Como está mudando a tecnologia de rolamentos?

Nas últimas décadas, o design de rolamentos avançou significativamente, trazendo novos usos de materiais, técnicas avançadas de lubrificação e análises computacionais sofisticadas..

Os rolamentos são utilizados em praticamente todos os tipos de máquinas rotativas. Desde equipamentos de defesa e aeroespaciais até linhas de produção de alimentos e bebidas, a demanda por esses componentes está aumentando. Fundamentalmente, os engenheiros de projeto estão exigindo cada vez mais soluções menores, mais leves e mais duráveis ​​para atender até mesmo às condições ambientais mais rigorosas.

 

Ciência dos materiais

A redução do atrito é uma área fundamental de pesquisa para os fabricantes. Muitos fatores afetam o atrito, como tolerâncias dimensionais, acabamento superficial, temperatura, carga operacional e velocidade. Ao longo dos anos, foram feitos avanços significativos no aço para rolamentos. Os aços modernos para rolamentos, ultralimpos, contêm menos partículas não metálicas e de menor tamanho, conferindo aos rolamentos de esferas maior resistência à fadiga por contato.

 

As modernas técnicas de fabricação e desgaseificação do aço produzem aços com níveis mais baixos de óxidos, sulfetos e outros gases dissolvidos, enquanto técnicas de têmpera aprimoradas resultam em aços mais duros e resistentes ao desgaste. Os avanços em máquinas de fabricação permitem que os fabricantes de rolamentos de precisão mantenham tolerâncias mais rigorosas nos componentes dos rolamentos e produzam superfícies de contato mais polidas, o que reduz o atrito e aumenta a vida útil.

 

Novos aços inoxidáveis ​​da classe 400 (X65Cr13) foram desenvolvidos para melhorar os níveis de ruído dos rolamentos, assim como aços com alto teor de nitrogênio para maior resistência à corrosão. Para ambientes altamente corrosivos ou temperaturas extremas, os clientes agora podem escolher entre uma gama de rolamentos de aço inoxidável da classe 316, rolamentos totalmente cerâmicos ou rolamentos de plástico feitos de resina acetal, PEEK, PVDF ou PTFE. À medida que a impressão 3D se torna mais difundida e, portanto, mais econômica, vemos possibilidades crescentes para a produção de gaiolas de rolamentos não padronizadas em pequenas quantidades, algo que será útil para atender às demandas de baixo volume de rolamentos especiais.

 

Lubrificação

 

A lubrificação pode ter recebido a maior atenção. Com 13% das falhas em rolamentos atribuídas a fatores relacionados à lubrificação, esta é uma área de pesquisa em rápida evolução, apoiada tanto pela academia quanto pela indústria. Atualmente, existem muito mais lubrificantes especializados graças a uma série de fatores: uma gama mais ampla de óleos sintéticos de alta qualidade, uma maior variedade de espessantes utilizados na fabricação de graxas e uma maior variedade de aditivos para lubrificantes que proporcionam, por exemplo, maior capacidade de carga ou maior resistência à corrosão. Os clientes podem especificar graxas altamente filtradas e silenciosas, graxas de alta velocidade, lubrificantes para temperaturas extremas, lubrificantes à prova d'água e resistentes a produtos químicos, lubrificantes para alto vácuo e lubrificantes para salas limpas.

 

Análise computadorizada

 

Outra área em que a indústria de rolamentos fez grandes progressos é através do uso de software de simulação de rolamentos. Agora, o desempenho, a vida útil e a confiabilidade dos rolamentos podem ser ampliados em relação ao que era possível há uma década, sem a necessidade de testes de laboratório ou de campo dispendiosos e demorados. A análise avançada e integrada de rolamentos de esferas pode fornecer informações incomparáveis ​​sobre o desempenho dos rolamentos, permitindo a seleção ideal dos rolamentos e evitando falhas prematuras.

 

Métodos avançados de análise de fadiga permitem a previsão precisa das tensões nos elementos e pistas de rolamento, contato entre as nervuras, tensão nas bordas e truncamento do contato. Eles também permitem a análise completa da deflexão do sistema, da carga e do desalinhamento dos rolamentos. Isso fornece aos engenheiros as informações necessárias para modificar o projeto do rolamento, de modo a melhor acomodar as tensões resultantes da aplicação específica.

 

Outra clara vantagem é que o software de simulação pode reduzir o tempo e os recursos gastos na fase de testes. Isso não só acelera o processo de desenvolvimento, como também reduz os custos envolvidos.

 

É evidente que os novos avanços na ciência dos materiais, juntamente com ferramentas avançadas de simulação de rolamentos, fornecerão aos engenheiros o conhecimento necessário para projetar e selecionar rolamentos que otimizem o desempenho e a durabilidade, como parte de um modelo de sistema completo. A pesquisa e o desenvolvimento contínuos nessas áreas serão cruciais para garantir que os rolamentos continuem a ultrapassar os limites nos próximos anos.