Rolamentos PU: Rolamentos de esferas revestidos de poliuretano - Dados, seleção e construções personalizadas

O que realmente é um rolamento PU

Um rolamento de PU é um elemento rolante composto: um núcleo de rolamento rígido de esferas padrão, geralmente das séries 608, 6000, 6200, 626 ou 625, com uma banda de rodagem de poliuretano moldada com precisão colada ao anel externo. O núcleo de aço suporta cargas radiais e axiais, define a precisão rotacional e define o limite de velocidade. A camada de poliuretano cuida da superfície do trabalho. Ele se deforma sob carga para alargar a área de contato, amortece a vibração antes que ela atinja a estrutura e protege o anel externo do contato abrasivo com um trilho, trilho ou rolo. Se você estiver especificando um rolamento revestido de PU para um rolo transportador, um suporte de porta deslizante ou uma roda motriz, a primeira decisão não será a cor ou a dureza da banda de rodagem. É o rolamento central, porque o núcleo controla a capacidade de carga e a precisão de funcionamento.

A qualidade da colagem separa um rolamento de PU durável de um de vida curta. Uma construção de baixo custo estica uma luva de polímero sobre o anel externo de aço; sob carga radial, a luva pode escorregar, gerar calor de atrito interno e girar fora de fase com o núcleo. Nosso processo desengordura e fosfato o anel externo, aplica um promotor de adesão e depois molda por injeção o poliuretano sob pressão e temperatura controladas. Após a cura, cada lote passa por uma verificação de aderência torcional: a banda de rodagem não deve girar no anel quando o torque especificado for aplicado em qualquer direção. Este teste é uma porta de aprovação ou reprovação antes que as amostras sejam aprovadas para envio.

As famílias de rolamentos PU padrão cobrem diâmetros internos de 4 mm a 20 mm, com diâmetros externos de poliuretano moldado aproximadamente 2 mm a 10 mm maiores que o diâmetro externo do anel de aço. Um núcleo 608 (8 x 22 x 7 mm), por exemplo, é comumente sobremoldado para um diâmetro externo de PU de 26 mm, e um núcleo 6000 (10 x 26 x 8 mm) é frequentemente sobremoldado para 30 ou 35 mm. Essas dimensões não são cosméticas. A relação entre o diâmetro externo do PU e o diâmetro externo do aço altera a resistência ao rolamento, o acúmulo de calor e a distribuição de carga, portanto, deve ser selecionado para a condição real de trabalho, em vez de copiado de um produto de aparência semelhante.

Por que o poliuretano é o material preferido para rolamentos revestidos

O poliuretano é especificado em rolamentos revestidos quando a aplicação precisa de uma combinação de resistência à abrasão, amortecimento e capacidade de carga que os materiais individuais não oferecem. O gráfico abaixo compara a resistência relativa à abrasão por deslizamento de materiais poliméricos comuns, com um poliuretano termoplástico 85 Shore A referenciado como 100.

A borracha natural é mais elástica que o PU, mas desgasta cerca de três vezes mais rápido em contato deslizante contínuo. O nylon resiste bem ao desgaste, mas é rígido, por isso transmite ruído e vibração em vez de absorvê-los. O PVC é econômico, mas fraco sob carga dinâmica e impacto de baixa temperatura. O poliuretano cobre a mais ampla faixa operacional: de aproximadamente 70 Shore A para tarefas silenciosas e de baixa força até 95 Shore A para aplicações que necessitam de uma banda de rodagem dura, dimensionalmente estável e com certo grau de elasticidade.

A segunda vantagem é o gerenciamento da pressão de contato. Quando um rolamento de aço duro passa diretamente sobre uma pista de metal fina, a área de contato é pequena e a pressão local pode ser extremamente alta, marcando a pista e gerando ruído. A banda de rodagem em PU aumenta a área de contato, de modo que o mesmo rolamento pode funcionar em trilhos de aço pintado, alumínio anodizado ou polímero sem danificar a superfície de contato. Os compradores geralmente selecionam rolamentos revestidos de PU não porque o rolamento em si poderia falhar, mas porque um rolamento de aço descoberto está destruindo a pista ou tornando o produto muito barulhento para ser vendido.

Características de desempenho e limites operacionais

O envelope operacional de um rolamento PU se resume a quatro números: dureza, carga, temperatura e velocidade. Eles interagem, então mudar um geralmente muda os outros. Uma banda de rodagem mais dura pode suportar mais carga, mas transmite mais vibração. Uma banda de rodagem mais macia é mais silenciosa, mas desvia mais e acumula mais calor em alta velocidade. Os valores abaixo são típicos para poliuretano moldado padrão em um núcleo de rolamento rígido de esferas.

A dureza é a primeira especificação a ser corrigida. A faixa de 70 a 80 Shore A é adequada para rolos de móveis e portas de correr, onde a aderência, o silêncio e a tolerância a pequenos desalinhamentos são importantes. A faixa de 80 a 90 Shore A é a zona de uso geral para rolos transportadores e rodas guia, equilibrando a deflexão contra a vida útil. A faixa de 92 a 95 Shore A é para rodas pesadas, rolos de fixação e seções de transferência de alta carga, onde a banda de rodagem deve manter sua forma e resistir a cortes ou rasgos.

A temperatura é limitada pelo composto PU e não pelo rolamento de aço. O poliuretano padrão funciona continuamente de -20°C a 80°C. Breves excursões até 110°C são toleráveis ​​na maioria das formulações, mas o calor prolongado endurece a banda de rodagem, acelera rachaduras e enfraquece a ligação ao anel. Se a aplicação envolver limpeza a vapor, água quente ou calor radiante contínuo, o projeto deverá usar uma classe termoestável ou um rolamento de aço não revestido nessa zona.

A velocidade também é limitada pela banda de rodagem. A camada de PU aumenta o diâmetro efetivo de laminação e adiciona tensão centrífuga, de modo que um rolamento revestido não pode funcionar na mesma velocidade de rotação que seu núcleo não revestido. Como regra prática, mantenha a velocidade superficial abaixo de cerca de 2 m/s para bandas de rodagem macias e abaixo de 5 m/s para bandas de rodagem duras e, em seguida, meça o aumento da temperatura durante as primeiras horas de operação. Se o requisito de velocidade baseado no tempo for dominante, por exemplo, um motor com o rolamento montado diretamente no eixo, a espessura da banda de rodagem deverá ser reduzida ou a folga interna do núcleo e a graxa deverão ser especificadas para a velocidade real.

Configurações padrão, perfis de piso e opções

Os rolamentos revestidos de PU são produzidos em diversas formas geométricas. Uma banda de rodagem cilíndrica plana é o padrão para rolos retos e rodas transportadoras. Uma banda de rodagem com ranhura em V centraliza o rolamento nos trilhos em V e mantém o conjunto alinhado sem flanges de guia adicionais. Perfis com ranhura em U ou côncavos correm em tubos redondos e guias de arame. As formas de piso coroadas controlam o desalinhamento angular entre os rolos adjacentes e reduzem a carga nas bordas. O perfil é usinado no molde, portanto, mudar de plano para ranhurado não altera significativamente o rolamento do núcleo, o preço ou o prazo de entrega.

• Perfil cilíndrico plano: rolos retos, mesas de transferência, rodas transportadoras
• Perfil com ranhura em V: trilhos em V, carrinhos, suportes para portas deslizantes
• Perfil com ranhura em U: guias de tubos redondos, guias de arame, sistemas de polias leves
• Perfil coroado: rolos autocentrantes, compensação de desalinhamento
• Perfil de borda chanfrado: rolos guia de borda e rastreamento de correia

As cores e os tipos de materiais podem ser personalizados sem alterar as dimensões. O PU preto é o padrão industrial porque o negro de fumo melhora a consistência do desgaste e a resistência aos raios UV. As bandas laranja e verde são usadas em zonas de segurança ou para identificar a função de um rolo em uma linha de produção. O PU branco está disponível para áreas relacionadas com alimentos onde a transferência de cor deve ser evitada, embora a formulação deva ser verificada em relação à temperatura operacional e aos produtos químicos de limpeza utilizados.

Três séries representativas do catálogo mostram a linha: PU 608-267, um rolamento de núcleo 608 com diâmetro externo de PU de 26 mm e largura de 7 mm; PU 626-268, uma série de 626 núcleos também oferecida com eixo de aço estendido para montagem direta de rolos; e PU 6201-4018, uma série de núcleo 6201 com diâmetro externo de PU de 40 mm e largura de 18 mm para rolos de fixação e bandejas de transferência mais pesados.

Rolamento de esferas com sulco profundo revestido PU 608-267 para aplicações versáteis Este rolamento de núcleo 608 com diâmetro externo de PU de 26 mm é adequado para operação frequente e ambientes corrosivos, oferecendo baixo ruído e resistência ao desgaste, conforme destacado na série do catálogo. Ver Produto →

Rolamento rígido de esferas PU preto PU 626-268 com opção de eixo estendido Apresentando um núcleo 626 e revestimento de PU preto, este modelo resiste à umidade e à corrosão, com um eixo de aço estendido disponível para montagem direta de rolos em sistemas de transferência. Ver Produto →

Rolamento revestido de PU resistente PU 6201-4018 para rolos de fixação Com diâmetro externo de PU de 40 mm e largura de 18 mm, este rolamento de núcleo 6201 suporta cargas mais pesadas, reduzindo o atrito e o ruído para bandejas de transferência industriais e máquinas. Ver Produto →

Todos estes podem ser montados com vedações de borracha (RS) ou blindagens de aço (ZZ) no núcleo de aço. Versões seladas são recomendadas para oficinas empoeiradas, linhas de marcenaria, áreas úmidas ou qualquer ambiente onde a graxa dentro do núcleo deva permanecer limpa para preservar o comportamento silencioso do conjunto.

Onde os rolamentos PU são usados

As aplicações se enquadram em quatro grupos: movimentação silenciosa de peças pesadas, orientação de produtos ao longo de uma pista, operação em condições úmidas ou empoeiradas e proteção de superfícies de contato dispendiosas. Em todos os casos, o rolamento realiza duas tarefas ao mesmo tempo, suportando a carga e gerenciando o contato superficial, razão pela qual é especificado em vez de um rolamento de aço liso.

Como selecionar o rolamento PU correto

Selecionar um rolamento PU significa combinar quatro variáveis ​​ao mesmo tempo: tamanho do núcleo do rolamento, dureza PU, perfil da banda de rodagem e tipo de vedação. A tabela abaixo fornece um ponto de partida viável para os requisitos mais comuns.

O método de montagem é a próxima consideração. Se o rolamento for pressionado contra um eixo de aço, a tolerância do furo do rolamento central controlará o ajuste. Núcleos de sulco profundo padrão são feitos de acordo com sistemas de tolerância ISO; para conjuntos de rolos PU recomendamos tolerância de furo P6 ou melhor, e o eixo deve seguir a recomendação de tolerância h7 para esse furo. Durante o teste de amostra, verifique a seguinte lista de verificação:

• Meça o diâmetro externo do PU em três posições ao longo da largura; variações acima de 0,15 mm podem causar oscilação do rolo.
• Verifique a concentricidade entre o furo e a banda de PU girando o rolamento em um mandril com relógio comparador; o desvio superior a 0,1 mm torna-se visível em velocidade.
• Aplique um torque entre a banda de rodagem e o anel para confirmar a força de retenção de adesão.
• Execute o protótipo carregado na velocidade de trabalho e meça a temperatura do anel externo após 1 hora e após 24 horas. Uma temperatura estável significa que o equilíbrio térmico é aceitável.
• Verifique o ruído com um decibelímetro ou um teste de audição na velocidade de operação; a banda de rodagem de PU não deve criar ruído tonal contra a pista.

Fabricação e controle de qualidade

A qualidade do rolamento PU é decidida no processo de moldagem. Temperatura, pressão de injeção, velocidade de fechamento do molde e tempo de cura influenciam as dimensões finais e a resistência de união. Nossa linha de produção opera sob procedimentos ISO 9001:2015, com rastreabilidade de lote de material para cada lote de núcleos de aço e matéria-prima de poliuretano. A subsidiária de fabricação possui a certificação do sistema de qualidade GB/T 19001-2016 e a capacidade anual de rolamentos e fixadores de precisão é de 30 milhões de conjuntos.

A inspeção de entrada abrange o núcleo de aço: diâmetro do furo, diâmetro do anel externo, folga radial, ruído e condição da vedação. Após a moldagem, a banda de rodagem de PU é medida quanto ao diâmetro externo, largura, circularidade e concentricidade em relação ao furo. As tolerâncias típicas são /-0,15 mm no diâmetro externo do PU e não excedem 0,1 mm de excentricidade. Cada lote também é verificado quanto à dureza da banda de rodagem no valor Shore especificado, e um teste de aderência destrutivo é executado em uma amostra de cada cavidade do molde.

A embalagem de exportação evita que as bandas de rodagem se deformem durante o transporte. Os rolamentos são colocados individualmente em bandejas, depois embalados e paletizados para frete marítimo ou aéreo, com separadores macios entre as camadas para evitar manchas planas do PU durante longas viagens de contêineres.

Tamanhos, cores e opções de montagem personalizados

As solicitações personalizadas mais frequentes que processamos são um diâmetro externo específico de PU para corresponder a uma folga existente na esteira, uma banda de rodagem mais larga ou mais estreita, um anel interno estendido em uma ou ambas as extremidades, um eixo de aço prensado e uma banda de rodagem colorida para identificação do produto. A personalização não requer um novo projeto de rolamento, porque o núcleo continua sendo uma série padrão de sulco profundo; apenas a geometria do molde e os parâmetros de moldagem mudam. A camada de PU também pode ser combinada com um eixo como uma unidade de rolo único, o que simplifica a montagem para o cliente.

Quando os engenheiros especificam um rolamento de poliuretano para uma nova máquina, o caminho mais rápido é começar com um núcleo padrão e ajustar as dimensões do PU durante a fase de amostra. Conselhos práticos sobre comparação de materiais, graus de dureza e limites de aplicação são abordados em nosso guia sobre como escolher o rolamento rígido de esferas PU certo .

Para núcleos não padronizados, como rolamentos de duas carreiras, núcleos de aço inoxidável ou diâmetros internos fora da faixa padrão, tratamos estes como projetos dedicados com seu próprio procedimento de aprovação de amostra. Os rolamentos de precisão não padronizados personalizados são uma linha de produtos separada porque as etapas de usinagem, tratamento térmico e inspeção são diferentes da moldagem de PU padrão. Fornecer um desenho com a direção de carga necessária, estilo de montagem e condições ambientais é suficiente para iniciar um orçamento.

Instalação, manutenção e falhas comuns

A maioria das falhas nos rolamentos PU está relacionada à instalação. Pressionar um rolo coberto sobre um eixo superdimensionado ou martelar o anel externo em vez do anel interno danifica tanto a banda de rodagem quanto o núcleo de aço. O procedimento a seguir abrange a maioria dos conjuntos de rolos de PU:

1. Limpe o eixo e verifique o diâmetro em relação à tolerância do furo antes de pressionar.
2. Aplique uma fina camada de óleo ou graxa de montagem no eixo e não na banda de rodagem.
3. Pressione o rolamento aplicando força somente no anel interno; para rolos revestidos, apoie o anel interno com uma ferramenta de prensagem que não toque na banda de PU.
4. Para ajustes com interferência, use uma prensa de mandril ou uma prensa hidráulica com curso lento e controlado. Nunca bata no rolamento com um martelo.
5. Após a montagem, gire o conjunto manualmente para confirmar o movimento livre e a rotação concêntrica.

Em serviço, verifique três sintomas: movimento relativo entre a banda de rodagem e o anel, pontos planos e ruído. A separação da banda de rodagem geralmente indica um ajuste de pressão superdimensionado, uma condição de funcionamento superaquecida ou exposição a um produto químico incompatível. Pontos planos aparecem quando uma banda de rodagem macia é deixada sob carga estática por um longo período ou quando o rolo se arrasta em vez de girar. O ruído quase sempre vem do rolamento central: quando a água ou a poeira passam pela vedação, a graxa se degrada e o rolamento torna-se audível, mesmo que a banda de rodagem ainda pareça correta.

Limpe os mancais revestidos de PU com água e sabão neutro ou com o mesmo solvente utilizado no equipamento, após verificar a compatibilidade do solvente com o poliuretano. Não mergulhe o rolamento em desengordurantes à base de petróleo por longos períodos; eles podem plastificar a banda de rodagem e alterar sua dureza permanentemente.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre um rolamento PU e um rolamento revestido de borracha?

Os rolamentos revestidos de borracha padrão feitos de borracha natural, EPDM ou SBR proporcionam alta elasticidade e boa aderência, e seu custo de matéria-prima é menor. O poliuretano oferece aproximadamente o dobro da resistência à abrasão, maior resistência ao rasgo e uma faixa de dureza mais ampla. Para um rolo que funciona continuamente, por exemplo, um rolo transportador que transporta embalagens abrasivas, o PU normalmente dura várias vezes mais antes que o desgaste da superfície altere o diâmetro de operação. A borracha continua sendo uma boa escolha para rolos muito macios e de alta aderência em velocidades muito baixas, mas o PU cobre a maioria das aplicações industriais e de móveis com uma vida útil mais longa.

Qual dureza Shore devo escolher?

Use 70 a 75 Shore A quando o rolamento funcionar em uma pista frágil, precisar de alta aderência ou precisar amortecer um conjunto leve contra vibrações. Use 80 a 85 Shore A para rolos de uso geral, portas deslizantes, gavetas e roletes de transportadores. Use 90 a 95 Shore A para cargas pesadas, altas forças de fixação e aplicações onde a estabilidade dimensional é mais importante do que a absorção de ruído. Na dúvida, envie seus dados de carga e velocidade e solicite amostras em dois graus de dureza; a diferença mensurável no desgaste e na resistência ao rolamento será decidida rapidamente.

Um rolamento de PU pode ser usado em ambientes úmidos ou lavados?

O próprio PU padrão resiste à umidade, detergentes aquosos e muitos óleos. O ponto fraco é o rolamento central: se a água entrar em um rolamento não vedado, as pistas de aço corroem e a graxa se deteriora. Especifique versões com vedação de borracha RS para ambientes de lavagem e verifique se o lábio de vedação não se projeta além da banda de rodagem de PU. Para exposição a produtos químicos, teste o fluido específico porque ácidos fortes, álcalis quentes e alguns solventes podem inchar ou amolecer a banda de rodagem de poliuretano.

A banda de rodagem de PU marca pisos ou trilhos de alumínio?

Uma banda de rodagem de poliuretano suavemente moldada normalmente não marca pisos limpos ou trilhos de alumínio anodizado. A marcação aparece quando a banda de rodagem pega partículas duras, como areia ou lascas de metal, e as pressiona contra o chão. Para ambientes com corpos estranhos, utilize uma banda de rodagem um pouco mais dura em torno de 90 Shore A e mantenha a pista de rolamento limpa; a limpeza periódica da superfície do piso evita a incorporação de partículas.

Quais opções personalizadas estão disponíveis para rolamentos PU?

As opções personalizadas incluem diâmetro externo de PU, largura da banda de rodagem, perfil da banda de rodagem, cor da banda de rodagem, tamanho do furo, anel interno estendido e eixo prensado. As quantidades mínimas de pedido normalmente começam em 500 a 1.000 peças por tamanho para cores personalizadas padrão, e amostras de desenvolvimento podem ser feitas com o molde real. Projetos de núcleo não padronizados, como rolamentos de duas carreiras ou núcleos de aço inoxidável, estão disponíveis para projetos especiais e são cotados separadamente após a revisão do desenho.

Quanto tempo dura um rolamento PU?

A vida útil é determinada pelo rolamento central quando a banda de rodagem é selecionada corretamente. Um núcleo de sulco profundo selado sob carga normal pode funcionar por milhares de horas. A banda de rodagem de PU deve ser inspecionada quanto a manchas planas, rachaduras e redução de diâmetro. Em aplicações de transportadores com banda de rodagem de 80 a 85 Shore A em velocidade moderada, a banda normalmente dura mais que o intervalo de manutenção do equipamento. A maneira mais confiável de estimar a vida útil é um teste de protótipo em sua pista real, com diâmetro de piso medido e ruído registrado em intervalos regulares.