Como medir folgas em rolamentos: um guia para engenheiros e equipes de manutenção

A folga do rolamento é um daqueles detalhes que não parecem importantes no papel, mas decidem se um rolamento funciona de maneira fria, silenciosa e por milhares de horas. Como fabricante de rolamentos com fábrica própria, medimos folgas em muitas linhas de produção. Neste guia, queremos mostrar como medir com precisão as folgas dos rolamentos em sua própria oficina, esteja você reconstruindo uma máquina, verificando um novo rolamento ou planejando um processo de controle de qualidade para um projeto OEM.

Antes de medir: dois tipos de folga do rolamento

Antes de pegar um medidor, identifique o que você realmente está medindo. A frase folga do rolamento pode significar dois valores diferentes. Nos motores, a folga do rolamento geralmente se refere à folga do óleo entre o munhão do virabrequim e o casquilho. É uma lacuna deliberada que a película de óleo do motor preenche enquanto as peças estão girando. Em rolamentos, como rolamentos rígidos de esferas e rolamentos de esferas de contato angular, a folga interna é a quantidade total de movimento radial ou axial entre os anéis e os elementos rolantes quando o rolamento não está montado. Não é um erro; é um ajuste interno intencional que influencia a distribuição de carga, velocidade e temperatura.

Se você está procurando um ponto de partida que cubra os dois mundos, nosso guia para tipos de rolamentos rígidos de esferas pode ajudá-lo a entender como funciona a folga na família de rolamentos mais utilizada.

Medição da folga do óleo do rolamento do motor

A folga do rolamento do motor é uma folga do óleo. A medição é relativamente simples se você tiver um bom medidor com mostrador e um micrômetro externo. Comece limpando os munhões do virabrequim e os selins dos mancais; qualquer sujeira ou rebarba alterará o número final. Meça o diâmetro do munhão com um micrômetro e registre-o. Instale os rolamentos no bloco e na tampa, seguindo cuidadosamente a sequência de torque e o valor do torque. Aperte a tampa em etapas para que o casquilho assente corretamente. Em seguida, use um medidor com mostrador para medir o furo do rolamento em vários pontos, especialmente 90 graus em relação à linha de partição. Subtraia o diâmetro do munhão do diâmetro do furo. O que resta é a sua folga de óleo.

Se você não tiver um medidor com mostrador, uma fita medidora de plástico é uma alternativa prática. Coloque um pedaço de medidor de plástico na superfície do rolamento, instale a tampa, aperte-a conforme as especificações, remova a tampa e compare a tira achatada com a escala impressa no envelope. Este método fornece um bom resultado no chão de fábrica, mas não é tão repetível quanto um medidor com mostrador quando você precisa de precisão de 0,0001 polegada.

Medição da folga interna do rolamento de esferas

Medir a folga radial interna em um rolamento de esferas é diferente porque as esferas ainda estão dentro. Você está medindo o movimento radial relativo entre o anel externo e o anel interno sob uma força leve. Aqui está o procedimento que seguimos em nossa oficina quando um cliente solicita uma verificação rápida.

1. Limpe o rolamento e deixe-o atingir a temperatura ambiente. Não gire durante a medição.
2. Segure o anel interno firmemente sobre uma superfície limpa ou sobre um mandril de precisão.
3. Coloque um relógio comparador no anel externo. O êmbolo deve estar alinhado radialmente.
4. Levante o anel externo suavemente, deixe-o assentar e ajuste o indicador para zero.
5. Pressione o anel externo para baixo, deixe-o assentar e registre a leitura do indicador.
6. Gire o rolamento e repita em diversas posições. Use a leitura média como folga interna radial.

Este método funciona para rolamentos rígidos de esferas não vedados e levemente vedados. Se houver vedações instaladas, remova-as somente se for necessário inspecionar o rolamento; caso contrário, use o valor de folga do fabricante. Para verificação de produção, recomendamos o uso de um dispositivo de medição de folga dedicado com pré-carga controlada, mas o método do relógio comparador é preciso o suficiente para verificações de manutenção.

Algumas aplicações também solicitam folga interna axial. Para rolamentos rígidos de esferas, a folga axial está relacionada à folga radial, mas depende da curvatura da pista. Se o seu desenho especificar folga axial, meça-a com um relógio comparador movendo o anel externo axialmente enquanto segura o anel interno. Isto não substitui a medição da folga radial.

Rolamentos rígidos de esferas série 6200 com aço GCr15 Este rolamento da série 6200 usa aço GCr15 para alta dureza e resistência à fadiga. Ele é adequado para aplicações onde as classes de folga interna radial, como C2, CN ou C3, precisam ser selecionadas cuidadosamente quanto ao ajuste e à temperatura. Ver Produto →

Classes de liquidação e o que os números significam

Para rolamentos rígidos de esferas padrão, os fabricantes expressam a folga interna radial em classes. Os mais comuns são C2, CN (normal), C3 e C4. CN é o padrão para muitas aplicações gerais. C2 proporciona menos movimento interno e é adequado para maior rigidez, mas pode gerar mais calor se o rolamento tiver um ajuste interferente. C3 oferece espaço extra e é frequentemente especificado para motores de alta velocidade ou aplicações com mudanças de temperatura. C4 oferece ainda mais tolerância para condições severas.

A tabela abaixo mostra valores típicos para um rolamento rígido de esferas com furo de 24 a 30 mm. Sempre verifique a tabela de folga oficial para saber o tamanho e a série exatos que você está usando.

Como a pressão se ajusta à mudança da folga montada

Medir a folga inadequada é apenas metade do trabalho. Quando um rolamento é pressionado contra um eixo, o anel interno se expande e a folga interna radial diminui. Quando o rolamento é pressionado em uma caixa, o anel externo é comprimido, o que também reduz a folga. A folga que você precisa considerar é a folga residual após a montagem, não o valor de catálogo antes da montagem.

Por exemplo, um rolamento C3 é frequentemente escolhido para uma aplicação com ajuste interferente no eixo, porque após a montagem a folga efetiva cai para mais perto da faixa normal. Se você começar com um rolamento CN na mesma configuração, poderá acabar com uma folga interna negativa, o que aumenta o atrito e o calor. Isto é especialmente importante para rolamentos profundos de aço inoxidável usados em ambientes químicos e galvanoplastia , onde a resistência à corrosão e o comportamento da temperatura devem ser equilibrados.

Rolamentos rígidos de esferas de aço inoxidável SS 6200 ZZ/2RS Rolamento de aço inoxidável AISI 420 resistente à corrosão projetado para eixos de 10 mm. Seu comportamento de folga é importante em ambientes químicos ou de galvanoplastia, onde uma classe apropriada como C3 ajuda a evitar folga interna negativa após a montagem. Ver Produto →

Erros comuns a evitar

Todo engenheiro de serviço já viu um rolamento falhar devido a erros de folga evitáveis. Os erros mais comuns são:

• Medir sem limpar primeiro o rolamento.
• Usando um micrômetro ou medidor que não tenha sido calibrado recentemente.
• Fazer uma única leitura em vez de calcular a média de várias posições.
• Esquecendo que o torque da capa do mancal e a sequência de aperto afetam o tamanho final do furo.
• Pressionar um rolamento em um eixo sem considerar quanta folga foi perdida.
• Usando um calibrador de folga para medir a folga radial em um rolamento de esferas; calibradores de folga são mais adequados para folgas axiais ou simples verificações de folga.

Se alguma dessas opções lhe parecer familiar, a melhor solução é escrever uma pequena lista de verificação de medição e segui-la em cada rolamento.

Quando perguntar a um fabricante de rolamentos

Quando a segurança e a confiabilidade são importantes, o fabricante do rolamento deve ser capaz de confirmar a folga que você realmente recebe. Em nossa fábrica, controlamos verificações de qualidade e trabalhamos com clientes OEM para selecionar a classe de liberação correta antes do início da produção. Se você nos enviar o diâmetro do eixo, furo da caixa, velocidade, carga, temperatura e tipo de vedação, poderemos recomendar uma faixa de folga razoável e verificá-la em rolamentos de amostra.

Para aplicações compactas de motores e instrumentos, a série 6800 é uma escolha comum e os mesmos princípios de medição se aplicam. Nossa equipe pode apoiá-lo com a mesma disciplina, quer você use rolamentos padrão ou de aço inoxidável.

Rolamentos rígidos de esferas série 6800 para aplicações compactas Esta série compacta de rolamentos suporta cargas radiais e axiais leves de maneira confiável. Feito de aço GCr15, oferece operação estável e resistência ao desgaste, tornando-o uma escolha sensata para motores e instrumentos onde se aplicam princípios de folga e medição. Ver Produto →