Como você escolhe, mantém e prolonga a vida útil das correntes de rolos?

Como funcionam as correntes de rolos e por que o design é importante

A corrente de rolo transmite potência mecânica entre duas rodas dentadas, engatando uma série de placas, pinos, buchas e rolos interligados em um loop repetido. Quando uma roda dentada gira, seus dentes engatam nos rolos assentados entre as placas dos elos internos, puxando a corrente para frente e transferindo torque para a roda dentada acionada. O rolo é o elemento que torna este projeto eficiente: ele gira livremente na bucha enquanto se assenta no dente da roda dentada, convertendo o que de outra forma seria fricção de deslizamento em contato de rolamento. Este mecanismo aparentemente simples sustenta uma enorme gama de máquinas – desde transmissões de bicicletas e equipamentos agrícolas até sistemas de transporte, prensas de impressão e caixas de velocidades industriais.

Compreender a anatomia de uma corrente de roletes ajuda na especificação ou solução de problemas de uma. O elo interno consiste em duas placas internas pressionadas sobre uma bucha, com o rolo assentado ao redor da bucha. O elo externo – às vezes chamado de elo de pino – conecta dois elos internos através de duas placas externas e um pino encaixado por pressão que passa por ambas as buchas. A folga entre o pino e a bucha determina a liberdade de articulação da corrente, e a dureza desses componentes afeta diretamente a vida útil sob carga. Correntes de alta qualidade usam pinos e buchas endurecidas com uma superfície resistente ao desgaste sobre um núcleo resistente que resiste ao impacto sem se tornar quebradiço.

Série de correntes de rolos padrão e o que os números significam

As correntes de rolos são fabricadas de acordo com padrões reconhecidos internacionalmente, principalmente ANSI/ASME B29.1 na América do Norte e ISO 606 na Europa e na maior parte do resto do mundo. Esses padrões definem o passo – a distância de centro a centro entre pinos consecutivos – juntamente com o diâmetro do rolo, largura interna, espessura da placa e resistência à tração mínima. A designação ANSI usa um número de dois ou três dígitos onde os primeiros dígitos indicam o passo em oitavos de polegada e o último dígito indica o tipo de corrente: 0 para corrente padrão, 1 para corrente leve e 5 para corrente com bucha sem rolo.

As cadeias de cadeia dupla e de cadeia múltipla carregam o sufixo "-2" ou "-3" após o número da cadeia (por exemplo, 60-2 para uma cadeia de cadeia dupla #60). Essas configurações multiplicam a capacidade de carga sem aumentar o passo, o que é útil quando uma corrente de passo maior funcionaria muito lentamente ou criaria tensão excessiva nos dentes da roda dentada na velocidade necessária.

Selecionando a corrente de roletes certa para sua aplicação

A seleção da corrente começa com o requisito de transmissão de potência, mas reduzi-la a um simples valor de potência deixa de lado vários fatores que determinam se uma determinada corrente proporcionará uma vida útil aceitável. Os parâmetros a seguir devem ser avaliados em conjunto antes de definir uma especificação de cadeia.

Potência de projeto e fator de serviço

A potência nominal de um motor não é o valor usado para seleção da corrente. Em vez disso, os engenheiros calculam a potência projetada multiplicando a potência transmitida por um fator de serviço que leva em conta a natureza da carga. Cargas suaves e uniformes de motores elétricos normalmente usam um fator de serviço de 1,0. Cargas de choque moderadas — como aquelas provenientes de compressores alternativos ou transportadores com carga irregular — exigem um fator de 1,3 a 1,5. Cargas de choque pesadas de britadores, trituradores ou moinhos de martelo podem exigir um fator de serviço de 1,7 ou superior. Este valor de potência de projeto ajustado é então comparado com as tabelas de potência nominal do fabricante da corrente, que especificam a potência máxima permitida para cada tamanho de corrente em uma determinada velocidade da roda dentada em RPM.

Tamanho da roda dentada e relação de velocidade

O número de dentes na roda dentada pequena – sempre o mais carregado dos dois – afeta diretamente a vida útil da corrente. Um mínimo de 17 dentes na roda dentada pequena é uma diretriz amplamente utilizada para acionamentos que exigem longa vida útil, porque menos dentes fazem com que a corrente se articule em um ângulo mais agudo a cada engate, acelerando o desgaste do pino e da bucha. Taxas de velocidade muito grandes (acima de 7:1) geralmente são melhor tratadas em dois estágios usando um eixo intermediário em vez de uma transmissão por corrente de rolos de estágio único, tanto por razões de eficiência quanto para manter a roda dentada grande em um diâmetro gerenciável.

Distância central e comprimento da corrente

A distância central ideal entre as rodas motrizes e acionadas é de 30 a 50 vezes o passo da corrente. Uma distância central muito curta reduz o arco de enrolamento na roda dentada pequena e faz com que cada elo se articule com mais frequência, enquanto uma distância central muito longa introduz curvatura e vibração. O comprimento da corrente é calculado em elos e não em unidades lineares, e o total deve ser um número par para permitir o uso de um elo de conexão padrão. Dispositivos tensores ajustáveis ou rodas dentadas intermediárias são usados para manter a tensão adequada da corrente à medida que a corrente se alonga devido ao desgaste normal ao longo de sua vida útil.

Lubrificação: o maior fator na longevidade da corrente

Nenhuma outra prática de manutenção tem maior efeito na vida útil da corrente de rolos do que a lubrificação correta. O principal mecanismo de desgaste em uma corrente de rolos é a erosão gradual das superfícies de contato do pino e da bucha, o que faz com que o passo aumente – o que é comumente chamado de estiramento da corrente, embora as próprias placas de aço não estejam realmente esticadas. O lubrificante penetra na folga pino-bucha, forma uma película hidrodinâmica sob carga e transporta o calor gerado pela articulação. Sem lubrificação adequada, uma corrente operando sob cargas industriais moderadas pode desgastar-se numa fração do tempo que duraria com lubrificação adequada.

Os fabricantes de correntes especificam métodos de lubrificação por tipo de aplicação. Existem quatro categorias padrão usadas em todo o setor:

• Tipo A - Lubrificação manual ou por gotejamento: aplicada periodicamente com lata de óleo ou pincel, ou fornecida por lubrificador por gotejamento na proporção de uma gota a cada cinco a vinte elos da corrente por minuto. Adequado para unidades de baixa velocidade e com carga leve.
• Tipo B - Lubrificação por banho ou disco: o fio inferior da corrente passa por um banho de óleo em uma caixa selada, ou um disco preso ao eixo da roda dentada coleta o óleo e o joga na corrente. Usado para velocidades moderadas de até cerca de 600 RPM na roda dentada pequena.
• Tipo C — Lubrificação por fluxo de óleo: um fluxo contínuo de óleo é direcionado para a corrente a partir de um bico alimentado por bomba posicionado na parte interna do fio inferior da corrente, próximo à roda dentada. Necessário para unidades de alta velocidade acima de 1.500 RPM.
• Correntes vedadas e pré-lubrificadas: as correntes com vedações O-ring ou X-ring retêm a graxa acumulada entre o pino e a bucha na fabricação. Eles são usados onde a contaminação externa é grave ou onde a relubrificação é impraticável, como em equipamentos agrícolas e de construção externos.

O lubrificante recomendado para a maioria das aplicações de correntes de rolos industriais é um óleo mineral não detergente com viscosidade de SAE 20 a SAE 50, dependendo da temperatura ambiente. A graxa geralmente deve ser evitada na lubrificação em serviço porque ela não penetra efetivamente na folga entre o pino e a bucha; ele preenche a lacuna entre as placas externas e as placas internas, mas deixa as superfícies críticas de desgaste insuficientemente protegidas.

Medindo o desgaste e sabendo quando substituir uma corrente de roletes

Uma corrente de rolos deve ser substituída antes de ter um alongamento superior a 3% do seu comprimento nominal, ou 2% para acionamentos de precisão e aplicações onde a geometria do dente da roda dentada é crítica. Esperar até que a corrente esteja visivelmente frouxa ou saltando os dentes da roda dentada corre o risco de desgaste acelerado da roda dentada, falha repentina sob carga e possíveis danos às máquinas conectadas. O método mais confiável para medir o desgaste da corrente em campo é usar uma ferramenta indicadora de desgaste de corrente dedicada, que aplica uma carga fixa a uma extensão medida da corrente e lê o alongamento diretamente. Na ausência de uma ferramenta adequada, uma régua de aço pode medir 12 passos de corrente: uma nova corrente medindo exatamente o seu comprimento nominal de 12 passos não está desgastada, enquanto uma corrente medindo 0,5% ou mais acima desta referência começou a acumular desgaste significativo.

Ao substituir uma corrente desgastada, é essencial inspecionar ao mesmo tempo as rodas dentadas correspondentes. Uma roda dentada que funcionou com uma corrente alongada desenvolve um perfil característico de dente em forma de gancho ou de barbatana de tubarão à medida que a corrente sobe mais alto nos dentes durante o engate. A instalação de uma nova corrente em rodas dentadas gastas transferirá rapidamente o desgaste para a nova corrente e reduzirá substancialmente a sua vida útil. Como orientação geral, as rodas dentadas devem ser substituídas a cada segunda ou terceira substituição da corrente, dependendo da aplicação, do material e das condições de operação. Rodas dentadas de aço temperado - especialmente aquelas com flancos de dentes endurecidos por indução - duram significativamente mais que as versões de aço macio em acionamentos exigentes.

Variantes de correntes de roletes especiais para ambientes exigentes

As correntes de rolos de aço carbono padrão são adequadas para a maioria das aplicações industriais em geral, mas ambientes operacionais específicos exigem variantes de corrente projetadas para essas condições. As correntes de rolos de aço inoxidável resistem à corrosão no processamento de alimentos, na fabricação de produtos farmacêuticos e em ambientes marinhos onde o contato com água, produtos químicos de limpeza ou alta umidade corroeria rapidamente as correntes padrão. As correntes niqueladas oferecem proteção intermediária contra corrosão a um custo menor do que a construção totalmente em aço inoxidável e são uma escolha prática para ambientes internos moderadamente corrosivos.

Aplicações de alta temperatura — como correntes transportadoras que passam por fornos, túneis de cura ou ambientes de fundição — exigem correntes feitas de ligas resistentes ao calor com lubrificantes de filme sólido ou buchas porosas sinterizadas impregnadas com graxa para alta temperatura, uma vez que os óleos convencionais carbonizam e perdem viscosidade em temperaturas elevadas. As correntes autolubrificantes que utilizam buchas de metal sinterizado ou componentes de polímero são projetadas para aplicações onde a lubrificação externa é impraticável, reduzindo a frequência de manutenção e mantendo uma vida útil aceitável sob cargas leves a moderadas. Selecionar a variante de corrente correta para o ambiente é tão importante quanto selecionar a classificação de carga correta – uma corrente padrão instalada no ambiente errado irá falhar, independentemente do cuidado com que for dimensionada.