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Hoje em dia é fácil encontrar um rolamento. Estão em todos os meios de transportes e máquinas que se possam imaginar. São fabricados em todos os cantos do mundo e em lojas especializadas é possível encontrá-los em praticamente todas as medidas que se possa imaginar. Isso nos deixa com a errônea impressão que estes itens são simples e fáceis de fabricar.

Na verdade, rolamentos representam uma espécie de Santo Graal da mecânica: sem eles, tudo que possui movimento seria mais complicado e menos eficiente. Assim sendo, precisam ser fabricados com extrema precisão, tendo em vista ainda as enormes cargas que suportam.

E afinal, o que são?

O conceito é relativamente simples. Colocar elementos circulares (esferas ou rolos) entre superfícies que tenham movimentos relativos. Em geral um eixo girante dentro de um apoio.

Rolamentos. Essa é a ideia geral.
Fonte: emeraldinsight.com

Porém a área matemática de uma esfera em contato com um plano é zero (um ponto). Na prática há uma pequena deformação e ao invés de zero a área é apenas muito pequena. Como pressão/tensão é dada por força dividida pela área, uma força aplicada em uma pequena área resulta em tensões enormes. E este é uma das razões do primeiro desafio de um sistema rolamentado: Material.

Material

O aço que compõe as pistas (anéis do rolamento) e as esferas não pode ser um aço comum. Em geral o aço usado em rolamentos é uma liga bastante nobre (SAE 52100) que possui tensão de escoamento na ordem de 2GPa. Isso é cerca de 10 vezes mais que um aço comum. Para isso além de usar um aço nobre é preciso também rigorosos tratamentos térmicos (têmpera, recozimento, etc)

Precisão Dimensional

Esse é outro desafio. Não se pode ter um rolamento travado e tampouco um que apresente folga já quando novo. Também não pode gerar vibrações. As especificações de precisão são bastante elevadas e bem longe do visível a olho nu.

Tanta qualidade para um único objetivo: Ser esquecido. Um rolamento de boa qualidade e bem dimensionado vai funcionar bem por muito tempo – muitas vezes durante toda a vida útil do equipamento, sem ser substituído – fazendo com que o usuário nem se lembre que há tanta tecnologia e desenvolvimento escondidos em algum lugar. E se falando em eficiência e atrito logo pensa-se em bicicleta.

Rolamentos e Bicicletas

Falando de Bicicleta, onde cada Watt de potência é precioso, encontramos uma variedade de juntas rolamentadas. Caixa de direção, movimento central e é claro, nas rodas. Comumente vemos juntas rolamentadas de contato angular, ou seja, ao invés de pistas paralelas vemos cones. Isto ocorre pelo tipo de esforço a qual ele está sujeito. Uma carga que é a composição de força axial com radial.

Rolamento aberto da popular Chin Haur

No mundo da bicicleta não existe um padrão entre usar rolamentos fechados ou abertos (bacias e esferas soltas). Existe uma tendência de que rolamentos abertos sejam mais baratos e mais leves, o que torna a aplicação mais adequada para bicicletas além de permitir a regulagem do aperto e eliminar folgas que surgem com o uso. Mas a máxima ainda permanece a mesma.

Rolamento fechado, não tão popular mas da mesma Chin Haur

Um rolamento bem construído e calculado não deve apresentar problemas. No caso de bicicletas onde a carga é extremamente baixa e o uso é pouco frequente – diferente de uma máquina industrial que gira 24 horas por dia 7 dias por semana – é possível que o sistema dure algumas décadas e seja trocado por motivo de obsolescência e não por vida útil, como é o caso dos cubos para cassetes de 7v, que já possuem 20 anos e são trocados (ainda funcionando) por cubos de 8/9/10v.

Acaba-se encontrando mais falhas em juntas rolamentadas (bacias e esferas ou rolamentos fechados) por motivos não relacionados ao funcionamento. Dentre os motivos está:

• oxidação: aços de alta dureza possuem mais carbono e são mais sujeitos a oxidação devido a entrada de água por lavagem com alta pressão / submersão / vedação ineficaz;
• abertura para manutenção: muitíssimas vezes desnecessário, o desmonte para substituição de graxas e esferas por outras fora das especificações e apertos incorretos.

Pelos motivos apresentados, se preocupar com as vantagens e desvantagens de sistemas abertos ou fechados tem menos valor do que ler o manual do fabricante. Seguindo direito as instruções muito provavelmente irá ser trocado por um modelo mais moderno antes de apresentar problemas.

Tags: rolamentos

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