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Causas do superaquecimento em rolamentos

Por que ocorrem as altas temperaturas em rolamentos? Superaquecimento na operação pode prejudicar o equipamento e o processo produtivo.

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Causas do superaquecimento em rolamentosTécnicos de manutenção em uma fábrica de vidro recentemente testemunharam, em primeira mão, como as altas temperaturas podem afetar e danificar rolamentos. Rolamentos em um ventilador usado para evacuar o ar superaquecido durante o processo de fabricação de vidro começaram a superaquecer. As temperaturas dos rolamentos, que normalmente ficavam em torno de 77 ° C, subiram para 91 ° C. Enquanto o ventilador continuou a rodar, os técnicos consultaram um engenheiro de rolamento para elaborar uma solução. Mas os seus esforços chegaram tarde demais: no momento em que a reunião terminou, a graxa dentro do rolamento tinha secado e a fumaça começou a emanar do rolamento, causando o desligamento.

Análise de falha rapidamente identificou uma causa: temperaturas de processo de 538 ° C ou mais produzidas no processo de fabricação de vidro resultaram em uma temperatura ambiente de 104 ° C. A fábrica imediatamente tomou medidas para proteger mecanicamente a pior parte deste calor. Além disso, o rolamento "flutuante" no arranjo do ventilador foi compensado na habitação, dando-lhe mais espaço para viajar axialmente para acomodar a expansão do eixo.

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Temperaturas de operação maiores do que o normal, causadas por condições ambientais ou geradas dentro do próprio rolamento, têm o potencial de prejudicar esse suprimento. Temperaturas normais de funcionamento são diferentes, dependendo da aplicação. Os técnicos de manutenção devem estar cientes disso e saber as causas do superaquecimento em rolamentos e suas soluções mais frequentes.

Motores elétricos

Os rolamentos de esferas utilizadas na maioria dos motores elétricos são rolamentos blindados e pré-lubrificados. As temperaturas normais operacionais do rolamento variam entre 60 ° C a 71 ° C.

Superaquecimento em rolamentos de motores elétricos geralmente está relacionado com o lubrificante. Por exemplo, quando relubrificar rolamentos abertos, os utilizadores podem inadvertidamente empregar um lubrificante de baixa temperatura que não prevê a viscosidade adequada à temperatura de funcionamento normal. Ou o usuário pode, com a graxa do rolamento, forçar as esferas de rolamento para avançar com o excesso de gordura que giram, levando a um aumento de temperatura acentuada. Outra causa de superaquecimento é misturar graxas incompatíveis, o que pode reduzir a consistência da massa e, possivelmente, a viscosidade global.

Rolamentos precisam de lubrificação para funcionar de maneira correta

Rolamentos precisam de lubrificação para funcionar de maneira correta

Ventiladores comerciais geralmente utilizam rolamentos de rolos montados em ferro fundido ou prensado em carcaças de aço. Os ventiladores são expostos a uma ampla variedade de condições ambientais, desde ventiladores em telhados a temperaturas extremamente elevadas ou abaixo de zero até ventiladores utilizados em processos industriais.

Temperaturas normais de funcionamento do rolamento variam, dependendo do ambiente e da aplicação. O lubrificante padrão em rolamentos mais ventilador permanece eficaz para uma temperatura de funcionamento de 82 ° C. Se as temperaturas no estado estacionário de operação são maiores do que 82 ° C, considere usar uma graxa com um óleo de base sintética. Viscosidade em um óleo sintético não varia com a temperatura, tanto como na forma de um óleo mineral padrão e a taxa de oxidação é muito mais lenta. Para temperaturas de operação acima de 93 ° C, um sistema de circulação de óleo pode ser necessário. Estes sistemas bombeiam óleo limpo e fresco através de um arranjo de rolamentos.

No gás quente, medidas especiais devem ser tomadas para proteger os rolamentos de altas temperaturas. Em quase todos os casos, um disco de alumínio ou defletor colocado sobre o eixo entre o rolamento e a caixa do ventilador pode agir como um escudo de calor. Muitas vezes, um soprador de roda ou de ar comprimido pode ser usado para dirigir ar de arrefecimento através da caixa de rolamento ou o eixo.

Bombas


Dependendo da aplicação, as temperaturas normais de funcionamento do rolamento em bombas variam entre 38 ° C a 82 ° C, com a maioria entre 60 ° C e 71 ° C. Embora graxa seja utilizada em algumas bombas verticais, o óleo é o lubrificante preferido na maioria das aplicações de bomba. Os óleos de rolamentos normalizados em bombas mantém sua eficácia em aproximadamente 82 ° C. Se as temperaturas normais de funcionamento são maiores do que 82 ° C, um óleo sintético deve ser usado; se a temperatura excede 93 ° C, um sistema de circulação de óleo será provavelmente necessário.

Tal como em outras aplicações de rolamentos, as temperaturas mais elevadas do que o normal de funcionamento das bombas pode ser causada por superlubrificação. O sobreaquecimento pode também ser originado por desalinhamento do rolamento ou derrapagem da esfera dentro do rolamento. Rolamentos especialmente concebidos estão disponíveis para eliminar derrapagens da esfera. Idealmente, as temperaturas dos rolamentos em bombas, especialmente aqueles em aplicações críticas, deverão ser regularmente monitoradas.

Acionamentos por engrenagem

Rolamentos em unidades de engrenagem operam normalmente a 71 ° C a 82 ° C e são lubrificados com sistemas de óleo estáticos. Conforme a tecnologia permite a redução do tamanho das unidades de engrenagem, há uma tendência crescente para transmitir mais energia através de uma unidade de determinado tamanho do que antes. Essa prática pode ocasionar rolamentos em unidades de engrenagens funcionando em situações mais quentes e pode exigir a utilização de métodos alternativos de refrigeração.

Manutenção periódica pode evitar problemas com rolamentos

Manutenção periódica pode evitar problemas com rolamentos

Em resumo, a lubrificação adequada é a principal preocupação em todas as aplicações de alta temperatura. Essa preocupação é maior com a tendência de correr equipamentos industriais em velocidades mais altas do que a inicialmente estabelecida, aumentando ainda mais as temperaturas do rolamento.

A regra geral é fornecer a viscosidade mínima exigida na temperatura de operação esperado: 100 SUS (20cst) para rolamentos de rolos e 70 SUS (13cst) para rolamentos de esferas. Além disso, a expansão térmica aumentada do eixo deve ser contabilizada tanto axialmente (para assegurar que as cargas axiais elevadas não são induzidas) e radialmente (para assegurar que a folga radial interna é adequada para evitar a pré-carga). A solução pode também implicar a utilização de um lubrificante com um óleo de base sintético ou a conversão para um sistema diferente de lubrificante de entrega, tal como óleo circulante.

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