O projeto central dos rolamentos deslizantes permite que eles suportem dois tipos básicos de carga ao mesmo tempo. O mecanismo de rolamento está intimamente relacionado às propriedades físicas da película de óleo lubrificante. Veja como essas duas cargas são suportadas:
1. Carga radial: Força de suporte perpendicular ao eixo
Quando o pescoço do eixo gira, o lubrificante é espremido em uma folga em forma de cunha entre o casquilho do rolamento e o pescoço do eixo, formando uma película de óleo cinético fluido. A película de óleo produz pressão que suporta o peso do pescoço do eixo e forças radiais externas (como engrenamento de engrenagens e tensão da correia). Por exemplo, em um rolamento de virabrequim de motor automotivo, a película de óleo deve ser capaz de suportar o impacto explosivo do movimento descendente do pistão, evitando ao mesmo tempo que o pescoço do eixo entre em contato direto com o casquilho.
Principais recursos:
Espessura da película de óleo: A estabilidade da película de óleo é controlada ajustando a folga entre o pescoço do eixo e o casquilho (normalmente 0,001 a 0,002 vezes o diâmetro do eixo).
Adaptação da excentricidade: quando a carga radial aumenta, o pescoço do eixo é ligeiramente desviado e a espessura da película de óleo é ajustada automaticamente para manter a lubrificação. Elasticidade do material: As almofadas dos rolamentos são geralmente feitas de metais macios, como a liga babbitt, e cuja deformação elástica compensa erros de fabricação e evita sobrecarga local.
2. Carga Axial: impulso paralelo ao eixo
Os rolamentos deslizantes podem suportar forças axiais de almofadas axiais ou de uma película de óleo final. Isto é normalmente usado em aplicações onde o deslocamento axial deve ser limitado (por exemplo, compressores e turbinas). As almofadas dos rolamentos axiais são geralmente projetadas com ranhuras helicoidais ou superfícies chanfradas, e o efeito de pressão dinâmica da rotação é usado para formar uma película de óleo contra o impulso ou tensão axial. Por exemplo, os rolamentos axiais em eixos de propulsão marítima devem ser capazes de suportar o enorme empuxo axial gerado pela hélice e evitar que o eixo se mova.
Principais recursos:
Ângulo da almofada: A superfície de contato entre a almofada de impulso e o ressalto do eixo é projetada em um leve ângulo (geralmente de 5 a 15 graus) para equilibrar a pressão e o vazamento da película de óleo.
Segmento flutuante: Os grandes rolamentos axiais são construídos com vários coxins, cada um dos quais flutua independentemente para acomodar a expansão térmica e as flutuações de carga.
Projeto de resfriamento: O calor de fricção gerado por cargas axiais deve ser dissipado através da circulação de óleo ou sistema de resfriamento externo para evitar a ruptura da película de óleo. Efeitos sinérgicos de duas cargas
Sob condições operacionais reais, os rolamentos deslizantes geralmente precisam lidar com cargas radiais e axiais simultaneamente. Por exemplo:
Transmissão de engrenagens helicoidais: As forças de engrenamento das engrenagens são divididas em um componente radial (transportado por rolamentos cilíndricos) e um componente axial (transportado por rolamentos axiais).
Turbina: o rolamento combinado da turbina Steam adota um projeto de impulso-radial integrado para simplificar a estrutura e melhorar a confiabilidade.
Propulsão da hélice: O rolamento traseiro deve suportar tanto a carga radial hidrodinâmica quanto a carga axial de impulso da hélice. Adotando rolamentos cônicos para realizar suporte de carga bidirecional.