O que são rolamentos de esferas?

Os rolamentos de esferas, também conhecidos como rolamentos antifricção, são pequenas esferas metálicas ou cerâmicas usadas para reduzir o atrito entre eixos e eixos em diversas aplicações. Eles são frequentemente usados ​​em série para absorver o peso colocado em uma peça móvel ou em gaiolas individuais para reduzir o atrito nos conjuntos de eixos. A maioria é fabricada para atender a padrões de redondeza muito exigentes, pois qualquer deformação pode causar falhas inesperadas nas peças móveis.

O conceito de rolamentos de esferas pode ser rastreado desde o Império Romano, mas muitas fontes creditam a Leonardo da Vinci os primeiros projetos práticos. Não foi até 1791, no entanto, quando um fabricante de carruagem e inventor galês chamado Philip Vaughan patenteou o primeiro conjunto de eixos a usá-los. Os eixos de transporte anteriores acabariam desgastando-se com os efeitos do atrito, mas o uso de rolamentos de esferas da Vaughan eliminou o contato direto entre o eixo de transmissão e o eixo.

Após o uso inicial em eixos de transmissão, os engenheiros da fábrica encontraram outras aplicações na área de fabricação. As peças individuais podem ser movidas facilmente sobre rampas equipadas com esses rolamentos. Máquinas acionadas a motor se tornaram mais eficientes à medida que reduziam o atrito entre as peças. Diferentemente de outros tipos de rolamentos, os rolamentos de esferas permitem movimentos rotativos e axiais, o que adicionou versatilidade ao projeto da máquina.

Um dos exemplos mais comuns de rolamentos de esferas em ação é o skate. Quatro rodas estão presas a dois eixos na parte inferior de uma bota. Uma inspeção mais detalhada dessas rodas revela uma coleção de pequenas esferas de metal que circundam o eixo. À medida que o skatista coloca seu peso total nas rodas, cada bola absorve a carga temporariamente. Enquanto o skatista empurra para a frente, eles rolam em uma pista ao redor do eixo. Como os rolamentos de esferas são perfeitamente redondos e lisos, há muito pouco atrito gerado entre eles. Eles permitem que o skatista se mova em linha reta com pouca resistência.

A fabricação de rolamentos de esferas é surpreendentemente semelhante à formação de bolas de massa. Um suprimento de fio de metal com aproximadamente o mesmo diâmetro dos rolamentos é colocado em uma máquina com duas placas projetadas como hemisférios. Quando as duas metades são reunidas com força, uma bola de metal áspera é formada. O problema é que alguns fragmentos de metal adicionais chamados de piscamento ainda permanecem. As bolas são então colocadas em outra máquina que remove o piscar para criar um estado perfeito de redondeza.

Esta segunda máquina consiste em duas placas ranhuradas, uma com um entalhe aberto para receber os rolamentos de esferas. À medida que esta máquina se enche de bolas inacabadas, a placa ranhurada superior começa a girar em diferentes direções sobre a placa inferior imóvel. Essa ação é semelhante a um cozinheiro que usa as mãos para formar bolas de massa. A primeira operação nesta máquina remove o piscar e ajuda os rolamentos a se tornarem bastante uniformes em tamanho.

Uma segunda corrida pela mesma máquina adiciona um líquido lubrificante e abrasivos à mistura. Os rolamentos de esferas são triturados em um tamanho preciso pela ação dos abrasivos. Quando as bolas atingem um tamanho e uniformidade aceitáveis, uma terceira corrida usa um agente de polimento para dar a elas um brilho de redução de atrito. Todos os rolamentos recebem uma inspeção final para verificar imperfeições antes de serem aprovados para uso em outras aplicações.