Falha por fadiga do rolamento: como o estresse de contato rolante leva a rachaduras e lascas

A falha por fadiga continua sendo a principal causa de danos prematuros em rolamentos, sendo responsável por mais de 60% das falhas em aplicações industriais. Rolamentos de elementos rolantes — compostos por um anel interno, um anel externo e elementos rolantes (bolas ou rolos) e uma gaiola — operam sob carga cíclica, com elementos rolantes transmitindo continuamente forças entre os anéis.

Devido à pequena área de contato entre os corpos rolantes e as pistas, o resultadoEstresse de contato hertzianoé extremamente alto, especialmente em condições de alta velocidade ou carga pesada. Este ambiente de estresse concentrado leva aestresse fadiga, manifestando-se como corrosão superficial, rachaduras e, eventualmente, lascas.

O que é fadiga por estresse?

A fadiga por estresse refere-se adano estrutural localizadocausada por carga cíclica repetida abaixo da resistência à tração final do material. Embora a maior parte doconsequênciapermanece elasticamente deformado, zonas microscópicas sofrem deformação plástica ao longo do tempo, eventualmente iniciando a falha. O processo normalmente se desenvolve em três estágios progressivos:

1. Iniciação de microfissuras

• Ocorre em níveis subterrâneos (0,1–0,3 mm abaixo da superfície da pista).

• Causada por concentrações cíclicas de tensões em imperfeições microestruturais.

2. Propagação de rachaduras

• As rachaduras crescem gradualmente ao longo de caminhos de tensão de cisalhamento máxima.

• Influenciado por defeitos de material e ciclos de carga operacional.

3. Fratura Final

• Os danos superficiais tornam-se visíveis à medida quelascamento or corrosão.

• Quando as rachaduras atingem um tamanho crítico, o material se desprende da superfície.

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Considerações sobre fadiga em veículos elétricos pesados

In veículos de mercadorias de grande porte (LGVs)eveículos pesados de mercadorias(Veículos pesados)—especialmente nas variantes elétricas—a resistência à fadiga é ainda mais crítica devido a:

• Faixa de RPM mais ampla:Os motores elétricos operam em faixas de velocidade mais amplas do que os motores de combustão, aumentando as frequências de carga cíclicas.

• Maior saída de torque: Transmissão de torque mais pesada requer rolamentos com maior resistência à fadiga.

• Impacto do peso da bateria: A massa adicional de baterias de tração aumenta a pressão sobre os componentes do sistema de transmissão, especialmenterolamentos de roda e motor.

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Principais contribuintes para a fadiga causada pelo estresse

√ Cargas Alternadas

Os rolamentos em sistemas dinâmicos estão constantemente expostos a variaçõescargas radiais, axiais e de flexão. À medida que os elementos rolantes giram, a tensão de contato muda ciclicamente, criando altas concentrações de tensão ao longo do tempo.

√Defeitos materiais

Inclusões, microfissuras e vazios no material do mancal podem atuar comoconcentradores de estresse, acelerando o início da fadiga.

√Lubrificação deficiente

A lubrificação insuficiente ou degradada aumentaatrito e calor, reduzindo a resistência à fadiga e acelerando o desgaste.

√Instalação inadequada

Desalinhamento, ajustes incorretos ou aperto excessivo durante a instalação podem causar estresse inesperado, comprometendo o desempenho do rolamento.

Compreender e mitigar a fadiga por estresse é essencial para garantir uma longa vida útil em aplicações exigentes — especialmente em veículos elétricos pesados. Embora os avanços em materiais e na tecnologia de simulação tenham aumentado a resistência à fadiga, aseleção, instalação e manutenção de rolamentosainda são essenciais para o desempenho e a confiabilidade.

Colaborando com fabricantes de rolamentos experientespode fornecersoluções otimizadas sob medidapara sua aplicação específica. Se o seu projeto exige alto desempenho e resistência à fadigarolamentos, nossa equipe está aqui para ajudar comsuporte técnico e recomendações de produtos.

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