Noções básicas de rolamentos lisos

Por Mike Santora | 5 de setembro de 2017

As rótulas são luvas cilíndricas que suportam cargas radiais leves a moderadas. Eles deslizam radialmente ou axialmente sobre eixos para permitir movimento rotativo ou movimento linear (ou às vezes ambos) dessas cargas. As rótulas de todos os tipos são compactas e leves com alta relação resistência/peso. Os mancais lisos não possuem nenhuma das partes móveis que os rolamentos de elementos rolantes possuem, portanto, minimize os pontos de falha; eles também são econômicos até mesmo para aplicações razoavelmente robustas. Variações comuns são mancais de deslizamento metálicos (que geralmente suportam cargas em um filme hidrodinâmico ou completo de lubrificação) e mancais plásticos autolubrificantes em uma variedade de geometrias para buchas, mancais axiais e aplicações de deslizamento integral.

As superfícies do eixo para combinar com as rótulas não devem ser muito lisas ou ásperas.

As classificações dos rolamentos lisos são baseadas em parte nos resultados dos testes e no módulo de elasticidade do material, resistência à flexão, dureza Shore-D, pressão superficial máxima e velocidade de operação, rotação e capacidade máxima de carga - com o último relacionado à compressão do material do rolamento liso. limite. (Aqui, lembre-se de que o limite de compressão é o ponto em que ocorre 0,2% de deformação permanente.)

Além disso, um valor de pressão-velocidade (PV) expressa a capacidade de carga do mancal — geralmente em psi vezes a rotação do eixo. No entanto, observe que os valores de PV são apenas um para ajudar a determinar a capacidade de carga geral de uma rótula - especialmente onde as expressões de PV podem induzir os engenheiros a pensar que uma rótula pode suportar cargas excessivamente altas se a velocidade for muito baixa. Em outras palavras, o uso de valores de PV requer consideração simultânea de velocidade do mundo real e limites de carga.

Como mencionado anteriormente, as rótulas são feitas de grafite, bronze e plásticos que incluem PTFE, nylon e poliacetal. As melhorias de material tornaram as rótulas plásticas cada vez mais comuns, mesmo em aplicações de movimento exigentes.

Material do eixo e desgaste do mancal liso

Os eixos nos quais os mancais de deslizamento se movem têm um impacto significativo no desempenho e na vida útil dos mancais de deslizamento. Uma opção comum é o aço carbono laminado a frio. Este material de eixo torna-se uma superfície de contato adequada para mancais lisos feitos de polímeros. As superfícies de eixo de cerâmica induzem mais desgaste, embora às vezes sejam escolhidas por sua capacidade de resistir a condições ambientais adversas. Embora os eixos de alumínio sejam leves e fáceis de usinar, eles também induzem ao desgaste acelerado dos mancais lisos. O eixo de alumínio anodizado melhora ligeiramente o desempenho da montagem.

Descargas estáticas descontroladas podem afetar negativamente os componentes eletrônicos, atrapalhar os processos de produção ou até mesmo contribuir para o risco de incêndio. Agora, os rolamentos autolubrificantes Glide F2 EDS da igus fornecem propriedades de descarga eletrostática (ESD) para tais aplicações. Sua baixa resistência de superfície (103 e 109 Ω na geometria do componente) reduz o nível de tensão de carga e ajuda nas cargas.

Na verdade, as superfícies do eixo para combinar com mancais lisos não devem ser muito lisas ou ásperas. Superfícies excessivamente lisas causarão variações de aderência-deslizamento - por sua vez, causando maior resistência ao atrito ao movimento do rolamento. Uma maior disparidade entre o atrito dinâmico e estático resultará em desgaste mais rápido do rolamento e movimentos mais bruscos. Por outro lado, superfícies excessivamente ásperas do eixo desgastam rapidamente as rótulas. Na verdade, as taxas de desgaste induzidas pelas interfaces eixo-mancal podem variar centenas de vezes. Alguns fabricantes recomendam acabamentos de superfície de eixo para 64 raiz quadrada média (rms) para aplicações de precisão que requerem baixo atrito; um eixo mais liso com rugosidade de 20 rms ou mais é mais adequado onde a longa vida útil do mancal liso é um objetivo do projeto.

Lembre-se de que a expressão rms da rugosidade da superfície é derivada das medições dos picos e vales microscópicos de uma superfície. Ra é uma medida alternativa que alguns usam na indústria para quantificar a rugosidade - neste caso, como uma rugosidade média dos picos e vales de uma superfície. Assim, os dois compassos expressam a mesma qualidade, só que em formatos diferentes. Observe que picos ou falhas grandes e periféricas em uma superfície de eixo afetarão o valor RMS mais do que seu valor Ra equivalente.