O que é fluência do anel de rolamento?

Na operação diária de equipamentos mecânicos, os rolamentos, como um dos componentes centrais, desempenham um papel crucial na transmissão e suporte. No entanto, o fenômeno da fluência do rolamento (bearing creepage) frequentemente representa uma séria ameaça ao funcionamento normal do equipamento. Hoje, vamos nos aprofundar no que é a fluência do rolamento, suas causas, impactos e contramedidas correspondentes.

1 O que é Fluência do Anel do Rolamento?

A fluência do anel do rolamento refere-se ao movimento relativo entre o anel interno ou externo do rolamento e o eixo ou alojamento, levando a atrito ou desgaste. Especificamente, quando o anel interno desliza em relação ao eixo, é chamado de fluência do anel interno; quando o anel externo desliza em relação ao alojamento do rolamento, é chamado de fluência do anel externo.

Em circunstâncias normais, o ajuste entre o rolamento e o eixo, bem como entre o rolamento e o alojamento, é tipicamente um ajuste de interferência ou um ajuste de transição. Isso resulta em atrito estático significativo, garantindo a imobilidade relativa, e a energia mecânica é transmitida através da rotação dos elementos rolantes entre os anéis interno e externo. No entanto, quando esta condição estacionária é perturbada, ocorrem fenômenos de fluência.

2. Os Perigos da Fluência do Anel do Rolamento

A fluência do anel do rolamento tem efeitos extremamente negativos na operação normal do equipamento mecânico, que se refletem principalmente nos seguintes aspectos:

 

(1) Desgaste Acelerado dos Componentes 

A fluência do anel do rolamento acelera o desgaste de componentes como o eixo e o alojamento do rolamento. Durante o processo de fluência, o aumento do atrito pode causar arranhões ou até mesmo sulcos na superfície do eixo ou do alojamento. Esse desgaste não apenas reduz a precisão do equipamento, mas também pode levar à sua falha completa.

(2) Redução da Eficiência Operacional

A fluência do anel do rolamento aumenta o atrito, convertendo grande parte da energia em calor e ruído desperdiçados. Isso não apenas reduz a eficiência operacional do equipamento mecânico, mas também pode desencadear problemas adicionais, como falha do lubrificante ou superaquecimento do rolamento.

 

(3) Impacto na Precisão do Equipamento

 

A fluência do anel do rolamento pode causar uma redução na precisão do equipamento, afetando sua operação normal. Por exemplo, em equipamentos de alta precisão, a fluência do anel pode impedir que o equipamento atenda às suas especificações de projeto, impactando assim a qualidade e a eficiência da produção.

 (4) Aumento dos Custos de Manutenção

A fluência do anel do rolamento pode levar a falhas frequentes no equipamento, aumentando a frequência e os custos de manutenção. Se o problema da fluência do anel não for prontamente abordado, poderá resultar em danos mais graves ao equipamento, potencialmente exigindo a substituição de toda a máquina.

 

 

Causas da Fluência do Rolamento (Rotação do Anel Externo do Rolamento)

(1) Problemas de Tolerância de Ajuste

A tolerância de ajuste entre um rolamento e seu eixo (ou alojamento do rolamento) deve aderir a requisitos rigorosos. Várias especificações, graus de precisão, condições de carga e ambientes de trabalho exigem diferentes tolerâncias de ajuste. Se for selecionada uma tolerância de ajuste inadequada, como o uso de um ajuste com folga, a força de compressão mútua é reduzida. Isso pode fazer com que o eixo (ou rolamento) perca seu posicionamento estático e comece a deslizar sob a influência do torque, levando à fluência do rolamento.

(2) Precisão Insuficiente de Usinagem e Instalação

A falha em atender aos padrões exigidos nas tolerâncias de usinagem, rugosidade superficial e precisão de montagem do eixo, rolamento ou alojamento do rolamento afeta a tolerância de ajuste, levando à fluência do rolamento. Por exemplo, durante a desmontagem ou remontagem de rolamentos, rebarbas podem ser removidas ou deformadas, fazendo com que o diâmetro do eixo diminua ou o diâmetro do furo se expanda. Isso aumenta a folga de ajuste e interrompe a tolerância adequada.

(3) Problemas de Material

Diferentes tipos de rolamentos exigem o uso de aços para rolamentos compatíveis que sejam de alta resistência, rigidez e resistência ao desgaste. O coeficiente de atrito das ligas de rolamentos deve ser baixo para garantir a operação normal e reduzir a probabilidade de fluência do rolamento.

(4) Outros Fatores

• Lubrificação Deficiente: A graxa lubrificante insuficiente ou degradada pode aumentar o atrito durante a operação do rolamento, potencialmente levando à fluência do rolamento.
• Operação Anormal do Equipamento: Problemas no equipamento, como sobrecarga prolongada de motores ou desalinhamento entre o eixo do motor e o acoplamento, podem impor estresse adicional ao rolamento e resultar em fluência.
• Fatores Ambientais: Condições operacionais adversas, como altas temperaturas, umidade ou exposição a gases corrosivos, podem acelerar o desgaste do rolamento, reduzir a precisão do ajuste e, em última análise, causar a fluência do rolamento.

Contramedidas para a Fluência do Anel Externo/Interno do Rolamento

(I) Medidas Preventivas

• Controlar Rigorosamente as Tolerâncias de Ajuste: Durante as etapas de projeto e seleção do equipamento, escolha rolamentos e tolerâncias de ajuste adequadas com base nas condições reais de trabalho para garantir que o ajuste entre o rolamento, o eixo e o alojamento do rolamento atenda aos requisitos.
• Melhorar a Precisão de Usinagem e Instalação: Fortalecer o controle de qualidade dos processos de usinagem do eixo, rolamento e alojamento do rolamento, garantindo que a precisão de usinagem e a rugosidade superficial atendam aos padrões. Durante a instalação, siga rigorosamente os requisitos do processo para evitar alterações na folga de ajuste devido à instalação inadequada.
• Usar Materiais de Alta Qualidade: Selecionar materiais de rolamento adequados com base nas condições de operação do equipamento para garantir que os rolamentos tenham resistência, rigidez e resistência ao desgaste adequadas.
• Fortalecer o Gerenciamento da Lubrificação: Inspecionar regularmente a quantidade e a qualidade da graxa lubrificante e reabastecer ou substituí-la prontamente para garantir que o rolamento opere em uma condição bem lubrificada.
• Realizar Manutenção e Inspeções Regulares: Estabelecer um sistema de manutenção regular para o equipamento. Verificar periodicamente a condição de operação do rolamento, incluindo temperatura, vibração e ruído. Abordar quaisquer anormalidades imediatamente.

(II) Medidas de Reparo

A estratégia de resposta depende da gravidade da fluência do anel do rolamento. Para casos menores de fluência, geralmente não é necessário tratamento especial. Basta intensificar o monitoramento e inspecionar periodicamente a condição de operação do rolamento, como temperatura, vibração e ruído. Se não houver deterioração significativa na condição de operação do rolamento, ele pode continuar a ser usado, mas a manutenção e lubrificação regulares devem ser garantidas.

Para fluência severa do anel do rolamento, as seguintes medidas de reparo devem ser tomadas:

• Buchas: Adicionar uma bucha metálica à superfície do eixo ou do alojamento do rolamento para restaurar a precisão do ajuste.
• Jateamento: Criar pequenas depressões na superfície do eixo ou do alojamento do rolamento para aumentar o atrito e evitar a fluência.
• Soldagem de Revestimento (Build-Up Welding): Aplicar uma camada de metal resistente ao desgaste, à corrosão ou ao calor na superfície do componente.
• Revestimento por Escovagem (Brush Plating): Usar métodos eletroquímicos para depositar um revestimento na superfície do componente.
• Pulverização Térmica (Thermal Spraying): Derreter o material de pulverização e atomizá-lo através de um fluxo de gás de alta velocidade para depositar um revestimento na superfície da peça.
• Revestimento a Laser (Laser Cladding): Aplicar material de revestimento na superfície do componente usando tecnologia laser, que é uma nova técnica de modificação de superfície.

Embora a fluência do anel do rolamento seja uma falha comum do equipamento, compreender suas causas e riscos e adotar medidas preventivas e corretivas eficazes pode minimizar sua ocorrência, prolongar a vida útil do rolamento e garantir o funcionamento adequado do equipamento.