A selecção inadequada de rolamentos pode conduzir a desligamentos frequentes do equipamento e a perdas financeiras significativas.Os rolamentos de empuxo têm um impacto direto na estabilidade e longevidade do equipamentoEste artigo examina os princípios do rolamento de empuxo, critérios de seleção, métodos de teste e aplicações para orientar a tomada de decisão ideal na especificação, manutenção e otimização do rolamento.

Os rolamentos de empuxo servem ao propósito específico de controlar as cargas axiais e restringir o movimento axial do eixo.O impulso axial residual se desenvolve a partir de fatores incluindo diferenças de pressãoEstes rolamentos transferem essas forças para a estrutura da carcaça, mantendo um posicionamento axial estável.

Para minimizar as cargas axiais nos sistemas de rolamentos, tambores de equilíbrio (pistões) são comumente instalados nas saídas do rotor.Reduzir as cargas de rolamento e prolongar a vida útil.

Uma configuração padrão de rolamento de empuxo inclui:

• Superfície de empuxo estacionária:Fixado na caixa como estrutura de suporte do rolamento
• Pads de empuxo (segmentos de atrito):Interface com o colar rotativo para absorver cargas axiais, com a concepção e a seleção de materiais influenciando criticamente a capacidade de carga e a resistência ao desgaste
• Collar de tração giratório:Transmite forças axiais do eixo para as almofadas de tração enquanto gira com o eixo

Durante a operação normal, uma película lubrificante fina separa o colar de empuxo e as almofadas, permitindo o atrito hidrodinâmico que reduz o desgaste.Os sistemas de lubrificação adequados e a escolha do óleo são essenciais para manter esta película protetora.

A escolha predominante para compressores centrífugos são as almofadas de inclinação livre que ajustam automaticamente a geometria do filme de óleo para condições de carga e velocidade variáveis.Projetos de auto-equilíbrio com ligações de nivelamento distribuem as cargas uniformemente entre as almofadas, reforçando a estabilidade e a capacidade.

Esses projetos simples e econômicos são adequados para aplicações de baixa velocidade e carga leve, mas oferecem capacidade de carga limitada.

Proporcionando maior capacidade de carga do que os projetos planos, estes exigem uma fabricação mais complexa com tolerâncias de precisão mais apertadas.

• Compressores centrífugos:Gerenciar o impulso axial do rotor
• Geradores hidrelétricos:Resistir a forças axiais maciças dos rotores da turbina, tipicamente usando estruturas de suporte giratórias
• Sistemas de bombagem:Frequentemente combinar funções de empuxo e de rolamento radial numa única unidade

• Ensaios de capacidade de carga:Avalia o desempenho sob diferentes velocidades e cargas
• Medição da espessura da película de óleo:Avaliação da eficácia da lubrificação
• Análise do binário de atrito:Quantifica as perdas de energia
• Monitorização das vibrações:Avalia a estabilidade e a fiabilidade operacionais

Os dispositivos de ensaio especializados incluem tipicamente:

• Modulo de accionamento:Fornece potência de rotação, muitas vezes usando motores de indução trifásicos controlados por acionamento de frequência variável
• Modulo de carga:Aplica forças axiais através de sistemas hidráulicos estáticos ou electromagnéticos dinâmicos
• Instrumentação:Medir deslocamento, força, temperatura e parâmetros de filme de óleo usando sensores de corrente de redemoinho, sensores de deslocamento infravermelho e células de carga
• Aquisição de dados:Controla as forças de carga enquanto recolhe dados de sensores através de conversores A/D, conversores D/A e amplificadores de potência

• Magnitude e direção das cargas axiais
• Velocidades de rotação
• Métodos de lubrificação e especificações do óleo
• Propriedades do material, incluindo resistência, resistência ao desgaste e protecção contra a corrosão
• Configuração estrutural para capacidade de carga, estabilidade e dissipação de calor ideais

Os sistemas de rolamentos e vedação muitas vezes compartilham caixas comuns, exigindo um projeto coordenado para evitar o vazamento de óleo, excluindo contaminantes.Esta integração deve ter em conta as influências recíprocas para assegurar um funcionamento fiável.

Embora permitam a rotação do eixo, os rolamentos restringem certos graus de liberdade.

As configurações de pad fixas dominam as aplicações de rotação única, enquanto a operação reversível requer alternativas de pads inclináveis.

A geometria simétrica dos impulsionadores de duas faces nos compressores cria condições de pressão equilibradas, reduzindo o impulso axial e permitindo tamanhos de rolamentos menores com perdas de potência correspondentemente menores.

As duas categorias primárias de rolamentos servem a propósitos distintos:

• Acessórios para motores de pistão:Utilize bolas ou rolos para suportar cargas
• Rolamentos simples:Confiar em filmes lubrificantes para suporte de carga, com ambos os tipos encontrando aplicação em sistemas de acionamento de portões

Esta categoria abrange rolamentos de esferas, tração e plano, com variantes de tração particularmente prevalentes na geração hidrelétrica.

• Rolamentos hidrodinâmicos (usando pressão dinâmica de fluidos)
• Rolamentos hidrostáticos
• Rolamentos elastohidrodinâmicos

Entre os tipos hidrodinâmicos, os rolamentos deslizantes e planos representam as configurações mais comuns.

Como componentes indispensáveis em máquinas rotativas, os rolamentos de empuxo exigem uma selecção e avaliação cuidadosas para garantir um funcionamento fiável e uma vida útil prolongada.Este exame abrangente da tecnologia de rolamento de empuxo fornece uma referência valiosa para especificação, aplicações e decisões de manutenção em todos os sectores industriais.