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rolamentos de material rodante ferroviário

Os rolamentos de material rodante ferroviário referem-se aos rolamentos utilizados em locomotivas e vagões. Os rolamentos da locomotiva incluem rolamentos de caixa de eixo, rolamentos do motor de tração, rolamentos do sistema de transmissão, rolamentos da unidade de potência e rolamentos do sistema de refrigeração, etc., enquanto os rolamentos dos veículos são principalmente rolamentos de caixa de eixo. As caixas de eixo de vagões de passageiros utilizam principalmente rolamentos de rolos cilíndricos curtos, e as caixas de eixo de vagões de carga utilizam principalmente rolamentos de rolos cônicos. A variedade, a estrutura e o desempenho dos rolamentos de veículos são basicamente semelhantes aos rolamentos de caixa de eixo de locomotivas.

 

1.Rolamento da caixa de eixo

 

A roda da locomotiva é conectada à carroceria através da caixa de eixo, da mola e do truque. O mancal da caixa de eixo suporta diretamente a força da mola da locomotiva e o impacto radial e axial do trilho sobre a roda, além de transmitir a força de tração e algumas cargas adicionais geradas por ela. Portanto, o mancal da caixa de eixo deve ter grande capacidade de carga, suportar choques e vibrações, além de apresentar alta vida útil, segurança e confiabilidade, tamanho reduzido e qualidade, e ser fácil de inspecionar e manter. Assim, os mancais de locomotivas frequentemente utilizam séries não padronizadas e condições técnicas especiais, sendo que os rolamentos mais comuns se enquadram nas três categorias a seguir.

 

(1)Rolamentos de rolos cilíndricosA maioria dos eixos de locomotivas a diesel e locomotivas elétricas utilizarolamentos de rolos cilíndricosExistem dois tipos principais.

 

1)Quatro fileiras de rolamentos de rolos cilíndricos

 

Na China, os rolamentos de caixa de eixo de locomotivas foram os primeiros a serem utilizados, sendo o rolamento de rolos cilíndricos de quatro carreiras do tipo 972832 o mais comum. Este rolamento possui alta capacidade de carga e longa vida útil, com uma carga dinâmica nominal de 1445 kN. Como suporta apenas cargas radiais, e não axiais, é necessário instalar um dispositivo para suportar forças axiais na caixa de eixo.

 

2) Rolamentos de rolos cilíndricos de dupla carreira

 

As caixas de eixo das locomotivas chinesas Dongfanghong 2, 3, 5, 21 e Beijing utilizam rolamentos de rolos cilíndricos de dupla carreira 982832T, que suportam forças radiais, e rolamentos de esferas de contato angular 146132T, que suportam cargas axiais.

 

(2)Rolamentos de rolos esféricos

 

A vantagem de usar rolamentos autocompensadores de rolos é que não há dispositivo de compensação de inclinação entre a caixa de eixo e o chassi do truque. O rolamento da caixa de eixo da locomotiva diesel ND2 é um rolamento autocompensador de rolos do tipo C. Seu modelo é comparável ao rolamento nacional 3G4053736KT. Os rolos desse tipo de rolamento são simétricos, o anel interno não possui flange externa, a flange intermediária é separável, o rolo está em contato linear com o anel externo, o comprimento útil de trabalho do rolo é maior e a vida útil é ligeiramente superior à do rolamento autocompensador de rolos assimétrico com a mesma dimensão externa.

 

(3)Rolamentos de rolos cônicos

 

O tipo de rolamento usado na caixa de eixo da locomotiva é um rolamento de rolos cônicos de carreira dupla, e a locomotiva diesel ND5 é equipada com um rolamento do tipo AP. Este tipo de rolamento tem dimensões em polegadas e é comumente usado nos níveis B, C, D, E, F, G e outros, que são utilizados para diferentes graus de resistência dos eixos.

 

2.Rolamento do motor de tração

 

(1) Rolamento da armadura do motor de tração

 

O motor de tração é o principal equipamento no sistema de transmissão de locomotivas elétricas e locomotivas diesel com acionamento elétrico, e o rolamento da armadura é um de seus principais componentes.

 

1)Rolamentos para transmissão unilateral

 

A armadura é geralmente suportada por dois fulcros, a extremidade de saída da engrenagem de montagem serve como suporte de deslocamento e a extremidade do comutador como suporte de posicionamento. O rolamento de saída está posicionado próximo à engrenagem, que é a parte mais solicitada, e é o rolamento principal entre os dois rolamentos da armadura. Para reduzir a carga, geralmente utiliza-se o rolamento de rolos cilíndricos do tipo NU sem flange no anel interno. A extremidade do comutador geralmente adota o rolamento de rolos cilíndricos do tipo NUP com flange simples e anel de retenção plano no anel interno, e também existem rolamentos de rolos cilíndricos com flange simples, anel de retenção cônico no anel interno da extremidade do comutador.

 

2) Rolamentos para transmissão bilateral

 

Quando a potência do motor é elevada, se ainda for utilizada a transmissão unilateral, a carga nos mancais da engrenagem será excessiva, dificultando a seleção de um mancal que atenda aos requisitos de carga dinâmica nominal e velocidade máxima. Portanto, a transmissão bilateral pode ser uma alternativa viável, desde que o projeto do motor permita. A vantagem da transmissão bilateral reside na possibilidade de utilização de engrenagens helicoidais cilíndricas, permitindo que os ângulos de hélice das duas engrenagens sejam iguais e o sentido de rotação oposto, resultando em uma transmissão relativamente estável e sem geração de carga axial. O mancal adequado para essa finalidade é o rolamento de rolos cilíndricos do tipo NU sem flange no anel interno. Caso se utilize engrenagem cilíndrica de dentes retos na transmissão bilateral, deve-se selecionar um mancal capaz de suportar uma determinada força axial, sendo o rolamento de rolos cilíndricos do tipo NJ com flange no anel interno o mais indicado.

 

(2)rolamento do eixo do motor de tração

 

Os motores de tração montados no eixo são geralmente suportados no truque por uma haste de ajuste de um lado e, no eixo do outro lado, por um rolamento de eixo.Rolamentos de rolos cilíndricos, rolamentos de rolos esféricoserolamentos de rolos cônicosforam usados.

 

Rolamento de rolos cilíndricosOs rolamentos de rolos cônicos são adequados para locomotivas de alta velocidade, com longos ciclos de lubrificação e instalação e manutenção relativamente simples, especialmente quando se utiliza a carcaça integral, onde essa vantagem se torna ainda mais evidente. A rigidez de instalação dos rolamentos de rolos cônicos é boa, o que contribui para garantir a precisão do engrenamento das engrenagens, porém, o ajuste da montagem, desmontagem e folga axial é complexo. A instalação de dois conjuntos de rolamentos de rolos esféricos, principalmente a desmontagem, é mais difícil do que a dos rolamentos de rolos cônicos, mas permite acomodar a flexão do eixo. O rolamento do eixo do motor de tração da locomotiva elétrica na China utiliza um rolamento de rolos esféricos, modelo 3G3053148T.

 

(3)Mancais do gerador de tração

 

O corpo de um gerador de tração diesel moderno com acionamento elétrico geralmente é instalado na extremidade da carcaça, próximo à saída do motor diesel. Independentemente da forma de instalação, a entrada da armadura raramente possui mancais, sendo geralmente suportada pelo virabrequim ou eixo de saída do motor diesel por meio de um acoplamento elástico, o que reduz o comprimento do gerador.

 

A extremidade externa do eixo da armadura geralmente pode ser usada comrolamentos de rolos cilíndricosE, às vezes, para facilitar o alinhamento com o motor a diesel durante a instalação, também podem ser usados ​​rolamentos de rolos esféricos.

 

3. Mancais do sistema de transmissão hidráulica de locomotivas a diesel

 

O sistema de transmissão hidráulica de uma locomotiva a diesel geralmente inclui três partes: caixa de transmissão hidráulica, eixo cardã e caixa de engrenagens do eixo. Locomotivas de manobra às vezes também incluem uma caixa de engrenagens para operação, que é equipada com um número considerável de rolamentos.

 

(1) Rolamento da caixa de engrenagens hidráulica

 

O modo de funcionamento da caixa de transmissão hidráulica consiste em converter a potência do motor diesel em potência para a locomotiva motriz através do conversor de torque hidráulico quando o trem está sendo tracionado; ao aplicar a frenagem hidráulica, o freio hidráulico é utilizado para absorver a energia cinética das rodas da locomotiva. Diversos eixos são dispostos na caixa de transmissão hidráulica, e o suporte de cada eixo é feito por meio de rolamentos.　　

 

(2) Rolamento intermediário da caixa de engrenagens

 

Os principais componentes da caixa de câmbio intermediária são o eixo de entrada e o eixo de saída, cada um com duas engrenagens. Uma das engrenagens de um dos eixos é a engrenagem de mudança, e o eixo e sua engrenagem possuem um mecanismo de embreagem que permite que uma das engrenagens se conecte ao eixo e transmita potência; a outra engrenagem permanece em marcha lenta nesse caso. A engrenagem de mudança e a embreagem são frequentemente dispostas no eixo de entrada, pois o torque de entrada é pequeno, o que facilita a redução do tamanho da embreagem estriada e do tamanho do rolamento.

 

(3) Rolamento da caixa de engrenagens do eixo

 

4. Mancal do virabrequim do motor a diesel

 

As principais vantagens do uso de rolamentos de esferas no virabrequim de motores a diesel são restritas a motores a diesel de alta rotação, sendo elas: baixa perda por atrito, alta eficiência mecânica, operação confiável e longa vida útil; lubrificação facilitada, radiador de óleo de tamanho reduzido, etc. Comparado ao uso de mancais de deslizamento, suas principais desvantagens são: alto custo, maior exigência técnica para a montagem dos mancais e do virabrequim, manutenção e substituição complexas e alto nível de ruído.

 

Para virabrequins de motores diesel de pequeno porte, monocilíndricos e bicilíndricos, são utilizados principalmente rolamentos de esferas classe 0; já para virabrequins de motores diesel de alta velocidade e alta potência, devido às grandes cargas a que são submetidos, geralmente são utilizados apenas rolamentos de rolos cilíndricos.