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Jul 24, 2023

A história e a dinâmica dos rolamentos de filme fluido, parte 2

A Parte I desta série foi publicada na edição de junho de 2023 da Pumps & Systems. Com uma compreensão das opções de design de rolamentos, podemos agora investigar métodos de fornecimento de lubrificação que garantirão um desempenho adequado.

A Parte I desta série foi publicada na edição de junho de 2023 da Pumps & Systems.

Com uma compreensão das opções de design de rolamentos, podemos agora investigar métodos de fornecimento de lubrificação que garantirão um fornecimento adequado de óleo ao rolamento. Os métodos mais comuns para fornecimento de óleo são a lubrificação por anel e a lubrificação por circulação. A ranhura de óleo também é usada para fornecer lubrificantes ao sistema de rolamento. Os sistemas de rolamentos funcionam com eficiência máxima quando a entrega e a dispersão adequadas são alcançadas.

O petróleo entregue a partir de um reservatório central é muitas vezes referido como um sistema de circulação. Este reservatório geralmente fornece óleo para todos os rolamentos do sistema. Todo o óleo é drenado de volta para este reservatório para recirculação. À medida que o óleo fornecido é recirculado, ele deve passar por um sistema de filtragem e resfriamento. O óleo pode ser fornecido diretamente aos rolamentos com um sistema de alimentação por pressão ou por um sistema de alimentação por gravidade. Para sistemas alimentados por gravidade, o óleo é bombeado para um tanque superior para dispersão de volta através do sistema e utiliza a mesma metodologia para retornar o óleo ao reservatório principal. Para sistemas de alimentação sob pressão, o óleo é bombeado diretamente para a carcaça do mancal e retornado por gravidade para o reservatório principal. O fluxo de óleo geralmente é determinado pelo que é necessário para manter o rolamento dentro de temperaturas operacionais aceitáveis. Esta quantidade é mais que adequada para criar a película fluida necessária para a operação hidrodinâmica. À medida que o óleo é retirado do reservatório, ele deve passar por um filtro para remover qualquer material particulado potencial que possa causar arranhões no munhão do eixo e no revestimento do rolamento. Os resfriadores de óleo são frequentemente instalados nesses sistemas para regular a temperatura do óleo de entrada nos rolamentos. Válvulas, orifícios e outros métodos são usados ​​para garantir que a quantidade adequada de óleo seja aplicada.

Em um sistema de rolamento com óleo de anel, o reservatório de óleo geralmente é independente dentro da unidade de rolamento. A circulação do óleo é criada por um anel que gira e gira com o munhão. À medida que o anel gira, ele puxa o óleo do reservatório. O óleo é removido do anel no ponto de contato com o munhão e é distribuído através de canais de óleo. O anel de óleo atua como bomba para o óleo. O óleo normalmente é resfriado por meio do fluxo de ar sobre o motor; no entanto, pode ser necessário resfriamento adicional. Nessas circunstâncias, serpentinas de resfriamento de água podem ser usadas para manter temperaturas operacionais adequadas.

Um anel de óleo é projetado para ser uma a duas vezes maior do que o eixo no qual está montado. Isto permitirá a velocidade de rotação adequada do anel em relação à velocidade do eixo. Nessa proporção, o óleo adequado é depositado para transmissão através das superfícies do rolamento. Rolamentos com comprimento superior a 20 polegadas devem ser equipados com dois ou mais anéis para garantir a deposição adequada de óleo. O nível de óleo no reservatório deve ser observado por um visor na parte externa da carcaça. Os níveis de preenchimento mínimo e máximo devem ser observados. Com diâmetro e nível de óleo adequados, o anel deve mergulhar um quarto ou menos no óleo. Isso garantirá que o anel continuará girando e depositando óleo na taxa adequada. Se o nível de óleo estiver muito baixo, será fornecido um fornecimento inadequado de óleo e poderá ocorrer impacto. Isto criará um acúmulo excessivo de calor e poderá fazer com que partículas entrem no óleo. Se isso ocorrer, a taxa de falha aumentará exponencialmente. O anel não poderá girar se o nível de óleo estiver muito alto, resultando em falha prematura. O arrasto devido à viscosidade incorreta do óleo também pode causar falha prematura. Quando o nível estiver muito alto ou a viscosidade estiver incorreta, o anel ficará pendurado no eixo e não girará. Isso permite que o eixo rotativo crie um ponto de desgaste isolado que danificará permanentemente o anel além da função.

Um perfil de anel adequado também é crítico. Os perfis mais comuns são trapezoidais, retangulares/quadrados ou tipo T. O tipo mais eficiente de anel de óleo é trapezoidal. O óleo coletado deslizará pelas laterais do cone no anel e o depositará. Mais óleo irá fluir sobre um anel retangular e um anel tipo T. O equívoco de que o anel tipo T é o mais eficiente devido ao aumento da área de superfície do anel é refutado pelo fato do canto do “T” no anel reter o óleo no topo das pernas e não depositar tanto quanto o inclinações do anel trapezoidal. Muitas oficinas de reparo geralmente colocam o mesmo projeto de volta no sistema que foi removido. Isso geralmente é aceitável, mas se a lubrificação for o modo de falha de entrada, observe o perfil do anel para ver se melhorias podem ser feitas. Se o fornecimento e a dispersão de lubrificação ainda forem um problema, poderá ser necessária a alteração da ranhura de óleo.