fundamentos para o projeto de componentes de máquinas

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CAPÍTULO 07 - MANCAIS DE ROLAMENTOS 7.1 - INTRODUÇÃO 7.2 - DIMENSIONAMENTO O projeto completo da máquina ou do aparelho já determina, em muitos dos casos, o diâmetro do furo dos rolamentos. Para uma determinação final das demais dimensões principais e do tipo construtivo deve, entretanto, ser constatado através de um cálculo de dimensionamento se as exigências quanto à vida útil, à segurança estática e à economia estão satisfeitas. Neste cálculo, a solicitação do rolamento é comparada à sua capacidade de carga. Na tecnologia dos rolamentos há uma diferenciação entre uma solicitação dinâmica e uma estática. Na solicitação estática o rolamento não apresenta ou há só um pequeno movimento relativo (n < 10 rpm). Nestes casos, deve ser verificada a segurança contra deformações plásticas muito elevadas das pistas e dos corpos rolantes. A maioria dos rolamentos é solicitada dinamicamente. Nestes, os anéis giram um em relação ao outro. Com o cálculo do dimensionamento, é controlada a segurança contra uma fadiga prematura do material das pistas e dos corpos rolantes. A vida nominal L10 conforme DIN ISO 281 raramente indica a duração realmente atingível. Construções econômicas exigem, no entanto, que a capacidade de rendimento dos rolamentos seja aproveitada ao máximo. Quanto mais for este o caso, mais importante é um correto dimensionamento dos rolamentos. As capacidades dinâmica e estática mencionadas neste capítulo se aplicam a rolamentos de aço cromo temperados em estado padrão para temperaturas de serviços usuais de até 100 °C. A dureza mínima das pistas e dos cor pos rolantes corresponde a 58 HRC. Sob temperaturas mais elevadas, a dureza do material se reduz e com isto, a capacidade de carga do rolamento. 7.3 - ROLAMENTOS SOLICITADOS ESTATICAMENTE Quando se trata de solicitação estática, calcula-se o fator de esforços estáticos fs para comprovar que o rolamento selecionado possui uma capacidade de carga estática suficiente. Onde fs - fator de esforços estáticos C f s = P o o 211
C0 - capacidade de carga estática [kN] P0 - carga estática equivalente [kN] O fator de esforços estáticos fs é um valor de segurança contra deformações elásticas elevadas, nos pontos de contato dos corpos rolantes. Para rolamentos que devam ter um giro particularmente suave e silencioso, deverá ser alcançado um fator elevado de esforços estáticos. Se as exigências que se referirem à suavidade de giro forem menores, bastarão fatores fs menores. De um modo geral, devem ser atingidos os seguintes valores: fs = 1,5...2,5 Para exigências elevadas fs = 1,0...1,5 Para exigências normais fs = 0,7...1,0 Para exigências reduzidas. Os valores correspondentes aos rolamentos axiais auto-compensadores de rolos e aos de alta precisão estão dados na parte das tabelas. A capacidade de carga estática C0 [kN] se encontra indicada nas respectivas tabelas dos rolamentos. Uma carga desta magnitude (nos rolamentos radiais uma carga radial e nos axiais uma carga axial e central), provoca uma pressão de superfície P0 calculada, no centro do ponto de contato mais carregado entre os corpos rolantes e a pista de: • 4600 N/mm² em todos os rolamentos auto-compensadores de esferas • 4200 N/mm² em todos os outros rolamentos de esferas • 4000 N/mm² em todos os rolamentos de rolos. A carga ocasionada por C0 produz, no ponto onde incide a maior carga, uma deformação plástica total dos corpos rolantes e da pista da ordem de 1 /10000 do diâmetro do corpo rolante. A carga equivalente P0 [kN] é um valor calculado, ou seja, uma carga radial nos rolamentos radiais e uma carga axial e central nos rolamentos axiais. P0 ocasiona a mesma solicitação no ponto central de contato onde incide a maior carga entre os corpos rolantes e a pista como a solicitação realmente atuante. Onde P0 - carga estática equivalente [kN] Fr - carga radial [kN] Fa - carga axial [kN] X0 - fator radial Y0 - fator axial P = X * F [kN] (1) 0 0 * Fr + Y0 Os valores para X0 e Y0 bem como indicações para o cálculo da carga estática equivalente estão mencionados nas tabelas para os diversos tipos de rolamentos ou em seu preâmbulo. a 212
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é um procedimento difícil. Palmgr
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K b d e ⎛ = ⎜ ⎝ d 7, 62 ⎞
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