Escolhendo os rolamentos certos

Oct 30, 2023

Chris Johnson avalia a diferença entre rolamentos totalmente cerâmicos e rolamentos híbridos

Alguns ciclistas profissionais optaram por rolamentos cerâmicos híbridos de precisão por sua baixa resistência ao rolamento, o que lhes dá uma vantagem no dia da corrida sobre aqueles que optam por rolamentos totalmente em aço.

Há uma boa razão para os ciclistas profissionais escolherem rolamentos híbridos de precisão (anéis de aço com esferas de cerâmica) em vez de rolamentos de cerâmica completos (anéis e esferas de cerâmica).

Os anéis interno e externo de aço de um rolamento híbrido podem ser usinados com tolerâncias muito estreitas. Quando estes são combinados com esferas de cerâmica leves e de alta qualidade e um lubrificante adequado de baixo torque, o resultado é uma resistência ao rolamento muito baixa – a combinação perfeita.

Os anéis de rolamento de cerâmica são mais difíceis de usinar, de modo que a redondeza alcançável com anéis de aço não é possível, levando a níveis mais altos de vibração.

No entanto, os rolamentos totalmente cerâmicos vêm com seu próprio conjunto de vantagens sobre o rolamento híbrido. Sua capacidade de lidar com uma faixa extremamente ampla de temperaturas, suas qualidades não magnéticas e sua excelente resistência à corrosão os tornam os principais concorrentes para muitas aplicações, em todo o mundo e além, que são muito difíceis para os híbridos.

Formulários

Os ciclistas profissionais optam por rolamentos híbridos porque a resistência ao rolamento é a chave e os rolamentos híbridos de qualidade exigem um esforço ligeiramente menor para girar as rodas, economizando energia.

Os rolamentos híbridos de precisão também podem lidar com velocidades muito altas, razão pela qual são frequentemente usados ​​em aplicações de máquinas-ferramenta.

As esferas de cerâmica tornam os rolamentos híbridos eletricamente isolantes, de modo que estão se tornando uma escolha popular para muitos motores elétricos e turbinas eólicas.

Ao contrário dos rolamentos híbridos, os recursos de temperatura extrema dos rolamentos totalmente cerâmicos os tornam adequados para aplicações criogênicas e de forno.

Além disso, sua capacidade de resistir à água do mar e a produtos químicos agressivos os torna ideais para as indústrias naval, química, farmacêutica e alimentícia, onde os rolamentos podem ser frequentemente expostos a água salgada ou ácidos e álcalis fortes.

Além disso, como não são magnéticos, são uma escolha popular para scanners de ressonância magnética (MRI).

Ainda mais original, é a sua capacidade de ser confiável no mar profundo ou no espaço sideral.

Sob o mar, a lubrificação do rolamento pode ser um problema tão grande quanto a corrosão, portanto, rolamentos de cerâmica completos não lubrificados marcam ambas as caixas.

Como o ambiente do espaço é um vácuo, muito cuidado deve ser tomado ao escolher o lubrificante do rolamento, pois a maioria das graxas irá vaporizar ou liberar gases a um nível inaceitável.

Ao contrário dos híbridos, os rolamentos totalmente cerâmicos podem funcionar constantemente em velocidade sem lubrificação, portanto, funcionam bem no vácuo.

Quando você adiciona suas capacidades de baixa temperatura, eles se tornam o candidato ideal para satélites e outros projetos, como o Mars Exploration Rover, especialmente porque Marte pode enfrentar temperaturas tão baixas quanto 12˚C.

Decisões decisões

Se os rolamentos totalmente cerâmicos são para você, já que eles podem suportar os ambientes mais hostis, qual material de rolamento você deve escolher?

Os dois tipos mais comuns são zircônia (ZrO2) e nitreto de silício (Si3N4), e ambos têm seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens.

Embora o material cerâmico seja mais duro que o aço, também é mais frágil, o que significa que os rolamentos cerâmicos têm classificações de carga e velocidade mais baixas.

Enquanto a zircônia tem alta tenacidade à fratura que pode suportar pequenas cargas de choque, o nitreto de silício é mais frágil, portanto não deve ser submetido a cargas de choque.

O nitreto de silício é ainda mais resistente à corrosão do que a zircônia e tem uma faixa de temperatura muito mais ampla, embora seja significativamente mais caro.

Como o nitreto de silício, a zircônia não é afetada pela água e pela maioria dos produtos químicos, mas não deve ser exposta regularmente ao vapor, pois pode se degradar com o tempo

Rolamentos híbridos e rolamentos totalmente cerâmicos têm pontos fortes e fracos diferentes.