CASE STUDY
Indo ao encontro das maiores demandas da atualidade John Rhodes e Karen Clever, da Timken nos Estados Unidos da America, explicam a necessidade de novos rolamentos autocompensadores de rolos para atender às necessidades de ambientes mais difíceis e à crescentes demanda da indústria pesada.
em forma de “barril” separados por uma gaiola, permitindo uma maior capacidade de carga e capacidade de desalinhamento angular dinâmico quando comparados a outros tipos comuns de rolamentos, incluindo o cônico e o cilíndrico. A maioria dos rolamentos destina-se a suportar uma carga radial (atua perpendicularmente ao eixo) ou uma carga axial (que atua paralelamente ao eixo). Os rolamentos autocompensadores de rolos, no entanto, devem tolerar cargas combinadas, onde forças radiais e axiais moderadas a altas estão em ação. Os rolamentos autocompensadores de rolos são usados não só onde desalinhamentos de eixo são comuns, mas onde contaminação, choque e vibração também são desafios constantes. O seu design robusto e a sua maior tolerância ao desalinhamento são especialmente adequadas para a indústria de cimento. Figura 1. As expectativas da indústria forçam os limites da durabilidade e da produção na indústria pesada.
INTRODUÇÃO
H
oje em dia, as expectativas da indústria forçam os limites da durabilidade e da produção na indústria pesada, colocando à prova as máquinas tradicionais de máquinas e o design dos componentes. O mercado global exige maior confiabilidade a elevadas temperaturas de operação, assim como a carregamentos e velocidades mais altas, enfatizando o aumento da eficiência a cada passo. Para muitos, a oportunidade virá de melhorias incrementais nas tecnologias existentes, em vez de grandes avanços. À medida que a indústria de cimento enfrenta condições mais severas, os operadores de plantas e equipamentos procuram cada vez mais fornecedores e fabricantes para gerar novas eficiências operacionais. Em todos os setores, o objetivo é verificar ganhos mensuráveis em desempenho, produtividade e lucratividade, resultantes de melhorias nos sistemas, processos e ativos existentes. A Timken lançou um esforço intensivo de melhoria para atender aos requisitos crescentes de carga, velocidade e temperatura para rolamentos que operam em aplicações críticas. Este artigo explora as novas expectativas para as aplicações-chave, particularmente na indústria do cimento, os avanços na tecnologia de rolamentos autocompensadores de rolos e o design e teste dos rolamentos autocompensadores de rolos de alto desempenho da Timken.
PARÂMETROS DE ALTO DESEMPENHO “Alto desempenho”, em relação aos rolamentos autocompensadores de rolos, é descrito como um aumento na vida útil do rolamento, o que oferece a potencial redução do tamanho de outras seleções de componentes, mantendo os níveis atuais de desempenho do sistema (ou seja, equipamentos mais pequenos, sistemas que trabalham de forma mais eficiente/efetiva e densidade de potência aumentada, traduzindo-se em maior rendimento de energia e maior vida útil do sistema). O alto desempenho também é descrito como uma redução na geração de calor – rolamentos que funcionam em temperaturas mais baixas, sob condições exigentes, criam o potencial para uma maior eficiência e velocidades de operação mais altas. Temperaturas mais baixas reduzem a taxa de oxidação e deterioração de óleos, graxas e filmes, prolongando a lubrificação e, portanto, a vida útil do rolamento. Embora a funcionalidade básica dos rolamentos autocompensadores de rolos de hoje permaneça fundamentalmente semelhante à introduzida na década de 1950, as melhorias contínuas no desempenho têm sido um ponto fulcral para os fabricantes de rolamentos. O esforço da pesquisa e desenvolvimento da Timken progrediu com o mercado, de forma a atender aos crescentes requisitos de tamanho e potência de máquinas pesadas e equipamentos acionados por engrenagens.
ELEMENTOS-CHAVE DE DESIGN
O CASO DOS ROLAMENTOS AUTOCOMPENSADORES DE ROLOS
Os objetivos para a otimização do design do rolamento autocompensador de rolos Timken incluíram: 1. Maior capacidade de carga; 2. Temperatura de operação reduzida; 3. Vida útil estendida.
Os rolamentos autocompensadores de rolos são uma classe especial de rolamentos de rolos, utilizados muitas vezes nas aplicações mais difíceis e exigentes. Esses rolamentos radiais autocompensadores de duas carreiras são projetados com um anel interno e externo e rolos
Especificamente, as atividades foram focadas em: 1. Otimização das geometrias internas para maximizar o comprimento do rolo e a capacidade dinâmica;
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