Os rolamentos do motor desempenham um papel fundamental na operação de qualquer motor elétrico. Esses elementos são frequentemente subestimados, mas são a espinha dorsal da eficiência e longevidade do motor. Resumindo, um rolamento de motor é um dispositivo que permite movimento rotacional ou linear enquanto reduz o atrito e suporta cargas.Fabricação NSARuma variedade de rolamentos para motores elétricos, então fale com nossos especialistas técnicos.
Os rolamentos de rolos, também conhecidos como rolamentos antifricção, são parte integrante da maioria dos motores elétricos. Eles permitem que os eixos girem a velocidades incríveis enquanto minimizam a perda de potência, e fazem isso reduzindo drasticamente o atrito, substituindo o movimento de deslizamento pelo movimento de rolamento.
Os rolamentos de rolos cilíndricos são a escolha ideal para motores elétricos, principalmente para aplicações onde existe possibilidade de expansão térmica do eixo principal. Como os anéis podem se mover livremente na direção axial e possuem alta capacidade de carga, os rolamentos de rolos cilíndricos são frequentemente usados em motores maiores.
Os rolamentos fornecem suporte ao peso e às forças geradas durante a rotação, evitando que os componentes sejam submetidos a tensões excessivas. Os rolamentos ajudam a manter o alinhamento preciso do eixo, garantindo uma operação precisa em diversas aplicações.
Durante a fase de projeto do motor, a escolha do rolamento correto é um dos fatores-chave para garantir o desempenho e a confiabilidade do motor. A escolha dos rolamentos do motor não afeta apenas a eficiência operacional do motor, mas também está diretamente relacionada à vida útil do motor e ao custo de manutenção.
Primeiro, é necessário avaliar as condições de carga do motor nas condições de trabalho, incluindo carga radial, carga axial e carga dinâmica. Diferentes tipos de rolamentos têm diferentes capacidades e características de carga, que devem corresponder à carga real. Diferentes tipos de rolamentos têm diferentes capacidades e características de suporte de carga, e devem ser selecionados rolamentos que correspondam à carga real.
Por exemplo, os rolamentos de rolos cônicos são adequados para cargas combinadas maiores, enquanto os rolamentos de esferas de contato angular são usados principalmente para cargas axiais.
A velocidade operacional do motor é outra consideração importante. Velocidades mais altas exigem mais da estabilidade térmica e do desempenho de lubrificação do rolamento. Os rolamentos de rolos de agulhas e os rolamentos de esferas de contato angular geralmente apresentam bom desempenho em alta velocidade e são adequados para motores de alta velocidade. Para grandes motores de baixa velocidade, mais atenção deve ser dada à capacidade de carga.
O ambiente de trabalho do motor em aplicações reais também tem um grande impacto na seleção dos rolamentos.
Se for um ambiente hostil, como alta temperatura, à prova de poeira e resistente à corrosão, são necessários materiais especiais ou rolamentos especialmente projetados para garantir uma boa adaptabilidade. Os rolamentos vedados protegem contra contaminantes, enquanto os rolamentos cerâmicos oferecem excelente resistência a altas temperaturas.
O tamanho e o layout interno do motor também devem ser considerados para evitar interferências e restrições entre a seleção do rolamento e o motor.
Os rolamentos compactos de agulhas e os rolamentos rígidos de esferas oferecem certas vantagens nesse aspecto. Ao mesmo tempo, as tolerâncias do conjunto do rolamento devem ser atendidas para garantir que o rolamento possa ser instalado com precisão.
Ruído e vibração são fatores importantes que afetam o desempenho do motor e a experiência operacional. O impacto dos rolamentos na vibração do motor e no ruído operacional deve ser totalmente considerado durante o projeto, e a otimização direcionada deve ser realizada. Geralmente, o ruído dos rolamentos de esferas é menor que o dos rolamentos de rolos.
Finalmente, a conveniência da manutenção e substituição dos rolamentos também deve ser considerada. Um anel externo removível ou design de anel interno é usado para facilitar a manutenção. Ao mesmo tempo, a lubrificação do rolamento deve ser considerada para garantir a manutenção geral do motor.
Quando os rolamentos operam sob ciclos de carga repetidos, o material irá danificar gradualmente e eventualmente rachar. Esse dano geralmente ocorre nos corpos rolantes ou nos anéis interno e externo do rolamento. A velocidade do dano por fadiga depende do tamanho da carga, das propriedades do material do rolamento e se há lubrificação suficiente. Com o tempo, estas pequenas fissuras expandir-se-ão e eventualmente levarão à falha do rolamento.
A lubrificação insuficiente aumentará o desgaste do rolamento e reduzirá sua capacidade de carga; enquanto a lubrificação excessiva pode causar vazamento, calor e outros problemas. Além disso, o envelhecimento e a contaminação da graxa também afetarão o efeito da lubrificação. Sem uma lubrificação eficaz, o rolamento logo perderá sua capacidade de funcionamento.
A instalação inadequada do rolamento também afetará o desempenho. Se houver erros ou desvios, causará problemas como força irregular do rolamento e pré-carga excessiva, acelerando o desgaste e até mesmo danos.
Se houver vibração severa ou carga de impacto durante a operação do motor, isso também representará uma grande ameaça à vida útil do rolamento. A vibração causará maior desgaste por deslizamento dentro do rolamento, enquanto a carga de impacto danificará diretamente o corpo rolante e as pistas dos anéis interno e externo.
Se houver poluentes como poeira, umidade e meios químicos no ambiente de trabalho do motor, ao entrarem no rolamento, causarão erosão e contaminação, reduzirão rapidamente seu desempenho e causarão falhas.
Além disso, para alguns motores para fins especiais, se a temperatura do rolamento exceder a faixa de temperatura projetada, isso também causará vários problemas. A alta temperatura causará oxidação e envelhecimento da graxa, amolecimento e deformação de materiais metálicos, etc., o que reduzirá o desempenho do rolamento até que ele falhe.
O tamanho do rolamento não apenas determina sua capacidade de carga, mas também está intimamente relacionado à velocidade máxima permitida do motor. Escolher o tamanho certo do rolamento é crucial para maximizar o desempenho do motor.
Em primeiro lugar, o tamanho do rolamento determina a sua capacidade de carga. De um modo geral, quanto maior o diâmetro e maior a largura do rolamento, maior será a sua capacidade de carga. Porque quanto maior o tamanho, maior será o raio de curvatura da pista do elemento rolante e maior será a área de ação do elemento rolante.
Por exemplo, a classificação de carga estática básica de um rolamento rígido de esferas com diâmetro de 55 mm é 13,9 kN, enquanto a de um rolamento rígido de esferas com diâmetro de 100 mm é 44,3 kN. A capacidade de carga suficiente garante que o rolamento não ficará sobrecarregado quando o motor estiver funcionando, evitando desgaste prematuro.
Em segundo lugar, para o mesmo tipo de rolamento, quanto maior for o tamanho, menor será a velocidade máxima permitida. Isso ocorre porque o aumento no tamanho leva a um aumento na força centrífuga e na vibração não linear do elemento rolante, limitando assim a velocidade máxima. Tomando o rolamento rígido de esferas tipo 623 como exemplo, quando o tamanho é 17 × 40 × 12 mm, a velocidade limite é 33.000 rpm e quando o tamanho aumenta para 40 × 90 × 23 mm, a velocidade limite é reduzida para 18.000 rpm. O tamanho moderado é propício para que os rolamentos atendam às necessidades de motores de alta velocidade.
Portanto, na fase de projeto do motor, é particularmente importante escolher um tamanho de rolamento razoável. Por um lado, é necessário fornecer capacidade de carga suficiente para o rolamento de acordo com a carga real do motor; por outro lado, a velocidade de trabalho do motor também deve ser considerada, e o tamanho não deve ser muito grande para evitar afetar o desempenho em alta velocidade.
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