Tipos de Rolamentos e suas Características

Capítulo 3.3: Rolamentos de Esferas de Contato Angular

Os rolamentos de esferas de contato angular são capazes de suportar cargas radiais e cargas axiais em um único sentido.

A linha que passa pelos pontos de contato das esferas com os anéis é inclinada em relação à direção radial do rolamento. Devido a esse ângulo de contato (α), uma força axial é gerada quando uma carga radial é aplicada. Em geral, rolamentos de duas carreiras ou conjuntos de rolamentos montados em arranjos são utilizados para suportar essa componente axial.

Normalmente, as gaiolas são fabricadas em aço prensado, porém gaiolas de resina poliamida são utilizadas em alguns rolamentos de alta precisão com ângulos de contato iguais ou inferiores a 30°.

A alteração da configuração do arranjo pode proporcionar diferentes características de capacidade de carga, permitindo a adaptação do rolamento às exigências específicas da aplicação.

Ângulos de Contato

O ângulo de contato dos rolamentos de esferas de contato angular permite que esses rolamentos suportem cargas axiais significativas em um único sentido, além de cargas radiais. O ângulo de contato é indicado na designação do rolamento por meio de códigos padronizados.

Seção transversal 2D de um rolamento de esferas de contato angular mostrando a linha imaginária usada para medir o ângulo de contato, que é formada com base nos pontos de carga onde a esfera entra em contato com os anéis externo e interno.
Um diagrama explicando os componentes de uma designação básica para rolamentos de esferas de contato angular. Na designação 7208B, o ângulo de contato é indicado pelo último código da sequência (B).
Infográfico sobre o ângulo de contato. O ângulo de contato é determinado pelos pontos de contato do elemento no rolamento e é definido por códigos (símbolos) designados pela ISO de C para 15°, A5 para 25°, A para 30° e B para 40°. Ângulos de contato maiores têm maior capacidade de carga axial, mas menor capacidade de carga radial e velocidades-limite, e vice-versa.

Gaiolas para Rolamentos de Esferas de Contato Angular

3D model cross section of bearing with pressed-steel cage.

Gaiola de aço prensado

3D model cross-section of a bearing with a resin cage.

Gaiola de resina poliamida (Nylon‑46)

3D model cross-section of bearing with machined-brass cage.

Gaiola de latão usinado

Um tratamento térmico para estabilidade dimensional pode ser aplicado aos anéis e às esferas, permitindo que o rolamento opere de forma contínua em temperaturas de 120 °C ou superiores.

Diagrama da adequação dos tipos de gaiola para temperaturas de operação. Gaiolas de Nylon-46 podem ser usadas para operação contínua de longo prazo de até 150°C. Gaiolas de L-PPS até 190°C, e gaiolas de latão usinado em uma ampla faixa de temperaturas.

Arranjos de Rolamentos: Tipos e Características

Os arranjos de rolamentos consistem na combinação de dois ou mais rolamentos de esferas ou de rolos, montados como um conjunto com duas ou mais carreiras.

A seguir, são apresentadas algumas características de arranjos com dois rolamentos (montagens pareadas) de rolamentos de esferas de contato angular.

Tabela comparando as disposições de rolamentos de esferas de contato angular e suas características. Todos os tipos são excelentes para cargas radiais, os tipos DB são adequados para cargas axiais em ambas as direções, enquanto os tipos DF e DT suportam apenas uma direção, e os tipos DB e DF são ambos adequados para cargas de momento, embora os tipos DB sejam melhores devido a uma distância maior entre os centros de carga efetivos.

Códigos do Arranjo

Tabela comparando os códigos usados para arranjos de rolamentos cônicos. Todas as principais empresas NSK usam o mesmo esquema de nomenclatura para arranjos de duas carreiras (DB, DF e DT), mas há padrões de nomenclatura conflitantes para arranjos de 3 e 4 carreiras.

Nota: Códigos de arranjo idênticos utilizados por diferentes fabricantes podem ter significados distintos.

Rolamentos de Esferas de Contato Angular de Duas Carreiras

Os rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras são, essencialmente, um arranjo do tipo costas com costas (DB) de dois rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira, que compartilham um único anel interno e um único anel externo.

Esses rolamentos são capazes de suportar cargas radiais, cargas axiais em ambas as direções e cargas de momento.

  • A largura total desses rolamentos é menor do que a de um arranjo composto por dois rolamentos separados com os mesmos diâmetros externo e de furo.
  • Os rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira estão disponíveis em quatro ângulos de contato diferentes (15°, 25°, 30° e 40°), enquanto os rolamentos de contato angular de duas carreiras (série 5xxx) possuem ângulo de contato de 25°.
  • As gaiolas são normalmente fabricadas em aço prensado.
  • Esses rolamentos são amplamente utilizados em bombas, motores elétricos e sopradores.

Comparação entre o 5206 (duas carreiras) e o 7206ADB (arranjo)

 52067206ADB（M）
Diâmetro do furo (mm)30←
Diâmetro Externo (mm)62←
Largura (mm)23.832
Ângulo de contato (°)2530
Capacidades de carga básicas (kN)Dinâmica29.636.5
Estática21.129.5
Velocidades limite (min⁻¹)Graxa7,10010,000
Óleo9,50013,000

Comparação dos Rolamentos de Contato Angular de Duas Carreiras (3xxx a 5xxx)

Designação3xxx (comparado ao 5xxx)
DimensõesIdêntico
Capacidade de carga dinâmicaBaixa＊1
Projeto interno*1Anel externoRanhura de enchimento presente（ausente no 5xxx）＊2
Anel interno1 carreira（5xxx: pista de rolamento com 2 carreiras）
EsferasNumerosa
Diâmetro das esferasPequeno
Ângulo de contatoGrande

Notas

*1 Alguns produtos de outros fabricantes possuem o mesmo projeto interno tanto para os rolamentos das séries 3xxx quanto 5xxx.

*2 Alguns produtos de outros fabricantes não apresentam ranhuras de enchimento visíveis e utilizam anel interno bipartido.

Comparação de dois tipos de rolamentos de esferas de contato angular de duas carreiras com dimensões idênticas. Entre as designações de rolamentos 5206 e 3206, apenas o 3206 possui uma ranhura para inserção das esferas.

*Na série 3xxx, deve‑se tomar cuidado para assegurar que a área onde a carga é aplicada ao rolamento (zona carregada) não inclua a ranhura de enchimento.

Rolamentos de Esferas de Quatro Pontos de Contato

  • Os rolamentos de esferas de quatro pontos de contato são rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira, com anel interno separável.
  • Esses rolamentos são capazes de suportar cargas radiais e cargas axiais em ambas as direções.
  • Com ângulo de contato de 35°, são particularmente adequados para cargas axiais puras ou para cargas combinadas nas quais a componente axial é elevada.
  • Um único rolamento de quatro pontos de contato pode substituir um arranjo DF (face a face) ou DB (costas com costas).
  • As gaiolas são normalmente fabricadas em latão usinado.
3D model cross-section of four-point-contact ball bearing with machined brass cage.
Rolamentos de esferas de contato de quatro pontos fazem contato em dois pontos no anel interno bipartido e em dois pontos no anel externo.