Cargas aplicadas ao rolamento
Valor da carga estática
     Quando o rolamento está submetido a cargas estáticas, as esferas desse rolamento sofrem uma deformação parcial permanente da superfície no ponto de contato dessas esferas com a pista de rolagem. Essa deformação se acentua com o aumento da carga e, a partir de um certo limite, um funcionamento mais suave é prejudicado. 
     Através de vias experimentais, é verificado que uma deformidade de 0.0001 vezes o diâmetro da esfera ocorre na maioria dos pontos de contato da esfera com a pista de rolagem, podendo ser tolerada sem danos para a eficiência de giro.
      O valor da carga estática se refere à carga de valor fixo, limite no qual uma específica quantidade de deformação permanente ocorre. Isso se aplica a rolamentos de pura carga radial.
Geralmente, a carga equivalente estática permitida é limitada pelo valor da carga estática, conforme visto anteriormente. Contudo, dependendo dos requisitos quanto a fricção e cargas, 
esses limites podem ser maiores ou menores do que o valor da carga estática.
     O fator de segurança pode ser determinado considerando a máxima carga equivalente estática.
     Onde :
     Po máx carga equivalente estática máx.,Kgf
     Cor valor da carga estática, Kgf
     So fator de segurança (tabela abaixo)
Condições de operação Fator de
Segurança So
Alta rotação 2
Rotação normal 1
Baixa rotação, altas cargas 0.5
 

Cargas agindo no rolamento
     As cargas aplicadas a um rolamento geralmente incluem o peso do próprio elemento rotativo, a carga produzida pelo trabalho da máquina, a carga resultante da força de transmissão. Em adição, a operação da máquina inevitavelmente provoca diferentes níveis de vibração e de choque. Levando esses fatores em consideração, o valor teórico da carga é multiplicado por fatores de segurança. Esses são chamados fatores de carga fw (tabela abaixo). Logo:
Carga agindo
sobre o rolamento
= Carga
calculada
Fator de
carga (fw)
 
Condições de carga fw
Mínima ou sem choques 1 até 1.2
Algum grau de choque,
equipamentos vibratórios
1.2 até1.5
Choque violentos 1.5 até4.0
 
Carga aplicada no rolamento pela força de transmissão
 Quando é transmitida por correias, rodas dentadas ou correntes, a força que age sobre o eixo pode ser calculada pelas seguintes fórmulas:
Onde:
     Kt força de transmissão (força de
     transmissão efetiva da correia, corrente
     ou força tangencial de engrenagens), Kgf
     T torque, Kgf.m
     r raio da polia, engrenagem, etc., m
     H potência de transmissão, Kw
     n rotações, rpm
     f fn, fz ou fp - fator que varia de acordo
     com o sistema de transmissão
sendo
Kt = T T = 974.H
r n
  Ou
Carga (transmissão) = Kt.f
 
Fator fn
Transmissão por correias
Fator fz
Tansmissão por engrenagens
     Nos casos em que a distância entre eixos é pequena e a rotação é baixa ou as condições de operação são severas, deverá ser utilizado o maior fator fn (tabela abaixo).
     O valor do fator fz é praticamente o mesmo descrito para fw. Contudo, nos casos em que a engrenagem é o elemento componente, vibrações e choques serão produzidos. Logo, é necessário utilizar valores de acordo com o tipo da engrenagem (tabela abaixo).

Tipo de engrenagem fz
Engrenagens de precisão 1.05 até 1.1
Engrenagens com grau de
acabamento comum
1.1 até 1.3
Tipo da correia fn
Correias V 1.5 até 2.0
Correias sincronizadas 1.1 até 1.3
Correias planas
(com polia tensora)
2.5 até 3.0
Correias planas 3.0 até 4.0
 
Fator fp
Transmissão por correntes
     Quando a potência é transmitida por correntes, a força de transmissão efetiva na coroa é calculada pela fórmula Kt. Para obter a carga de operação, a força deve ser multiplicada pelo fator da corrente (fp), de 1.2 até 1.5.
 
Distribuição da carga radial
     A carga, agindo no eixo, é distribuída para os rolamentos que o suportam.
     As figuras abaixo mostram a carga (W) sendo aplicada no eixo entre dois
rolamentos (fig. 5.1) e fora dos rolamentos (fig. 5.2). 
     O cálculo pode ser feito pelas seguintes fórmulas:

 
Carga do equivalente radial dinâmico
      O valor da carga dinâmica apresentado nas tabelas dimensionais é aplicado somente quando a carga nos rolamentos for puramente radial. Na prática, contudo, os rolamentos são submetidos à combinação de carga radial e axial. O equivalente radial dinâmico é a conversão do valor de carga radial e axial em um simples valor de carga radial, o qual terá efeito sobre a vida útil do rolamento e será equivalente à carga atual empregada.
Pr = X . Fr + Y . Fa
     Onde :
     Pr Carga do equivalente radial dinâmico, Kgf
     X Fator radial
     Fr Carga radial, Kgf
     Y Fator axial
     Fa Carga axial, Kgf
Valor de X e Y aplicados quando Fa/Fr>e
Fa e             Fa >e
Cor            Fr
X Y
0.01 0.18 0.56 2.46
0.02 0.20 2.14
0.04 0.24 1.83
0.07 0.27 1.61
0.10 0.29 1.48
0.15 0.32 1.35
0.20 0.35 1.25
0.30 0.38 1.13
0.40 0.41 1.05
0.50 0.44 1.00
- Cor é o valor da carga estática (ver tabela de dimensões).
- Quando o valor de Fa/Cor ou Fa/Fr não corresponder à tabela acima, os valores intermediários podem ser calculados por interpolação aritmética.
- Quando somente cargas radiais são envolvidas ou quando Fa/Fr e , o valor de X e Y será 1 e 0, respectivamente, resultando na seguinte equação:

Pr=Fr

 
Carga do equivalente radial estático
     No caso de rolamentos estacionários que operam em baixa rotação (aprox. 10 rpm) ou que produzem leves movimentos oscilatórios, é necessário levar em consideração a carga do equivalente radial estático.
     No caso, a seguinte formula é utilizada:

Por = Xo . Fr + Yo . Fa


     Onde :
     Por   Carga do equivalente radial
            estático, Kgf
     Xo   Fator radial estático
     Fr   Carga radial, Kgf
     Yo   Fator axial estático
     Fa   Carga axial, Kgf
- Para os rolamentos de esfera, os valores de Xo = 0.6 e Yo = 0.5.
- Quando somente a carga radial é envolvida ou quando Fa/Fr e , são utilizados Xo = 1 e Yo = 0. Logo:

Por = Fr

 
Carga Axial
     A capacidade de carga axial para os rolamentos depende fundamentalmente da rigidez da fixação no eixo.
     Os rolamentos com fixação por parafusos (UC 200, Y 200, UC 300, UCX 00, B 200, SER 200 e ER 200) ou anel excêntrico (UG 200, G 200, UG 300, UGR 200 e GRA 200, RA 200, RAL (E)) podem suportar cargas axiais de até 20% da capacidade da carga dinâmica, no caso de 
estarem montados com ajuste por interferência, suportam até 25% dessa carga. Deve-se levar em consideração que os respectivos parafusos estejam devidamente apertados conforme tabelas 5 e 6.
Rolamentos com fixação por buchas adaptadoras (UK 200 e UK 300) podem suportar cargas axiais de 15% a 20% da capacidade da carga dinâmica.
 
Compensação para expansão axial do eixo
     Quando vários conjuntos FRM estão montados no mesmo eixo ou há uma grande distância entre os conjuntos, um dos rolamentos (lado motriz) deverá estar fixo ao eixo e sujeito a cargas radial e axial. O(s) outro(s) conjunto(s) deve(m) estar sujeito(s) somente à carga radial, para tal, esse(s) conjunto(s) deve(m) ser fixo(s) ao eixo através de um sistema que permita a sua expansão, tais como: cartuchos flutuantes (fig. 6.1) ou parafusos flutuantes do tipo W5 (fig. 6.2) ou W6 (fig. 6.3). Essa expansão ocorre devido ao aumento de  temperatura ou a possíveis erros de montagem na distância entre as unidades. Quando um parafuso do tipo W5 ou W6 é usado para um eixo com entalhe, a tolerância de ajuste recomendada é h7 ou h8.
     Caso não haja um conjunto disponível para compensar a expansão do eixo, os rolamentos estarão sujeitos à alta carga axial e conseqüente falha prematura.
     Se a temperatura de operação for superior a 120ºC, deve-se usar rolamentos especiais para alta temperatura.
     Para maiores detalhes consulte nosso departamento técnico.