Os rolamentos de esferas de ranhura profunda podem lidar com cargas radiais e axiais?

Rolamentos de esferas de ranhura profunda (DGROs) são sem dúvida o tipo mais onipresente de rolamento rolante, encontrado em tudo, desde motores elétricos e eletrodomésticos a componentes automotivos e caixas de câmbio industrial. Uma questão fundamental geralmente surge: Os rolamentos de esferas de ranhura profunda podem lidar efetivamente com os dois radiais e Cargas axiais? A resposta é sutil: Sim, eles podem acomodar os dois, mas se destacarem principalmente em cargas radiais e têm limitações específicas em relação à capacidade axial.

Compreendendo o design da capacidade dupla

A chave para a capacidade do DGRO de gerenciar ambos os tipos de carga está em sua geometria fundamental:

1. Grooves profundos e contínuos: Os anéis interno e externo apresentam ranhuras profundas e ininterruptas. Essa curvatura contínua fornece vias suaves para as bolas.
2. Contato de Ball-Raceway: Os sulcos profundos permitem contato íntimo entre as bolas e as duas corridas ao longo de arcos significativos.
3. Caminho de carga axial: Quando uma carga axial é aplicada (paralela ao eixo do eixo), as bolas transmitem a força do ombro da ranhura de um anel até o ombro da ranhura do anel oposto. As ranhuras profundas fornecem superfícies estáveis ​​para essa transferência de força.

Este design permite inerentemente que o rolamento carrega cargas axiais em ambos Instruções simultaneamente, embora com significativamente menos capacidade do que sua classificação de carga radial.

Características de desempenho: radial vs. axial

• Força de carga radial: Os DGROs são otimizados especificamente para cargas radiais (forças que atuam perpendiculares ao eixo do eixo). Sua geometria distribui cargas radiais com eficiência em várias bolas, permitindo alta capacidade de carga radial em relação ao seu tamanho.
• Capacidade de carga axial: Embora capaz, a capacidade de carga axial de um único rolamento de esfera de ranhura profunda é consideravelmente menor que sua capacidade de carga radial. Como diretriz geral:
  • Um DGRO de linha única pode normalmente lidar com cargas axiais até aproximadamente 25-50% de sua classificação de carga radial estática (C0) . A porcentagem exata depende fortemente da série de rolamentos específicos (largura, profundidade da ranhura, curvatura) e tolerâncias de fabricação.
  • Direção: Eles podem lidar com cargas axiais em ambas as direções.
  • Fatores que influenciam a capacidade axial: Maior capacidade axial é favorecida por:
    • Rolamentos maiores dentro da mesma série.
    • Rolamentos com bolas maiores ou aumento do complemento da bola.
    • Os rolamentos fabricados com maior folga interna (por exemplo, a depuração C3 pode lidar com uma carga um pouco mais axial que C0 antes de experimentar a pré -carga prejudicial).
    • Lubrificação adequada e velocidades de operação moderadas.

Aplicações práticas que aproveitam a capacidade de carga dupla

Os DGROs são usados ​​com sucesso em inúmeras aplicações, onde estão presentes cargas combinadas moderadas (axial radial) ou cargas axiais puras:

1. Motores e geradores elétricos: Manusear forças axiais residuais de campos magnéticos ou desalinhamento menor do eixo durante a operação.
2. Caixas de câmbio: Suportar cargas do eixo, onde ocorrem forças radiais de engrenagens e impulso axial de engrenagens helicoidais.
3. Bombas e compressores: Gerenciando cargas radiais de impulsores e impulso axial moderado.
4. Transportadores de manuseio de materiais: Rolos de suporte sujeitos a cargas radiais com alguma restrição axial.
5. Acessórios automotivos: Utilizado em alternadores, bombas de água e tensionadores onde as cargas são principalmente radiais, mas existe algum componente axial.
6. Aparelhos: Encontrado na tambores da máquina de lavar (radial significativo, axial moderado durante a rotação) e pequenos motores de aparelhos.

Quando é necessário um rolamento de esfera de ranhura profunda e quando é necessária alternativas?

• Adequado para:
  • Cargas principalmente radiais.
  • Aplicações com baixo a moderado Cargas axiais em relação à capacidade do rolamento.
  • Situações que requerem carga axial em ambas as direções.
  • Aplicações onde a simplicidade, a relação custo-benefício e a capacidade de alta velocidade são prioridades.
• Considere alternativas (contato angular, rolo cônico) para:
  • Aplicações dominadas por Cargas axiais pesadas (impulso puro ou impulso excedendo significativamente ~ 50% de C0).
  • Cenários que exigem rigidez axial muito alta ou posicionamento axial preciso.
  • Aplicações envolvendo Altas cargas combinadas onde o componente axial empurra os limites da capacidade de um DGRO. Os rolamentos de esferas de contato angular ou os rolamentos de rolos cônicos são projetados explicitamente para lidar com cargas axiais significativas, isoladamente ou em combinação com cargas radiais, com muito mais eficiência.

Os rolamentos de esferas de ranhura profunda possuem uma capacidade inerente de lidar com cargas radiais e axiais simultaneamente, uma vantagem significativa contribuindo para o uso generalizado. Essa capacidade de carga dupla decorre diretamente de seus ranhores profundos e contínuos de pista. No entanto, sua capacidade de carga axial é fundamentalmente limitada em comparação com sua força radial. Os engenheiros devem avaliar cuidadosamente a magnitude e a direção das cargas radiais e axiais na aplicação. Enquanto os DGROs são excelentes para cargas axiais baixas a moderadas combinadas com cargas radiais, aplicações que exigem alto impulso axial ou rigidez axial extrema exigem rolamentos especificamente projetados para esse objetivo primário. Compreender esse equilíbrio é crucial para selecionar o rolamento ideal para desempenho e longevidade confiáveis.