Rolamentos Falhas mecânicas - emgripamento: pode ocorrer devido a lubrificante muito espesso ou viscoso. Pode acontecer, também, por eliminação de folga nos roletes ou esferas por aperto excessivo.

42 Verificação dos rolamentos em uso Na rotina de verificação são usados os seguintes procedimentos: ouvir, sentir, observar.

43 Cuidados com Rolamentos na montagem verificar se as dimensões do eixo e cubo estão corretas; usar o lubrificante recomendado pelo fabricante; remover rebarbas; no caso de reaproveitamento do rolamento, devese lavá-lo e lubrificá-lo imediatamente para evitar oxidação; não usar estopa nas operações de limpeza; trabalhar em ambiente livre de pó e umidade.

44 Desmontagem de rolamento com interferência no eixo A desmontagem de rolamento com interferência no eixo pode ser feita com um saca-polias. As garras desta ferramenta deverão ficar apoiadas diretamente na face do anel interno.

45 Desmontagem de rolamento com interferência no eixo Na falta de um saca-polias, pode-se usar um punção de ferro ou de metal relativamente mole, com ponta arredondada, ou uma outra ferramenta similar. O punção deverá ser aplicado na face do anel interno. O rolamento não deverá, em hipótese alguma, receber golpes diretos do martelo. Esse método exige bastante cuidado, pois há riscos de danificar o rolamento e o eixo.

46 Desmontagem de rolamento com interferência na caixa Quando o rolamento possui juste com interferência na caixa, como em uma roda, ele poderá ser desmontado com o auxílio de um pedaço de tubo metálico com faces planas e livres de rebarbas. Uma das extremidades do tubo é apoiada no anel externo, enquanto a extremidade livre recebe golpes de martelo. Os golpes deverão ser dados ao longo de toda a extremidade livre do tubo.

47 Desmontagem de rolamento com interferência na caixa Caso haja ressaltos entre os rolamentos, deve-se usar um punção de ferro ou de metal relativamente mole, com ponta arredondada, ou ferramenta similar. Os esforços deverão ser aplicados sempre no anel externo.

48 Desmontagem de rolamento com interferência na caixa O conjunto do anel interno de um rolamento autocompensador de rolos ou de esferas pode ser desalinhado. O desalinhamento permite o uso de um saca-polias no anel externo.

49 Desmontagem de rolamento montados sobre buchas Os rolamentos auto-compensadores de rolos ou esferas são geralmente montados com buchas de fixação.essas buchas apresentam a vantagem de facilitar a montagem e a desmontagem dos rolamentos, uma vez que o assento do eixo, com o uso dessas buchas, passa a não necessitar de uma usinagem precisa. A ilustração mostra, da esquerda para a direita, os seguintes elementos: porca de fixação, arruela de trava, rolamento e bucha de fixação.

50 Desmontagem de rolamento montados sobre buchas

51 Montagem de rolamentos A montagem de rolamentos deve pautar-se nos seguintes princípios: escolher o método correto de montagem; observar as regras de limpeza do rolamento; limpar o local da montagem que deverá estar seco; selecionar as ferramentas adequadas que deverão estar em perfeitas condições de uso; inspecionar cuidadosamente os componentes que posicionarão os rolamentos; remover as rebarbas e efetuar a limpeza do eixo e encostos; verificar a precisão de forma e dimensões dos assentos do eixo e da caixa; verificar os retentores e trocar aqueles que estão danificados; retirar o rolamento novo - em caso de substituição - da sua embalagem original somente na hora da montagem. A embalagem apresenta um protetor antiferruginoso.

52 Montagem de rolamentos com interferência no eixo

53 Montagem de rolamentos com interferência na caixa Usar um pedaço de tubo metálico contra a face do anel externo após a lubrificação das partes a serem montadas. Cuidar para que o rolamento não fique desalinhado em relação à caixa. Utilizar uma prensa hidráulica ou mecânica. Aquecer a caixa para a montagem de rolamentos grandes