Ao selecionar o rolamento correto para as aplicações, é importante distinguir o rolamento de rolos de agulhas e o rolamento de esferas. Embora ambos os tipos sejam projetados para diminuir o atrito e fornecer movimento rotacional silencioso e contínuo, seu design, capacidade de suporte de carga e uso são únicos. Neste artigo você descobrirá as características, prós e contras e possíveis campos de aplicação dos rolamentos de rolos de agulhas e rolamentos de esferas.
O que são rolamentos de agulhas?
Rolamentos de agulha são um tipo de rolamento de rolos com rolos cilíndricos longos e delgados, maiores que seu diâmetro, chamados de agulhas. Essas agulhas possuem uma relação comprimento/diâmetro que varia de 3:1 a 10:1, possibilitando maior interação entre os corpos rolantes e os anéis do rolamento. Esse
projeto leva a uma maior capacidade de carga do que aquela fornecida pelos rolamentos de esferas convencionais.
Componentes de rolamentos de agulhas
Needle Rollers: The rollers offer the main real estate for the load to be borne by. They are usually made of hardened steel to enable them to bear high stresses.
Needle Cage: This component assists in positioning and immobilizing the needle rollers in the best arrangement to ensure that they are equally spaced.
Outer Race: Made preferably from steel or brass, the outer race is the bearing that completes the path where the needle rollers roll over.
Inner Race: Sometimes, inner race is incorporated but in some other designs the shaft is utilized as the inner race.
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Vantagens dos rolamentos de agulhas
High Load Capacity: Needle roller bearings are capable of taking high load radial because of their large contact area.
Space Efficiency: They are suitable for uses that require little space since they can be set in a compact order.
Low Friction: They have low friction resistance and hence consume less power and are mechanically very efficient.
Versatility: Needle bearings come in several types, radial, thrust, and mixed bearings, making them appropriate for many uses.
Desvantagens dos rolamentos de agulhas
Cost: Needle roller bearings are generally more costly than ball bearings because of the geography and material characteristics of their design.
Noise: It is sometimes limited in use by its ability to generate more heat and noise than the other bearing types.
Misalignment Sensitivity: Needle roller bearings are less tolerant regarding misalignment in most cases than ball bearings.
O que são rolamentos de esferas?
Os rolamentos de esferas são o tipo de rolamento de elemento rolante que emprega esferas para reter a folga entre as pistas do rolamento. Este projeto minimiza o contato de atrito e torna o rolamento capaz de suportar cargas radiais e axiais. Os rolamentos de esferas podem ser vistos em diversas aplicações, que incluem automóveis e produtos industriais.
Componentes de rolamentos de esferas
Balls: The spherical elements are responsible for rolling action and normally are manufactured from steel or ceramic material.
Outer Race: The outer race is a circular component in which balls are accommodated with the possibility of rolling.
Inner Race: The inner race is fixed on the rotating element, for instance a shaft or hub of a bearings’ system.
Cage: There is a cage or a separator that maintain the balls in a position they should not touch each other.
Vantagens dos rolamentos de esferas
Low Friction: Ball bearings have a low frictional resistance, therefore they are not prone to generating heat and abrasion, thus they last longer.
High-Speed Capability: High speed is possible because they are less abrasive and do not consume much force when in operation.
Tolerance to Misalignment: Compared with the spherical bushings, the ball bearings are more tolerant in terms of the angular misalignment between the inner and outer races.
Versatile Designs: They come in a variety, which includes radial, angular contact, and thrust ball bearings among others.
Desvantagens dos rolamentos de esferas
Lower Load Capacity: Needle roller bearing has more load-carrying capacity than ball bearings for the same size due to point contact type of bearing.
Heat Generation: In high loaded applications, ball bearings create additional heat that could be controlled with the use of cooling systems.
Cost of High-Performance Options: Ceramic or stainless steel super precision ball bearings suited for high stress applications may be expensive.
Principais diferenças entre rolamentos de rolos de agulhas e rolamentos de esferas
Capacidade de carga
Em aplicações que exigem alta carga, os rolamentos de rolos de agulhas apresentam bom desempenho. Devido à sua grande área de contato, eles são adequados para fornecer altas cargas radiais. Por outro lado, as esferas de rolamento são recomendadas para condições de baixa carga, portanto são bem utilizadas em altas velocidades, mas não em operações de resistência.
Design e Estrutura
Existem muitas diferenças no design dos rolamentos de agulhas e de esferas. Um rolamento de rolos de agulhas apresenta um rolo com formato cilíndrico alongado para aumentar a área de superfície de contato. As bolas, por outro lado, são arredondadas, o que as torna ainda menores e, portanto, proporcionam contato pontual em
rolamentos de esferas. Esta diferença estrutural reflete seus parâmetros de desempenho.
Velocidade e Fricção
Os rolamentos de esferas são normalmente mais adequados para movimentos de alta velocidade, uma vez que a força de atrito absorvida por eles é relativamente baixa e o sistema é menos ruidoso. Os rolamentos de rolos de agulhas, embora eficazes, podem não possuir as mesmas possibilidades de aplicação em alta velocidade que os rolamentos de esferas. No entanto, os rolamentos de rolos de agulhas têm baixo atrito e podem, portanto, ser usados em muitas aplicações.
Formulários
Needle roller bearings are used in applications of machines such as gear pumps, automotive transmissions, compressors and others, where space is limited and shear loads are high. They are also used in aerospace and industrial equipment industries where reliability and productivity are easily valued.
Ball Bearings are used in a great range of uses such as electric motors, power tools, gearboxes as well as other equipment that demands high speed and low slippage. They are also found in household appliances.