CONJUNTOS DE CAIXAS DE ROLAMENTO PRÉ-FABRICADOS (CARTUCHOS)
ALGUNS COMENTÁRIOS ACERCA DO AUTOALINHAMENTO DE TODOS OS COMPONENTES DE UM ROLETE EM AÇO SOLDADO
NOTAS INTRODUTÓRIAS
Em termos históricos, os métodos de fabricação tradicionais de roletes em aço soldado para transportadores nasceram com a soldagem de duas caixas de rolamento em aço prensado vazias nas duas extremidades opostas do tubo preparado do rolete. Posteriormente, o processo de produção é concluído com uma série de múltiplas operações de montagem subsequentes.
Com a introdução da montagem de caixas de rolamento pré-fabricadas (cartuchos), este método foi abandonado por nossos clientes no Reino Unido e em outros países, que deixaram de considerar como boa prática o uso exclusivo de caixas de rolamento vazias.
Apresentamos em seguida algumas notas explicativas sobre a forma como este novo desenvolvimento técnico melhorou significativamente o processo de fabricação de roletes em aço soldado.
1. AVARIAS DE ROLETES EM CONTEXTO DE USO REAL
Conforme qualquer fabricante de roletes pode atestar por experiência própria, o desalinhamento axial é uma das principais causas de avaria em roletes em um contexto de uso real. O desalinhamento do eixo central do eixo do rolete (em relação ao eixo central do próprio rolete) cria um movimento rotacional excêntrico não desejado do rolete em volta do seu eixo central. O desalinhamento axial pode também significar que os eixos centrais dos rolamentos dos roletes, nas extremidades opostas do eixo do rolete, podem sofrer também um desalinhamento. Nos sistemas de correias transportadoras, estes problemas podem originar:
- Vibrações harmônicas indesejadas na correia transportadora, que por si só darão origem a outros problemas, como derramamentos, desgaste não uniforme da correia, etc.
- Pré-carga não controlada sobre o rolamento, desgaste do rolamento, superaquecimento do rolamento, etc.
Uma combinação de todos estes efeitos resultará (na pior das hipóteses) em uma avaria do rolete num curto espaço de tempo, ou (na melhor das hipóteses) reduzirá significativamente a vida útil do rolete.
A introdução do conjunto de caixa de rolamento pré-fabricada (cartucho) e a forma como este desenvolvimento afetou o processo de fabricação dos roletes veio em grande parte atenuar esse problema para os fabricantes de roletes.
2. CONTROLE DO ALINHAMENTO AXIAL
Tradicionalmente, ao dar início ao processo de montagem do conjunto do rolete, soldando as duas caixas de rolamento vazias em aço prensado nas extremidades opostas do tubo do rolete, o método de localização primário usado para manter o alinhamento axial do rolete era controlado por dois
mandris de usinagem de centro sólido, incorporados em dois conjuntos de ferramentas de solda de montagem.
Estes dois conjuntos são montados por cima das duas cabeças opostas de uma máquina convencional de soldar roletes (cada mandril central trabalha em conjunto com o respectivo elemento de usinagem externo), que é usada para alinhar o eixo central do tubo do rolete.
CARTUCHOS DE CAIXAS DE ROLAMENTO PRÉ-FABRICADOS – ALGUNS COMENTÁRIOS ACERCA DO AUTOALINHAMENTO AXIAL DE COMPONENTES DE UM ROLETE
Tradicionalmente, a concepção dos mandris centrais tem como finalidade a criação de uma interface perfeita com os furos prensados vazados das duas caixas em aço, com o objetivo primário de alinhar os dois eixos centrais das caixas com o eixo central do tubo do rolete.
(No entanto, aconselhamos a leitura do nosso documento sobre esta matéria, intitulado “Caixas de Rolamento de Roletes em Aço Prensado – Impossível Prensar um Círculo Perfeito!”) Com a introdução do cartucho, este ponto de controle crítico foi deslocado para o eixo central do próprio eixo do rolete.
O mandril de usinagem de centro sólido foi modernizado para incorporar uma fêmea usinada com precisão, para aceitar o excesso de projeção do eixo que se estende para além das faces da extremidade do rolete pré-fabricado e pré-lubrificado.
3. NOVO – ROLETE JÁ MONTADO E LUBRIFICADO ANTES DA SOLDAGEM
Para os fabricantes de roletes que não sejam já clientes da CCI Ltd., relembramos que o rolete já se encontra totalmente montado e lubrificado antes de se dar início ao ciclo de solda. Assim, é possível verificar que, por definição, logo que os fabricantes tiverem adotado a nova gama
de cartuchos/conjuntos de caixas de rolamento pré-fabricados à sua própria oferta de roletes, o seu processo de fabricação será substancialmente alterado.
4. COMO FUNCIONA E POR QUÊ?
O fabricante de roletes terá preparado com precisão as extremidades do eixo do rolete, produzindo um diâmetro do veio, através de usinagem ou retificação, com tolerâncias de poucos mícrons, para corresponder ao furo/diâmetro interior do rolamento em questão, de modo a produzir duas sedes para o rolamento, em ambas as extremidades do veio do rolete.
Da mesma forma, os encaixes vazados nos dois mandris centrais opostos na ferramenta da cabeça de máquina de soldar com a nova concepção foram usinados com alta precisão, de modo a obter diâmetros interiores muito precisos, que por sua vez apresentam tolerâncias de poucos mícrons, contra os diâmetros exteriores das duas extremidades preparadas do eixo do rolete.
Além disso, os dois eixos centrais dos dois mandris centrais opostos estão alinhados entre si com grande precisão, em torno do eixo central da máquina de soldar do rolete (atualmente, esta tarefa é realizada com recurso a laser) quando a máquina de soldar é efetivamente instalada.
O cartucho da caixa do rolamento também foi fabricado com grande precisão, em termos de alinhamento axial. Por exemplo, as tolerâncias estreitas em termos de concentricidade e excentricidade do flange, em torno do eixo central do componente, constituem elementos críticos da concepção do cartucho.
Assim, quando a ferramenta montada nas duas cabeças opostas da máquina de soldar do rolete com duas cabeças fixa todos os componentes no lugar na máquina, antes de se iniciar a sequência de soldagem, os diâmetros interiores com tolerância justa dos dois mandris centrais que fazem a interface com os diâmetros exteriores com tolerância justa das projeções do eixo, garantem automaticamente que todos os componentes do rolete sejam alinhados automaticamente com o eixo central do eixo do rolete.
CARTUCHOS DE CAIXAS DE ROLAMENTO PRÉ-FABRICADOS – ALGUNS COMENTÁRIOS ACERCA DO AUTOALINHAMENTO AXIAL DE COMPONENTES DE UM ROLETE
Ou seja, os dois conjuntos opostos de ferramenta da cabeça externa alinharam automaticamente o eixo central do tubo do rolete com o eixo central da máquina de soldar do rolete enquanto, simultaneamente, a ferramenta de centrar fêmea alinhou automaticamente o eixo central do eixo do rolete e, sendo assim, alinhou também os eixos centrais dos dois rolamentos do rolete com o eixo central da máquina de soldar do rolete.
Assim, a partir de agora é possível afirmar que, pela primeira vez, o processo de alinhamento de todos os eixos centrais de todos os componentes que constituem o rolete é não só automático, mas mais importante, apresenta um controle automático mais preciso, quando comparado com os métodos de montagem anteriores.
5. AGORA A MONTAGEM É CONTROLADA AUTOMATICAMENTE
Em outras palavras, a operação de montagem da máquina de soldar constitui agora a operação de montagem final naquele que é o já muito reduzido processo de fabricação de um rolete, garantido automaticamente que todos os eixos centrais de todos os componentes do rolete, ou seja, o eixo, os rolamentos e o tubo, sejam todos alinhados automaticamente com o eixo central da própria máquina de soldar.
Esse método não resolveu todos os problemas dos fabricantes de roletes. Ainda subsiste o problema das tolerâncias comerciais do fabricante do tubo do rolete, em termos de retidão, ovalação, espessura de parede, etc. e o controle rigoroso das tolerâncias de usinagem em oficina, etc. Contudo, podemos afirmar que muito do trabalho conjetural foi agora removido da equação subjacente ao alinhamento axial do rolete, em benefício do fabricante.
Por outro lado, este processo somente serve como ajuda em termos de capacidade de repetição da qualidade e na agilização do processo de fabricação, com o benefício adicional da redução dos custos gerais unitários por cada rolete produzido.
6. COMENTÁRIOS ADICIONAIS
Isto significa igualmente que as tolerâncias/dimensões do furo da caixa e as tolerâncias/dimensões do diâmetro do flange da caixa deixaram de ser cruciais, para efeitos de localização, durante o processo de soldagem.
Quando a ferramenta central da cabeça de soldagem captura as projeções do eixo e aperta os cartuchos contra as faces exteriores opostas do tubo do rolete, verificam-se os seguintes efeitos:
- Ao localizar o eixo do rolete através do eixo central, obtêm-se a média da distância entro o diâmetro exterior do flange do cartucho e o diâmetro interior do rebaixo usinado na extremidade do tubo, ou então o diâmetro exterior das extremidades faceadas do próprio tubo do rolete.
- O cordão de solda preenche por completo este espaço durante o ciclo de solda, independente do posicionamento exato do diâmetro exterior do flange contra a extremidade do tubo do rolete.
