Monte casos de carga confiáveis para rolamentos de giro combinando força axial, força radial, momento de inclinação, regime e efeitos dinâmicos antes de selecionar o modelo.
Um rolamento de giro deve ser selecionado a partir de casos completos de carga de operação, não de um único valor máximo. O rolamento transmite simultaneamente força axial, força radial e momento de inclinação entre duas estruturas. Esses componentes mudam conforme variam a lança, a carga útil, o contrapeso, a direção do vento ou a inclinação da máquina; portanto, a condição com a maior carga elevada não é automaticamente a condição determinante.
Este guia explica como transformar a geometria da máquina e o regime de operação em uma tabela rastreável de casos de carga. Ele complementa o guia de seleção da estrutura do rolamento de giro e fornece os dados necessários antes de verificar um modelo candidato no diagrama de cargas-limite estáticas.
Comece com um diagrama de corpo livre no eixo de giro
Desenhe a estrutura superior rotativa e posicione o ponto de referência no centro do rolamento. Mostre cada massa, carga útil, reação de cilindro, força do vento e força externa do processo com sua distância até esse ponto. Decomponha as forças nas direções axial e radial do rolamento. A soma dos componentes verticais torna-se a carga axial resultante, enquanto os componentes horizontais formam a carga radial. Cada força multiplicada por seu braço perpendicular contribui para o momento de inclinação.
Mantenha consistentes as convenções de sinais. Um contrapeso pode reduzir o momento em uma orientação e aumentar o momento reverso em outra. Registre se a carga axial atua em compressão ou levantamento e se o momento se inverte. O regime reversível afeta as zonas de contato dos rolos ou esferas, os parafusos e a fadiga, mesmo quando os picos numéricos parecem semelhantes.
- Fa: força axial resultante ao longo do eixo do rolamento.
- Fr: força radial resultante no plano do rolamento.
- Mk: momento de inclinação resultante em torno do centro do rolamento.
- T: torque de acionamento transmitido pela engrenagem ou por outra interface de acionamento.
Crie combinações simultâneas de carga
Não coloque Fa máximo, Fr máximo e Mk máximo na mesma linha, a menos que realmente ocorram juntos. Em vez disso, calcule combinações para carga nominal, raio máximo, raio mínimo, aceleração, frenagem, parada de emergência, vento, transporte e condições de sobrevivência estacionada. Em guindastes e plataformas, uma carga útil leve no maior alcance pode produzir momento de inclinação maior que a carga nominal em um raio menor.
Acrescente a condição de movimento e a parcela de tempo a cada linha. Um caso estático de sobrevivência pode determinar a segurança contra deformação permanente, enquanto um caso de trabalho repetido e menor determina a fadiga por contato rolante. Se a máquina opera em inclinações, sobre estabilizadores, em uma embarcação ou em um chassi flexível, inclua a atitude e a condição de apoio que alteram a reação na interface de giro.
Aplique fatores de serviço sem perder os dados originais
Métodos de seleção dos fabricantes normalmente aplicam um fator de aplicação ou serviço para considerar impacto, severidade operacional e incerteza. Mantenha na planilha os valores calculados e os fatorados. O fator deve corresponder ao tipo de equipamento e à definição de regime usada pelo fornecedor selecionado; um valor copiado de outro catálogo não é automaticamente transferível.
Represente cada combinação fatorada no diagrama de cargas-limite estáticas do rolamento candidato. O ponto deve permanecer dentro da curva da pista e da curva dos parafusos sob as hipóteses informadas de montagem e pré-carga. Um ponto que atende à curva da pista, mas cruza a curva dos parafusos, não é uma seleção aceitável. A união, o apoio e o rolamento devem ser analisados como um único sistema.
Separe a segurança estática da vida útil
A verificação estática limita a deformação permanente da pista e a separação da união nos casos mais severos. A verificação de fadiga avalia cargas repetidas ao longo do tempo. Monte o espectro de vida a partir de níveis representativos de carga, velocidade de rotação, ângulo de oscilação, número de ciclos e duração. Rotação completa contínua e oscilação repetida de pequeno ângulo não lubrificam nem carregam a pista da mesma forma.
Se rigidez ou posicionamento forem críticos, acrescente um requisito de deflexão admissível sob uma carga especificada. O mesmo tamanho nominal pode se comportar de forma diferente com folga normal, folga reduzida ou pré-carga. O guia de seleção de rolamentos de rolos cruzados explica por que a folga e a deformação de montagem devem ser incluídas nessa decisão.
O que a planilha de engenharia deve fornecer
Uma planilha verificável mostra geometria, unidades, convenção de sinais, premissas, combinações calculadas, fatores aplicados e a fonte de cada fator. Ela identifica qual ponto determina a pista de rolamento, qual determina os parafusos e qual determina a vida útil. Também mantém o torque de acionamento separado do momento de inclinação, evitando confundir cargas nos dentes com a capacidade do rolamento ao tombamento.
- Aprove o diagrama de corpo livre e o sistema de coordenadas da máquina.
- Calcule todas as combinações simultâneas de operação e sobrevivência.
- Aplique fatores de serviço documentados e preserve os valores sem fatoração.
- Verifique as curvas-limite da pista de rolamento e dos parafusos para cada ponto.
- Conclua as verificações de fadiga, rigidez, engrenagem e interface de montagem antes da liberação.
Perguntas frequentes
Posso selecionar um rolamento de giro apenas pela carga axial?
Não. Força axial, força radial e momento de inclinação atuam juntos e devem ser verificados como combinações simultâneas.
Qual caso de carga de um guindaste normalmente é determinante?
Não existe uma resposta universal. Alcance máximo, vento, frenagem, momento reverso ou sobrevivência estacionada podem ser determinantes em vez da carga útil máxima.
Passar pelo diagrama estático confirma a vida útil?
Não. Segurança estática e fadiga por contato rolante são verificações separadas baseadas em partes diferentes do regime.
Referências de engenharia
Para uma análise baseada no desenho, envie à MERYDOM a aplicação, os casos de carga, as dimensões e a documentação necessária. A seleção final e as instruções de serviço devem seguir o desenho aprovado e os requisitos do fabricante do equipamento.
