Um agitador funciona há décadas com um casquilho de bronze no veio. Durante a revisão, alguém sugere passar para um rolamento de esferas: «É mais moderno e dura mais.» Poucas semanas depois, o apoio começa a zumbir e a nova solução falha mais cedo do que o antigo casquilho.
O caso inverso também acontece. Uma máquina recebe um casquilho de deslizamento onde o projetista tinha previsto um rolamento, porque o rolamento não estava disponível naquele momento. O casquilho aquece, porque a lubrificação nunca foi dimensionada para um contacto por deslizamento.
As chumaceiras de deslizamento e os rolamentos cumprem a mesma função: guiam um veio e transmitem forças. Mas fazem-no segundo princípios completamente diferentes. Este artigo explica a diferença, mostra as vantagens e os limites de ambos os tipos e ajuda-o a tomar a decisão certa na substituição.
O princípio básico: deslizar contra rolar
No Chumaceira de deslizamento , o veio desliza diretamente numa bronze de apoio ou num casquilho. Entre as duas superfícies existe, idealmente, um filme lubrificante portante de óleo ou massa. Nas chumaceiras de deslizamento isentas de manutenção, essa função é assumida por um material com propriedades de deslizamento, como uma camada de PTFE ou um metal sinterizado impregnado de óleo.
No Rolamentos , os corpos rolantes rolam entre um anel interior e um anel exterior. Em vez de atrito de deslizamento, surge sobretudo atrito de rolamento, que é muito menor. Uma gaiola mantém os corpos rolantes afastados entre si. O rolamento mais conhecido é o rolamento de esferas, mas existem também inúmeros rolamentos de rolos.
Desta diferença decorre quase tudo o resto: o comportamento no arranque, a sensibilidade a choques e sujidade, o espaço de montagem e a forma como os apoios se desgastam.
Rolamentos: visão geral dos tipos
Os rolamentos estão amplamente normalizados. As dimensões principais dos rolamentos radiais estão definidas na ISO 15 e o cálculo da vida nominal na ISO 281. Por isso, rolamentos de fabricantes diferentes com a mesma designação são, regra geral, intermutáveis. Os principais tipos de rolamentos:
- Rolamento rígido de esferas: o polivalente para forças radiais médias e forças axiais limitadas, velocidades elevadas e baixo atrito. Típico em motores elétricos, bombas e ventiladores.
- Rolamento de esferas de contacto angular: suporta forças radiais e axiais combinadas, muitas vezes montado aos pares, por exemplo em árvores de máquinas-ferramenta.
- Rolamento de rolos cilíndricos: elevada capacidade de carga radial e, consoante a execução, funciona como apoio livre com deslocamento axial.
- Rolamento de rolos cónicos: para cargas combinadas elevadas, típico em cubos de roda e redutores, montado em oposição.
- Rolamento autocompensador de rolos: elevada capacidade de carga e autoalinhante, compensa desalinhamentos. Frequente em transportadores, britadeiras e ventiladores industriais.
- Rolamento de agulhas: muito baixo, para espaço radial reduzido.
- Rolamento axial: para forças puramente axiais, em execução de esferas ou de rolos.
Chumaceiras de deslizamento: tipos e materiais
As chumaceiras de deslizamento são menos uniformes do que os rolamentos. São dimensionadas com mais frequência para a máquina em causa. De forma geral, distinguem-se três grupos.
Chumaceiras hidrodinâmicas
O veio em rotação arrasta o óleo para uma folga em cunha e cria assim, por si próprio, uma pressão portante. A partir de uma determinada velocidade, o veio flutua sobre o filme de óleo e as superfícies deixam de se tocar. No arranque e na paragem, pelo contrário, há atrito misto com desgaste. Encontra este tipo de chumaceiras em grandes turbinas, geradores, compressores e motores elétricos pesados.
Chumaceiras hidrostáticas
Uma bomba externa injeta óleo sob pressão na chumaceira. Assim, o veio flutua mesmo com a máquina parada. É uma solução complexa, mas faz sentido em apoios muito lentos, fortemente carregados ou de alta precisão, por exemplo em grandes máquinas-ferramenta ou telescópios.
Chumaceiras de deslizamento de baixa manutenção e isentas de manutenção
É o grupo com que mais se depara na manutenção: casquilhos de bronze, bronze sinterizado, plástico ou materiais compósitos com camada de deslizamento. Encontram-se em articulações, dobradiças, alavancas, roletes, bombas lubrificadas pelo próprio fluido e muitos mecanismos de baixa velocidade. Materiais clássicos para chumaceiras lubrificadas são ainda o metal branco sobre casquilho de suporte em aço e o latão.
Chumaceira de deslizamento ou rolamento: as diferenças numa tabela
| Critério | Chumaceira de deslizamento | Rolamentos |
|---|---|---|
| Atrito no arranque | elevado (atrito misto), exceto hidrostática | baixo |
| Choques e vibrações | bom comportamento, o filme lubrificante amortece | sensível, risco de marcas nas pistas |
| Espaço radial | reduzido, muitas vezes apenas um casquilho fino | maior, devido aos anéis e corpos rolantes |
| Ruído | muito silenciosa | ruído de funcionamento audível, aumenta com o desgaste |
| Lubrificação | crítica, alimentação de óleo muitas vezes complexa | geralmente simples, muitas vezes massa ou lubrificação vitalícia |
| Sujidade | tolerante, consoante o material | sensível a partículas |
| Normalização e intermutabilidade | sobretudo específica da máquina | amplamente normalizado, intermutável entre fabricantes |
| Vida útil | em regime de lubrificação hidrodinâmica teoricamente muito longa, caso contrário desgaste | vida à fadiga calculável segundo a ISO 281 |
| Execução bipartida | facilmente possível, montagem sem desmontar o veio | apenas em execuções especiais |
Chumaceira de deslizamento: vantagens e limites
As principais vantagens da chumaceira de deslizamento revelam-se onde os rolamentos atingem os seus limites:
- Amortecimento: o filme lubrificante absorve choques e vibrações. Por isso, prensas, britadeiras e cambotas pesadas recorrem frequentemente a chumaceiras de deslizamento.
- Espaço compacto: um casquilho ocupa apenas alguns milímetros na direção radial.
- Funcionamento silencioso: não há corpos rolantes a passar sobre as pistas, logo quase não há ruído.
- Chumaceiras bipartidas: em veios grandes, a bronze de apoio pode ser substituída sem desmontar o veio.
- Robustez em movimentos oscilantes lentos: em articulações e eixos basculantes, os rolamentos sofrem marcas de imobilização (falso brinelamento), enquanto as chumaceiras de deslizamento lidam bem com isso.
Os limites: no arranque há desgaste enquanto o filme lubrificante ainda não se formou. Se a alimentação de óleo falhar, uma chumaceira hidrodinâmica pode gripar em pouco tempo. Além disso, as chumaceiras de deslizamento têm geralmente mais folga. Para guiamentos de veio muito precisos, só são adequadas em execuções especiais.
Rolamentos: vantagens e limites
Os rolamentos são o padrão na maioria das máquinas, e por boas razões:
- Baixo atrito mesmo no arranque, ideal para arranques e paragens frequentes.
- Lubrificação simples, muitas vezes com massa; muitos rolamentos são vedados e lubrificados para toda a vida.
- Dimensões normalizadas: um rolamento rígido de esferas 6205 tem, em qualquer fabricante, 25 mm de furo, 52 mm de diâmetro exterior e 15 mm de largura.
- Calculáveis: a vida nominal pode ser estimada segundo a ISO 281 a partir da carga e da velocidade.
- Guiamento preciso com folga reduzida ou mesmo com pré-carga.
Os limites: os rolamentos são sensíveis a choques, sujidade, desalinhamentos e montagem incorreta. A sua vida útil é limitada pela fadiga do material. Em diâmetros de veio grandes tornam-se pesados e volumosos na direção radial. Como se anuncia um dano incipiente, pode ler no nosso artigo Rolamento danificado? 7 sinais de avaria no rolamento de esferas.
Que apoio escolher? Casos de aplicação típicos
Não existe uma regra prática simples. Mas esta orientação ajuda no dia a dia:
- Rolamentos adequam-se a motores elétricos, bombas, ventiladores, redutores, árvores e roletes de transportadores, ou seja, a tudo o que tenha cargas médias, velocidades variáveis e arranques frequentes.
- Chumaceiras hidrodinâmicas adequam-se a veios grandes, rápidos e em funcionamento contínuo com alimentação de óleo estável, como turbinas, grandes compressores e grandes geradores.
- Casquilhos de deslizamento isentos de manutenção adequam-se a articulações, alavancas, eixos basculantes, guias e roletes lentos, sobretudo com sujidade, humidade ou sem possibilidade de lubrificação.
- Chumaceiras lubrificadas pelo fluido adequam-se a bombas em que o próprio fluido bombeado lubrifica, como bombas de motor encapsulado ou de acoplamento magnético.
Exemplo: o rolete do transportador na zona húmida
Um rolete de transportador numa zona de lavagem avaria repetidamente, porque a água entra no rolamento apesar da vedação e as pistas corroem. Um casquilho de deslizamento em plástico tolera muito melhor a água. Se a mudança é adequada depende, no entanto, da carga, da velocidade e do material do veio. Esta verificação cabe ao departamento de projeto ou ao fabricante.
Mudar de tipo? Primeiro verificar, depois substituir
Passar de chumaceira de deslizamento para rolamento, ou vice-versa, não é uma simples substituição, mas sim uma alteração de projeto. Antes de mudar, estes pontos devem estar esclarecidos:
- Espaço de montagem: o rolamento cabe no furo sem alterar a caixa ou o veio?
- Veio: as chumaceiras de deslizamento exigem uma superfície do veio dura e fina. Os rolamentos exigem assentos adequados com tolerância definida.
- Cargas e choques: o novo apoio aguenta as cargas de pico, e não apenas a carga nominal?
- Lubrificação: a lubrificação existente é adequada ao novo princípio ou tem de ser alterada?
- Guiamento axial: onde é o veio fixado axialmente e é necessário um apoio livre?
- Documentação: a alteração foi aprovada e atualizada no desenho e na lista de peças de substituição?
Quem não consegue responder com segurança a estas perguntas deve manter, na substituição, o tipo de apoio original.
O que deve indicar na substituição
No caso de rolamentos
- designação completa do rolamento, incluindo todos os sufixos, por exemplo para vedação (2RS, 2Z), folga interna (C3) ou material da gaiola
- fabricante, se conhecido, e fotografias da marcação no anel
- se a designação estiver ilegível: furo, diâmetro exterior e largura em mm
- condições de serviço como temperatura, velocidade ou ambiente, se se suspeitar de uma execução especial
No caso de chumaceiras de deslizamento
- diâmetro interior, diâmetro exterior e largura; nos casquilhos com colar, também o diâmetro e a espessura do colar
- material, se conhecido, ou uma fotografia da superfície de deslizamento
- ranhuras de lubrificação, furos de lubrificação e junta nos casquilhos enrolados
- contrapeça, ou seja, material e acabamento superficial do veio
- número de desenho ou número de peça de substituição da máquina, se existir
Precisamente nas chumaceiras de deslizamento, o número de peça de substituição da documentação da máquina ajuda muitas vezes mais do que qualquer cota, porque é aí que o ajuste e o material estão definidos. Encontra uma visão completa na nossa lista de verificação para o pedido de peças de substituição.
Quando o apoio é difícil de obter
Os rolamentos normalizados estão geralmente bem disponíveis. A dificuldade surge com execuções especiais, rolamentos com sufixos invulgares, máquinas mais antigas e casquilhos de deslizamento específicos da máquina. A KTB Europe é uma empresa familiar de Hamburgo e, desde 1976, adquire peças de substituição de todas as marcas em todo o mundo. Pode enviar-nos a designação do rolamento, uma fotografia da placa de características da máquina ou uma descrição com as dimensões. Se a peça original estiver descontinuada, procuramos alternativas adequadas.
Saiba mais na nossa página sobre compras MRO e peças descontinuadas. Pode fazer o seu pedido diretamente através da página de contacto .
Conclusão
As chumaceiras de deslizamento e os rolamentos não são concorrentes, mas ferramentas para tarefas diferentes. Os rolamentos destacam-se pelo baixo atrito no arranque, pela normalização e pela lubrificação simples. As chumaceiras de deslizamento mostram as suas qualidades perante choques, pouco espaço, veios grandes e ambientes difíceis. Na substituição, a regra é: mesmo tipo, designação completa, dimensões rigorosas. Mudar de princípio é uma decisão de projeto e deve ser verificada e documentada.
Perguntas frequentes
Qual é a principal diferença entre chumaceira de deslizamento e rolamento?
Na chumaceira de deslizamento, o veio desliza sobre um filme lubrificante ou uma camada de deslizamento num casquilho. No rolamento, esferas ou rolos rolam entre dois anéis. Daí resultam pontos fortes diferentes: os rolamentos têm pouco atrito no arranque, as chumaceiras de deslizamento amortecem choques e ocupam menos espaço.
Que vantagens tem uma chumaceira de deslizamento?
As chumaceiras de deslizamento amortecem choques e vibrações, funcionam de forma muito silenciosa e são compactas na direção radial. As chumaceiras grandes podem ser bipartidas e substituídas sem desmontar o veio. Além disso, os casquilhos isentos de manutenção lidam muitas vezes melhor do que os rolamentos com sujidade, humidade e movimentos oscilantes lentos.
Que tipos de rolamentos existem?
Os tipos mais importantes são o rolamento rígido de esferas, o rolamento de esferas de contacto angular, o rolamento de rolos cilíndricos, o rolamento de rolos cónicos, o rolamento autocompensador de rolos, o rolamento de agulhas e o rolamento axial. Diferem sobretudo nas forças que suportam, no espaço que ocupam e na capacidade de compensar desalinhamentos.
Posso simplesmente substituir uma chumaceira de deslizamento por um rolamento de esferas?
Só após verificação técnica. A mudança de tipo afeta o espaço de montagem, o assento do veio, a lubrificação, o guiamento axial e o comportamento perante choques. Trata-se, por isso, de uma alteração de projeto que deve ser aprovada e documentada. Em caso de dúvida, mantenha na substituição o tipo original.
Que dados precisa um fornecedor para um casquilho de deslizamento?
São importantes o diâmetro interior e exterior, a largura e, nos casquilhos com colar, as dimensões do colar. Acrescem o material, as ranhuras ou furos de lubrificação e o material do veio. Particularmente útil é o número de peça de substituição da documentação da máquina, porque é aí que o ajuste e o material estão definidos.