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As chumaceiras são utilizadas em máquinas e unidades mecânicas como elementos de guia para permitir, orientar e controlar os movimentos.

São cruciais para o bom funcionamento dos sistemas mecânicos, uma vez que reduzem a fricção, absorvem forças e aumentam a precisão do movimento.

A seguir, encontrará as funções básicas e os diferentes tipos de rolamentos, a sua conceção e aplicações específicas, bem como uma visão geral da manutenção e dos cuidados a ter:

Funções básicas dos rolamentos como elementos de guia:

Os rolamentos desempenham várias tarefas nas máquinas para garantir movimentos precisos e um funcionamento fiável:

1. Os rolamentos minimizam o contacto direto entre as peças móveis, o que reduz a fricção e, consequentemente, o desgaste e o consumo de energia.
2. Os rolamentos são concebidos para absorver e transmitir forças (por exemplo, cargas axiais e radiais). Isto protege os outros componentes e permite uma distribuição eficiente da força.
3. Permitem e guiam movimentos lineares ou rotativos. As chumaceiras são, por isso, um fator decisivo para a precisão e estabilidade dos processos mecânicos.
4. As chumaceiras fixam os componentes na sua posição correta e evitam movimentos indesejados ou vibrações que possam prejudicar o sistema.

Tipos e conceção das chumaceiras:

As chumaceiras existem numa variedade de modelos que diferem na sua construção e aplicação:

1. Mancais de deslizamento:

As chumaceiras de deslizamento são um tipo de chumaceira muito utilizado que, ao contrário das chumaceiras de rolamento, não contém quaisquer elementos rolantes. Em vez disso, o movimento é conseguido por duas superfícies que deslizam uma contra a outra. Têm uma conceção simples e são pouco dispendiosas, mas podem ser a melhor escolha para determinadas aplicações.

Estrutura dos rolamentos lisos:

Casquilho de rolamento ou superfície de deslizamento: O principal componente de uma chumaceira de deslizamento é o casquilho de rolamento ou a superfície de deslizamento sobre a qual se move o eixo ou o veio. Estes casquilhos são frequentemente feitos de material resistente ao desgaste, como bronze, plástico ou materiais especiais para chumaceiras.
Casquilho da chumaceira: As chumaceiras de deslizamento também podem ser constituídas por um casquilho interior e exterior que protege e envolve a superfície de deslizamento.
Lubrificação: Muitas chumaceiras de deslizamento requerem lubrificação para reduzir o atrito e prolongar a vida útil. No entanto, também existem chumaceiras autolubrificantes que utilizam misturas de materiais especiais.

Tipos de rótulas:

1. Rótulas radiais: São utilizadas para absorver forças radiais (forças que actuam perpendicularmente ao eixo) e são utilizadas em aplicações com movimentos de rotação lenta ou oscilantes.
2. Rótulas axiais (rolamentos axiais): Estas rótulas absorvem forças axiais (forças que actuam ao longo do eixo) e são frequentemente utilizadas em fusos de parafusos ou em veios de rotação lenta.
3. Rótulas planas: Estes rolamentos lisos são utilizados para suportar grandes pontos de contacto planos, como em prensas ou maquinaria pesada.
4. Rótulas autolubrificantes: Estes tipos de chumaceiras não necessitam de lubrificação externa e são feitas de misturas de materiais que oferecem propriedades de deslizamento permanentes, tais como PTFE ou plásticos especiais.

Aplicações das chumaceiras de deslizamento:

Os rolamentos lisos são ideais para aplicações com cargas elevadas e velocidades baixas.

1. Indústria automóvel:
Em suspensões de veículos, motores (por exemplo, bronzinas de biela e de árvore de cames), caixas de velocidades e travões, onde ocorrem cargas elevadas.

2. Máquinas de construção e agrícolas:
Em aplicações onde são necessários rolamentos simples e robustos, como em escavadoras, tractores e gruas, uma vez que os rolamentos lisos suportam bem a sujidade e as cargas.

3. Indústria pesada:
Em prensas, laminadores e turbinas, onde forças elevadas actuam sobre o rolamento e onde prevalecem frequentemente condições ambientais adversas.

4. Centrais hidroeléctricas:
Para o suporte de rolamentos de turbinas de água, uma vez que os rolamentos lisos podem suportar cargas elevadas e podem ser utilizados em ambientes aquáticos com lubrificantes especiais.

5. Motores eléctricos e pequenas máquinas:
Em aparelhos domésticos ou pequenos motores eléctricos onde o ruído e a manutenção devem ser reduzidos.

2. Rolamentos magnéticos:

Os rolamentos magnéticos utilizam forças magnéticas para suportar e estabilizar um eixo ou veio. Uma vez que não há contacto entre as partes móveis, não há praticamente fricção, o que torna os rolamentos magnéticos muito duráveis e praticamente elimina o desgaste.

Estrutura dos rolamentos magnéticos:

Ímanes: Fortes ímanes permanentes ou electroímanes asseguram a levitação do veio. O veio mantém-se em posição devido à força magnética, sem contacto mecânico.
Controlo do rolamento (com rolamentos magnéticos activos): Nos rolamentos magnéticos activos, a posição do veio é monitorizada e corrigida através de um sistema de controlo eletrónico. Os sensores detectam as alterações de posição e ajustam a força magnética para estabilizar o veio.
Alimentação eléctrica: Os rolamentos magnéticos activos requerem um fornecimento constante de energia para alimentar os electroímanes e o controlador.

Tipos de rolamentos magnéticos:

1. Rolamentos magnéticos passivos: Estes rolamentos utilizam apenas ímanes permanentes e não necessitam de um controlador. No entanto, têm uma estabilidade limitada e, muitas vezes, só são adequados como rolamentos adicionais.
2. Rolamentos magnéticos activos: Estes rolamentos utilizam electroímanes que são controlados ativamente. Isto permite um controlo preciso da posição e uma maior estabilidade.
3. Rolamentos magnéticos supercondutores: Estas chumaceiras de alta tecnologia utilizam a propriedade dos supercondutores para excluir os campos magnéticos, permitindo assim uma ausência quase perfeita de fricção.

Aplicações das chumaceiras magnéticas:

As chumaceiras magnéticas são utilizadas em aplicações onde é necessária uma precisão máxima e um atrito reduzido.

1. Rotores de alta velocidade:
Nas turbinas a gás e a vapor, por exemplo, para a produção de energia, os rolamentos magnéticos permitem altas velocidades de rotação e oferecem um movimento preciso e sem atrito.

2. Tecnologia médica:
Em máquinas de ressonância magnética (MRI), onde são necessários rolamentos sem contacto e de baixa vibração para garantir a qualidade da imagem e a segurança do paciente.

3. Tecnologia espacial e de satélites:
Para sistemas giroscópicos e componentes rotativos, uma vez que os rolamentos magnéticos podem funcionar no vácuo e não necessitam de lubrificação.

4. Laboratório e tecnologia de medição:
Para aplicações como centrífugas de alta velocidade, onde é necessário um atrito extremamente baixo e alta precisão.

5. Engenharia mecânica de precisão:
Em máquinas de processamento e instrumentos ópticos muito precisos, em que é necessário um desgaste mínimo e uma precisão máxima.

3. Rolamentos de fluidos:

As chumaceiras de fluido utilizam uma fina camada de fluido criada por pressão ou rotação para separar e suportar as peças móveis. Esta camada pode ser constituída por óleo, água ou outros líquidos. O atrito é mínimo aqui, uma vez que as peças se movem separadamente através do líquido.

Estrutura dos rolamentos de fluido:

Caixa de rolamentos e superfícies de rolamento: As superfícies das chumaceiras são muitas vezes feitas de material robusto e rodeadas por uma caixa que retém o fluido e estabiliza os componentes.
Camada de fluido: O movimento do veio ou o bombeamento externo cria uma camada pressurizada de fluido que suporta o peso do veio ou dos componentes.
Vedantes: Os vedantes são necessários para manter o fluido na área da chumaceira e evitar fugas.

Tipos de rolamentos de fluido:

1. Rolamentos hidrodinâmicos: a camada de fluido é criada pela rotação do eixo, que cria assim a distribuição de pressão necessária.
2. Rolamentos hidrostáticos: Aqui a camada de pressão é gerada externamente por bombas. Isto permite uma elevada capacidade de carga mesmo a baixas velocidades ou quando parado.

Aplicação de rolamentos líquidos:

As chumaceiras de líquidos são adequadas para aplicações de alta velocidade e onde se pretende uma baixa fricção e ruído.

1. Bombas e turbinas:
Em bombas de água ou de óleo e em centrais hidroeléctricas, uma vez que os rolamentos líquidos proporcionam uma lubrificação constante e suportam bem cargas e velocidades elevadas.

2. Cargas pesadas na indústria:
Em grandes máquinas industriais e laminadores, onde ocorrem cargas elevadas e fortes vibrações. A camada de fluido também amortece as vibrações e reduz o desgaste.

3. Navios e submarinos:
Em hélices de navios e turbinas de submarinos, que funcionam frequentemente na água ou num ambiente semelhante à água, uma vez que os rolamentos de fluido funcionam eficazmente sob cargas elevadas e em ambientes húmidos.

4. Centrais eléctricas:
Em grandes geradores e turbinas para garantir um movimento fiável e de baixo desgaste e prolongar a vida útil das máquinas.

5. Indústria aeroespacial:
Em motores a jato para garantir um suporte de rolamentos fiável e de baixa fricção a altas temperaturas e velocidades.

4. Rolamentos de ar, rolamentos aerostáticos ou aerodinâmicos:

Uma forma especial de rolamentos líquidos são os rolamentos de ar, que utilizam uma fina camada de ar como meio de separação em vez de líquidos. As chumaceiras de ar são ideais para aplicações que requerem uma fricção extremamente baixa e uma elevada precisão, tais como dispositivos ópticos ou microelectrónicos.

Estrutura das chumaceiras de ar:

Superfícies de apoio: As superfícies das chumaceiras são muitas vezes feitas de materiais especiais que permitem um atrito mínimo e oferecem uma elevada estabilidade.
Sistema de alimentação de ar: Um sistema externo bombeia o ar para a chumaceira, de modo a que se forme uma fina camada de ar entre as peças móveis.
Vedantes: Os vedantes também são necessários para manter o ar na área da chumaceira e manter uma pressão de ar uniforme.

Tipos de chumaceiras de ar:

1. Rolamentos de ar poroso: o ar sai uniformemente de um material poroso, formando uma camada estável.
2. Rolamentos de ar de bocal: Aqui, o ar é alimentado através de uma série de pequenos bicos para criar uma camada homogénea de ar.

Aplicações das chumaceiras de ar:

As chumaceiras de ar são utilizadas em aplicações de alta tecnologia onde a máxima precisão e a baixa vibração são importantes.

1. Fabrico de semicondutores e eletrónica:
Em equipamentos de fabrico de precisão, como por exemplo na produção de chips para computadores, as chumaceiras de ar proporcionam um controlo de movimento extremamente preciso e sem vibrações.

2. Equipamentos de medição e teste:
Em dispositivos de medição ótica e microscópios onde a vibração e a fricção mecânica podem interferir, como nos interferómetros laser.

3. Dispositivos médicos e aplicações laboratoriais:
Em equipamento analítico e de teste em que é necessário um movimento sem fricção para obter resultados precisos, como em centrifugadoras e analisadores de sangue.

4. impressão 3D e fabrico aditivo:
Em impressoras de alta precisão que requerem resoluções de camada minúsculas para maximizar a qualidade e o pormenor dos modelos.

5. Instrumentos ópticos e telescópios:
Em ópticas e telescópios de alta precisão que requerem movimentos sem vibrações para garantir imagens de alta resolução.

Para além dos rolamentos, os rolamentos lisos, os rolamentos magnéticos, os rolamentos de fluido e os rolamentos de ar oferecem vantagens únicas em diferentes aplicações. A seleção do rolamento certo depende da carga, fricção, precisão e requisitos de manutenção.

Manutenção e cuidados com os rolamentos:

A manutenção regular é crucial para garantir o funcionamento dos rolamentos como elementos de guia e para prolongar a sua vida útil:

• Uma lubrificação suficiente e regular reduz o atrito e protege contra o desgaste. Dependendo da aplicação, é utilizado óleo ou massa lubrificante, sendo que os intervalos de lubrificação variam.
• A sujidade e as partículas estranhas na chumaceira podem aumentar a fricção e provocar danos. As chumaceiras em ambientes poeirentos ou sujos devem, por isso, ser bem vedadas ou limpas regularmente.
• As chumaceiras devem ser verificadas regularmente quanto a sinais de desgaste e substituídas, se necessário. Os sensores modernos podem medir as vibrações e as temperaturas para avisar atempadamente de problemas.

Como elementos de guia, os rolamentos são um componente indispensável dos sistemas mecânicos. Guiam e suportam movimentos, reduzem a fricção e aumentam a precisão e a estabilidade de máquinas e veículos.

Segue-se um resumo dos pontos mais importantes a ter em conta na compra de rolamentos:

Ao comprar rolamentos, há uma série de aspectos importantes para garantir que o rolamento é ideal para a aplicação pretendida. A escolha correta dos rolamentos pode melhorar o desempenho e a vida útil das máquinas e equipamentos e reduzir os custos de manutenção e de inatividade.

• Decida se uma chumaceira de deslizamento, uma chumaceira magnética, uma chumaceira de ar ou uma chumaceira de fluido é adequada com base nos requisitos específicos da aplicação.
• Movimento linear ou movimento rotativo? Para o movimento rotativo, as chumaceiras de deslizamento, as chumaceiras magnéticas ou as chumaceiras de fluido são frequentemente mais adequadas, enquanto que para o movimento linear, devem ser escolhidas chumaceiras lineares magnéticas ou de ar.
• Considere se o rolamento tem de suportar cargas radiais e/ou axiais elevadas.
• O rolamento deve ser capaz de suportar a carga dinâmica máxima esperada (movimento) e a carga estática (em repouso).
• Certifique-se de que o rolamento foi concebido para a distribuição de carga específica (cargas axiais, radiais ou combinadas).
• Em certas aplicações, o rolamento deve ser capaz de suportar com segurança uma determinada sobrecarga.
• Cada rolamento tem uma velocidade máxima recomendada na qual a temperatura de funcionamento e o desempenho ainda estão dentro do intervalo seguro.
• Certifique-se de que a chumaceira funciona de forma fiável à temperatura ambiente prevista, especialmente a temperaturas extremas (por exemplo, em sistemas de alta temperatura).
• Se forem atingidas velocidades elevadas, pode ser necessário um arrefecimento adicional ou uma lubrificação especial.
• A folga radial ou axial de um rolamento deve cumprir os requisitos. Uma folga excessiva pode levar a instabilidade e vibrações, enquanto uma folga insuficiente aumenta o desgaste.
• Dependendo da aplicação, pode ser necessária uma classe de precisão mais elevada, especialmente em máquinas que requerem alta precisão e baixas tolerâncias.
• Dependendo da aplicação (por exemplo, aço inoxidável para ambientes húmidos ou condições corrosivas). As chumaceiras com revestimentos especiais estão frequentemente protegidas contra a corrosão e o desgaste.
• As chumaceiras vedadas evitam que a sujidade e a humidade entrem no interior da chumaceira e reduzam a sua vida útil.
• Certifique-se de que o material é compatível com os lubrificantes pretendidos.
• Escolha entre chumaceiras lubrificadas com massa e com óleo ou mesmo chumaceiras sem manutenção (por exemplo, com lubrificante sólido).
• A escolha de um rolamento de baixa manutenção ou sem manutenção pode reduzir os requisitos de manutenção e os custos associados.
• Especialmente para aplicações de alta ou baixa temperatura, o lubrificante deve ser adequado ao ambiente.
• Alguns rolamentos são mais fáceis de instalar do que outros. O manuseamento deve ser tido em conta, especialmente quando é necessária uma substituição frequente.
• Os rolamentos normalizados estão muitas vezes mais facilmente disponíveis e são menos dispendiosos do que os rolamentos especializados. É vantajoso confiar em tamanhos e tipos de rolamentos padronizados.
• Verifique se são necessárias ferramentas especiais ou adaptações para a instalação.
• Preste atenção à vida útil especificada e considere se esta corresponde aos requisitos de funcionamento.
• Considere as condições ambientais, tais como humidade, pó, vibrações ou elementos corrosivos, uma vez que podem afetar a vida útil.
• A vida útil esperada pode ser verificada através de cálculos ou especificações do fabricante, especialmente para aplicações críticas.
• Um rolamento barato pode poupar custos a curto prazo, mas pode causar custos de avaria elevados. A longo prazo, as chumaceiras de alta qualidade são frequentemente mais baratas.
• Especialmente em aplicações onde a máquina tem de evitar longos períodos de paragem, a disponibilidade e o tempo de entrega rápido dos rolamentos é importante.
• Tenha em atenção a fiabilidade e as garantias de qualidade do fabricante.
• Em áreas como a indústria alimentar ou a medicina, podem ser colocadas exigências especiais quanto ao respeito pelo ambiente.
• Para aplicações na proximidade de pessoas, como electrodomésticos ou tecnologia médica, um baixo nível de ruído pode ser crucial.
• Para aplicações com elevados requisitos de segurança ou higiene (por exemplo, na aviação ou no processamento de alimentos), devem ser selecionados rolamentos certificados que cumpram determinadas normas ISO ou DIN.

Uma análise cuidadosa dos requisitos dos rolamentos e a consideração das condições ambientais, cargas e necessidades de manutenção podem prolongar a vida útil do rolamento e melhorar significativamente a eficiência da máquina ou do sistema.

As chumaceiras podem ser adquiridas a vários fornecedores. A Exportpages fornece informações completas sobre fabricantes e fornecedores de rolamentos de todo o mundo.