Princípios de atrito e projeto de rolamentos

Você já deslizou sem esforço em uma pista de patinação no gelo? Ou deslizou em um piso de madeira em suas meias? Se você não tem, você definitivamente precisa. Se sim, você experimentou a emocionante leveza que vem do baixo atrito. Embora seja uma força essencial em nosso mundo material, o atrito pode causar problemas, especialmente em máquinas.

Os compressores de ar remediam isso usando rolamentos para mitigar o atrito durante o processo de compressão, mas nem todos os rolamentos são criados iguais. Hoje veremos as vantagens e desvantagens de três tipos de rolamentos comumente usados ​​em compressores. Antes de começarmos, vamos dar uma olhada na física do atrito.

O que é atrito?

De acordo com o dicionário Merriam-Webster, o atrito é “a força que resiste ao movimento relativo entre dois corpos em contato”. Existem dois tipos de atrito:o atrito estático e o atrito cinético. O atrito estático é a força necessária para iniciar o movimento entre dois objetos estacionários. O atrito cinético é a força de resistência entre dois objetos em movimento.

O atrito estático é maior que o atrito cinético. Pense em tentar empurrar uma caixa pesada pelo chão. Você tem que aplicar mais força para iniciar o movimento do que para manter a caixa em movimento.

Ao determinar o atrito entre dois objetos, alguns fatores devem ser considerados. O coeficiente de atrito determina quão bem os objetos se agarram (cada objeto tem seu próprio coeficiente), e a força normal pressiona os objetos juntos. Torque e tração entram em jogo quando um dos objetos em movimento é um pneu girando.

Grandes quantidades de fricção podem gerar calor e desgastar os objetos. Tente esfregar as mãos e você imediatamente se sentirá mais quente. O mesmo princípio se aplica às peças de um compressor. Como eles se esfregam continuamente um no outro e criam calor, eles se desgastam mais rapidamente do que com menos atrito. Felizmente, elementos como rolamentos oferecem menos atrito aos compressores de ar, permitindo que funcionem mais rápido sem se desgastar.

Tipos de rolamentos

Existem três tipos principais de rolamentos usados ​​em compressores, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens.

Rolamento de rolos

Os rolamentos de rolos são normalmente o tipo de rolamento mais barato. Eles têm cargas radiais, o que significa que a carga atua em ângulo reto com o eixo de rotação do rolamento. Os rolamentos de rolos tendem a ter uma longa vida útil e são um dos primeiros projetos de rolamentos conhecidos.

Rolamento de rolos cônicos

Os rolamentos de rolos cônicos são um tipo de rolamento de rolos com formato cônico. Eles costumam ser mais caros que os rolamentos de rolos, mas podem suportar cargas radiais e axiais. Uma carga axial exerce força paralela ao eixo de rotação. Como os rolamentos de rolos cônicos podem suportar moderadamente bem ambas as forças de carga, eles tendem a se desgastar mais rapidamente do que os rolamentos de rolos.

Rolamentos de esferas

Rolamentos de esferas são o tipo mais caro de rolamento. Eles podem lidar com cargas radiais e axiais e são altamente confiáveis. Existem muitos tipos de rolamentos de esferas, incluindo contato angular, axial e de sulco profundo.

Da próxima vez que você estiver patinando ou apenas deslizando pela casa de meias, considere a física por trás da diversão. Embora o baixo atrito possa ser agradável, ele também permite que sua máquina funcione com mais eficiência ao longo de sua vida útil.

Que tipo de rolamento seu compressor usa? Deixe-nos saber sua preferência nos comentários abaixo.