Rolos e rodas para usos industriais - Construção e aplicações

Em engenharia mecânica e processos de automação em geral, é essencial que os materiais e componentes de construção sejam transportados de forma rápida e eficiente de A para B. Isto requer orientação e alinhamento intencional ao longo dos caminhos de transporte. Os rolos e também os tambores contribuem significativamente para o cumprimento destas funções. Este artigo examina que tipos de materiais são utilizados e para que aplicações específicas são utilizados rolos.

Definição: Rolos, tambores, rodas, ligaduras e a sua construção

Para fins de engenharia mecânica, um rolo é um elemento de máquina anular em forma de disco (oco-cilíndrico) que é montado rotativamente num eixo ou num pino de rolo como um eixo de rotação de modo a que possa rodar com a menor fricção possível. A diferenciação entre rolo e tambor, também chamada tambor transportador, não se refere à função, mas sim à sua geometria. Os rolos e os tambores são cilindros ocos vistos geometricamente e diferem pela sua proporção do raio do componente em relação à altura do componente. Se a largura da superfície de rolamento de um rolo exceder o seu raio, isto é geralmente referido como um tambor.

As rodas também são componentes que permitem um movimento de rolamento. No entanto, em comparação com os rolos, as rodas geralmente consistem em um aro, uma ligadura (superfície de corrida) e um rolamento de roda. Um eixo ou um pino de rolamento liga a estrutura da roda à caixa e garante um encaixe seguro no suporte. Uma ligadura é o revestimento protetor ou de desgaste aplicado num rolo ou roda, também chamado superfície de rolamento. Isto também influencia a facilidade de movimento.

Devem ser selecionadas diferentes ligaduras, dependendo das condições do piso. Por exemplo, a borracha possui um alto grau de proteção do piso, mas tem uma alta resistência ao arranque e ao rolamento comparativamente. Os revestimentos metálicos têm uma capacidade de carga muito elevada, mas não são adequados para pavimentos sensíveis devido à elevada pressão de contacto da superfície. Os plásticos especializados de alto desempenho, que obrigam pelo seu baixo peso e elevada resistência ao desgaste, também são utilizados pela indústria.

Ao contrário das rodas, os rolos absorvem diretamente a carga no anel exterior (contacto direto). Isto distingue os rolos dos rolamentos de esferas puros que, devido à sua gama de aplicações e à diferente distribuição de carga resultante, também podem ter um anel exterior com espessura reduzida. Em termos de engenharia, um rolo de lagartas ou rolo de apoio é, portanto, um rolamento reforçado no anel exterior.

Várias aplicações de rolos

Os rolos permitem fundamentalmente o movimento. Podem assumir várias tarefas. As suas principais aplicações incluem:

• Equipamento, por exemplo, rolos do aparelho, tecnologia de acionamento, por exemplo, rolo de acionamento
• Equipamento de manuseamento de materiais, por exemplo, rolos de lagartas
• Tecnologia de acionamento, por exemplo, rolos de acionamento, componentes da máquina, por exemplo, rolos de transporte para máquinas em aplicações pesadas

Por exemplo, os rolos do aparelho são utilizados como dispositivos para facilitar o transporte de equipamento pesado. Para este fim, são aparafusados à parte inferior de um carrinho de transporte ou ao próprio equipamento. A tecnologia de acionamento utiliza rolos para suportar a transferência de energia entre vários elementos de acionamento e, assim, influenciar a velocidade e rotação. O equipamento de manuseamento de materiais utiliza não só rolos para transporte, mas também para várias outras aplicações. Aqui, no entanto, geralmente não são instalados permanentemente na carga transportada, mas sim facilitam o fluxo de materiais, por exemplo, em transportadores de rolos. Os rolos de deflexão da correia transportadora especialmente orientados guiam as correias transportadoras na direção certa e estabilizam o movimento.

Para obter mais informações sobre manuseio de materiais, consulte nosso artigo sobre manuseio de materiais industriais.

Materiais para rolos

O material selecionado para um rolo depende do material ou peça de trabalho com que o rolo entrará em contacto. Basicamente, são utilizados os seguintes materiais:

• Borracha de poliuretano (PU)
• Metal
• Resina
• Plásticos de alto desempenho

Os rolos de poliuretano e borracha são utilizados quando materiais e superfícies sensíveis são manuseados, como papel ou peças de chapa fina. Os plásticos de alto desempenho (por exemplo, poliamida, POM) são utilizados em ambientes com requisitos especiais de higiene. Têm uma superfície lisa, que causa pouca fricção e não reagem quimicamente. Os rolos de metal, por outro lado, são preferencialmente utilizados em ambientes com temperaturas extremas, químicos agressivos ou cargas mecânicas pesadas onde o PU ou os rolos de borracha não se mantêm.

Os detalhes sobre plásticos de alto desempenho e as suas propriedades podem ser encontrados no nosso artigo Plásticos para fins especiais na indústria: propriedades, resistência e exemplos de aplicação.

Diferentes tipos de rolos

Os rolos podem ser distinguidos em termos da sua geometria e das aplicações associadas. O termo rolo de lagartas refere-se geralmente a um rolo inativo, isto é, não acionado. No entanto, no que diz respeito à sua função e à conceção estrutural associada, os profissionais distinguem-nos em rolos de lagartas, rolos de apoio, rolos de desvio e rolos-guia, rolos de cames e rolos de transporte.

Rolos de lagartas

Além de várias aplicações industriais, os rolos de lagartas, também chamados de rolos de apoio, são componentes essenciais em sistemas de chassis de veículos industriais pesados, como escavadoras de esteiras e veículos de esteira. Aqui, os rolos de lagartas proporcionam uma base de máquina estável e móvel, ao mesmo tempo que absorvem choques. Instalados na parte inferior do chassis, têm contacto direto com a corrente móvel durante a condução e, assim, suportam o peso da máquina no chão.

No entanto, um rolo de lagartas é geralmente entendido como um rolamento consistindo em um rolamento de esferas de fila única ou múltipla com um anel externo e interno reforçado. O anel exterior reforçado forma a superfície de funcionamento do rolo de lagartas. Esta superfície de rolamento pode consistir diretamente no anel exterior, ou outro material pode ser depositado para melhorar as caraterísticas de funcionamento.

As vantagens dos rolos de lagartas incluem:

• Capacidade de transporte de carga
• resistente
• orientação otimizada e transmissão de potência.

Para saber mais sobre os rolos de lagartas ou os rolos de cames e as suas utilizações, consulte o nosso artigo Rolos de cames e seguidores de rolos: Conhecimento básico e utilizações previstas.

Rolos de cames

Os rolos de came são rolamentos de eixo altamente estáveis com um anel externo espesso e uma gaiola de rolamentos de rolo com cilindros de agulha integrados. O design com caixa de rolos de agulha ajuda a aumentar a potência rotacional para poder lidar com altas velocidades. O anel exterior é mais espesso do que nos rolamentos normais para permitir a utilização com cargas de choque elevadas ou cargas pesadas.

A tabela seguinte apresenta uma visão geral dos diferentes rolos de cames:

Rolos de transporte

Os rolos de transporte são utilizados para transportar, por exemplo, carga. Os transportadores de rolos, por exemplo, normalmente utilizam vários rolos rotativos dispostos em paralelo para transportar objetos. São fiáveis, suportam muitas vezes cargas elevadas e, portanto, também são utilizados em correias transportadoras. Os rolos de transporte também servem como eixos de transmissão em sistemas de transporte acionados por correia. Consistem geralmente em aço de ferramenta de carbono robusto ou aço de ferramenta endurecido, uma vez que têm de ser capazes de transferir cargas de binário. Para aplicações com cargas particularmente elevadas, podem ser equipados com um acabamento cromado. Um rolo de deflexão com um rolamento de esferas é uma variante de um rolo de transporte. A resistência ao atrito é minimizada pelo rolamento de esferas. Os sistemas de transporte também os utilizam como rolos de suporte em transportadores de rolos para transportar materiais de forma eficiente. As vantagens dos rolos transportadores incluem:

• baixa fricção
• Capacidade de transporte de carga
• várias opções de transmissão, por exemplo, correias, motor
• transporte de material eficiente.

Os rolos de transporte são componentes essenciais das correias transportadoras e transportadores de rolos. Mais sobre isto no nosso artigo Correias transportadoras em foco: Construção, capacidade de transporte e seleção de correias para processos otimizados e transportadores de rodas, transportadores de rolos, tiras de rolos – construção, função e vantagens.

Rolos de suporte, seguidores de rolos, seguidores de tambor

Os rolos de suporte são rolamentos altamente estáveis com uma caixa de rolamento com rolos em forma de agulha como elementos de rolamento. A conceção sem veio permite a sua utilização de forma a poupar espaço. O design combina um anel exterior e interior espesso com corpos de rolos em forma de agulha, conforme utilizados em rolos de cames. Os rolos de suporte podem ser usados em aplicações com forças atuantes ou que exigem altas velocidades. O comprimento do pino para fixar o rolo de suporte pode ser configurado de modo a que os rolos de suporte possam ser prontamente ajustados à situação de instalação necessária. A tabela seguinte fornece uma visão geral de vários rolos de suporte:

Tal como os seguidores de rolos, os rolos de apoio, também chamados rolos superiores, cumprem uma função de suporte de carga ou de suporte. Tal como todos os tipos de rolos de lagartas, os rolos de apoio não são acionados. Os rolos de apoio, também chamados rolos de tambor, não têm contato direto com o piso, mas com a carga a ser suportada ou com a correia em que o objeto a ser suportado é transportado.

Usando a escavadora de esteiras como exemplo, os rolos de apoio são instalados na parte superior do sistema de chassi e são responsáveis por guiar uniformemente as correntes da escavadora de esteiras e impedi-las de caírem. Em correias transportadoras, estas suportam a correia para evitar que a correia fique flácida sob o peso do material transportado. Os rolamentos de rolos são instalados em transportadores de rolos como rolos não acionados e transportam o peso dos objetos a serem transportados.

Rolos guia

São utilizados rolos guia para uma direção e controlo precisos. Garantem, por exemplo, que um item transportado permanece na sua faixa especificada. Os rolos guia feitos de aço são frequentemente utilizados na indústria, uma vez que podem absorver cargas particularmente elevadas. Os rolos guia com rolamento de esferas asseguram um transporte suave e permitem a adaptação ao objeto a ser guiado utilizando vários perfis e formas de ranhuras.

Estão disponíveis rolos guia com ranhuras diferentes que garantem uma aderência ideal e orientação fiável. Por exemplo, existem perfis de ranhura em U para calhas redondas, perfis de ranhura em V para calhas triangulares e perfis de ranhura em H para calhas rectangulares.

As vantagens dos rolos de guia incluem:

• orientação de precisão
• alta estabilidade
• diferentes perfis de ranhuras
• desgaste reduzido.

Para obter informações sobre os guias de calha de perfil, leia o nosso artigo Guias de calha de perfil: Tipos, função, vida útil, manutenção, alternativas.

Rolos esféricos

Os rolos esféricos são um tipo especial de rolamentos de rolos, cuja caraterística especial são movimentos de alta velocidade em qualquer direção e plano. A sua principal aplicação é a movimentação de materiais.

A estrutura dos rolos esféricos consiste frequentemente em aço ou placa de aço. Um leito esférico cheio de esferas de apoio está integrado no interior do encaixe. É colocada uma esfera de suporte de carga nas esferas de suporte como elemento de rolo. Isto permite um movimento de baixa fricção. Os rolos esféricos também suportam cargas elevadas. As vantagens dos rolos esféricos são:

• baixo ruído
• operação suave
• pode absorver cargas elevadas
• baixo peso morto
• montagem fácil
• longa vida útil.

Rodízios giratórios, rodízios para aparelhos, rodízios fixos

Os rodízios giratórios são utilizados para controlo direcional.

As mesas giratórias, que permitem uma rotação de 360 graus, são frequentemente instaladas para facilitar o movimento. Rodízios giratórios, rodízios para aparelhos e rodízios fixos podem ser encontrados em muitas aplicações de transporte. Estes vão desde aparafusar em caixas de transporte para um melhor movimento a rodízios giratórios para trabalhos pesados para cargas pesadas em ambientes industriais. Ao contrário dos rodízios giratórios, os rodízios fixos são rígidos e, assim, aumentam a estabilidade dos movimentos lineares. Uma combinação de ambos garante que mesmo os equipamentos grandes e pesados possam ser movidos de forma segura e responsiva. As vantagens dos rodízios giratórios incluem:

• elevada manobrabilidade
• controlo direcional simples
• esforço físico mínimo.

Encontre informações mais detalhadas sobre o tema dos rodízios giratórios e rodízios fixos e a que prestar atenção ao selecioná-los no nosso artigo "7 passos para selecionar um rodízio giratório".