Guia do anel giratório do guindaste: tipos, seleção de carga, montagem e manutenção

Um guindaste pede que um componente faça algo que nenhuma outra parte da máquina faz: ele segura todos os componentes superiores – lança, contrapeso, carga de elevação e tudo – e gira 360 graus enquanto a carga balança, balança e se desloca. Esse componente é o anel giratório do guindaste, também chamado de anel giratório, rolamento da plataforma giratória ou engrenagem giratória, dependendo da oficina em que você aprendeu o ofício. Faça certo e ninguém mencionará isso por uma década. Se errar, a máquina para de funcionar.

Construímos anéis giratórios para ganhar a vida e os guindastes estão entre os clientes mais exigentes que atendemos. O que se segue é como explicamos um anel de giro de guindaste para engenheiros e compradores que estão especificando uma substituição, verificando um projeto ou simplesmente tentando entender por que o anel de sua máquina está reclamando depois de quatro anos em vez de dez.

O que um anel giratório de guindaste realmente faz

Sob a superfície, um anel giratório de guindaste é um rolamento de elemento rolante de grande diâmetro com uma engrenagem cortada em uma de suas pistas. Ele é aparafusado entre o material rodante – ou pedestal, torre ou estrutura de base – e a estrutura superior giratória. Três trabalhos acontecem ao mesmo tempo dentro desse único anel:

• Ele carrega a carga axial das peças superiores mais a carga do gancho, transmitida através da pista.
• Ele suporta as cargas radiais geradas pela lança, pelo vento e por qualquer tração lateral.
• Ele resiste ao momento de inclinação criado por uma carga suspensa no raio, que tenta levantar um lado do anel e comprimir o outro.

Simultaneamente, os dentes da engrenagem convertem o torque do motor giratório em rotação. O anel é, portanto, um rolamento e um elemento de saída da caixa de engrenagens ao mesmo tempo, razão pela qual seus modos de falha são tão variados. Para uma atualização mais ampla sobre o comportamento em guindastes e escavadeiras, nossos engenheiros mantêm uma explicação mais longa em como funcionam os rolamentos de giro em guindastes e escavadeiras .

A condição operacional é incomum. Os guindastes giram lentamente e giram para frente e para trás, em vez de dar voltas. Uma pista que nunca completa uma revolução completa não pode construir um filme hidrodinâmico adequado, por isso funciona em lubrificação limite durante a maior parte de sua vida. O desgaste concentra-se em duas zonas: na parte traseira da carroceria, oposta à lança, e diretamente sob a lança. Qualquer pessoa que tenha inspecionado um anel de guindaste usado viu aquelas duas manchas de pista polida e escurecida.

Combinando a configuração do anel com o dever

Quatro configurações cobrem a maioria das aplicações de guindastes. A escolha é determinada pela relação entre o momento de inclinação e a carga axial, pelos requisitos de rigidez e pela altura de montagem que a máquina pode poupar.

Onde o momento de inclinação é grande e a máquina trabalha continuamente, o projeto de rolos de três fileiras geralmente é a resposta honesta, porque os caminhos de carga são separados e cada fileira pode ser dimensionada para seu próprio trabalho. Nosso Rolamento giratório de rolos de três carreiras, série 13 Recomendado para grandes momentos de inclinação e serviço contínuo de guindaste, a Série 13 separa caminhos de carga axial e radial em três fileiras de rolos. Ver Produto → é a configuração que recomendamos com mais frequência para essa classe de trabalho.

Lendo o caso de carga antes de escolher qualquer coisa

Cada seleção de anel de guindaste começa com números, não com uma página de catálogo. O conjunto mínimo que pedimos é:

1. Carga axial, carga radial e momento basculante em cada raio de trabalho, incluindo a pior combinação que a máquina pode atingir legalmente.
2. Os requisitos de classificação estática e dinâmica, com o fator de segurança que a aplicação exige – o trabalho offshore e o trabalho com pessoal de elevação ficam na extremidade conservadora.
3. Torque de giro e carga tangencial do dente no pinhão, além da relação de transmissão e folga necessárias.
4. Ciclo de trabalho: ciclos por hora, horas por ano, vida útil e a parcela de tempo gasto segurando uma carga em vez de girá-la.
5. Círculo do parafuso, contagem de furos, grau do parafuso e a resistência e planicidade das estruturas às quais o anel será aparafusado.

Dois deles são geralmente subestimados. A primeira é a capacidade do parafuso: um anel é tão forte quanto a junta que o segura, e um padrão de parafuso marginal transforma um rolamento com classificação correta em um rolamento rachado. A segunda é a rigidez da estrutura. Um flange que desvia sob carga irá balançar o anel, e um anel oscilante desgasta sua pista muito mais rápido do que o previsto pelo catálogo. Se você estiver pesando designs de rolo contra bola, nossa nota sobre Rolamento giratório de rolos cruzados de uma carreira para aplicações de alta carga Este projeto de rolos cruzados de carreira única está posicionado para máquinas de alta carga e alta precisão, suportando instalação horizontal ou vertical e acesso para manutenção em ambientes exigentes. Ver Produto → cobre o lado transversal desse argumento em detalhes.

Detalhes de montagem que decidem a vida útil

Vimos anéis especificados corretamente falharem precocemente e quase sempre a causa está na montagem.

• Planicidade e acabamento. Ambas as faces de montagem precisam de usinagem de acordo com a tolerância de planicidade indicada pelo fornecedor do rolamento, e não com uma tolerância que "pareça bem". Um mergulho sob o furo de um parafuso é suficiente para iniciar uma rachadura por fadiga.
• Pré-carga do parafuso. Os parafusos devem ser apertados até o valor especificado na sequência transversal correta com equipamento calibrado. Parafusos com torque insuficiente permitem que o anel se levante; parafusos com torque excessivo cedem e fazem a mesma coisa de maneira mais silenciosa.
• Malha de engrenagem. Verifique o alinhamento e a folga do pinhão em diversas posições ao redor do anel, pois um anel nunca é perfeitamente redondo. Muito apertado e os dentes arranhados; muito solto e eles martelam.

As focas também merecem menção. Um anel que perde sua vedação em um local empoeirado ou em um cais de água salgada perderá sua graxa e, em seguida, sua pista, muito antes de sua classificação se esgotar.

Lubrificação, monitoramento de desgaste e teste de balanço

A manutenção de um anel giratório de guindaste não é complicada, mas é implacável com a negligência. A graxa é o componente mais barato da máquina e o que é ignorado com mais frequência.

Lubrifique de acordo com uma programação e engraxe enquanto gira. Bombear graxa em um anel estacionário preenche uma cavidade e deixa o restante seco; gire a parte superior em uma revolução completa enquanto lubrifica, para que toda a pista e os dentes da engrenagem recebam material novo. Então observe o que sai. A análise de graxa é o primeiro aviso disponível – faça uma amostra do dreno ou da borda da pista e procure por partículas metálicas, mudança de cor, endurecimento ou contaminação por água. Uma contagem crescente de partículas significa que o desgaste está se acelerando e você tem meses, não dias, para planejar.

O teste de balanço é a medição de campo em que mais confiamos. Com a lança em posição fixa e a máquina nivelada, meça o movimento circunferencial no anel sob um empurrão controlado, registre-o e compare com a última leitura. Uma tendência vale muito mais do que um único número. A folga que cresce constantemente indica desgaste do dente ou da pista; um salto repentino sugere algo pior.

A lição incômoda das investigações de acidentes é que os anéis do guindaste falharam com cargas de gancho bem abaixo da carga de trabalho segura nominal da máquina. O rolamento não sabe o que diz a tabela de carga. Ele só sabe o que foi solicitado a carregar e em que condições se encontrava quando foi solicitado.

Reparar, reequipar ou substituir

Nem todo anel usado precisa ser descartado. Onde a pista está sólida e apenas os dentes da engrenagem estão desgastados, o novo corte da engrenagem costuma ser econômico, desde que a seção restante do dente ainda suporte a carga tangencial. O que não pode ser recuperado é um anel com rachaduras que se propagam a partir de um furo de parafuso ou uma lasca que começou a se espalhar; aqueles vão para a sucata independentemente do custo. A decisão geralmente se resume à quantidade de vida útil restante na pista, à quantidade de vida útil que a máquina ainda precisa e por quanto tempo o guindaste pode ficar fora de serviço. Preferimos dizer a um cliente para reequipar um anel de som do que vender um novo que não seja necessário.

Onde nos encaixamos

A Jiangsu Manchen Transmission Technology projeta e fabrica anéis giratórios desde 2019, em uma fábrica em Jiangyin, com usinagem, tratamento térmico e inspeção mantidos sob o mesmo teto. Nosso histórico é o mesmo problema que este artigo descreve: combinar um anel com um caso de carga e, em seguida, certificar-se de que o anel que sai da fábrica é o anel que foi calculado. Nossa linha padrão cobre Rolamentos giratórios de esferas, rolos cruzados, duas carreiras e três carreiras de uma carreira nos tamanhos que o trabalho em guindaste exige.

Para guindastes de serviço médio, onde a rigidez é mais importante do que a capacidade bruta, o projeto de contato de quatro pontos com duas fileiras e diâmetros iguais costuma ser o meio-termo prático: Rolamento giratório de contato de quatro pontos e duas fileiras de diâmetro igual Para guindastes de serviço médio onde a rigidez é importante, esse projeto de contato de quatro pontos e duas carreiras transporta cargas axiais, radiais e de inclinação com alta rigidez e instalação compacta. Ver Produto → .

Se você estiver especificando um anel de giro de guindaste, substituindo um ou tentando descobrir por que o atual está barulhento, envie-nos o caso de carga e uma fotografia das faces de montagem. Isso geralmente é suficiente para dizer se o rolamento é o problema – e muitas vezes não é.