Nos últimos 25 anos a capacidade de carga dos rolamentos aplicados em usinas sucroalcooleiras praticamente dobrou. O aumento deriva do constante desenvolvimento das tecnologias de fabricação, da extensão do período de safra e da ampliação do volumes moídos.

Para se adaptar ao novo contexto operacional, algumas usinas têm substituído rolamentos usados tradicionalmente por modelos com tamanho e largura maiores – o procedimento conseqüentemente eleva a capacidade de carga do equipamento. Mas especialistas garantem que a iniciativa pode reduzir o limite de velocidade da peça em até 33%.

Quando esse problema ocorre, o novo rolamento passa a trabalhar em uma condição menos favorável na comparação com o antigo. Segundo o engenheiro João Cavalcanti Martins, da SKF, o sobredimensionamento e velocidade próxima ao limite podem causar desgaste pelo escorregamento dos rolos no anel externo (conhecido como smearing) pelo efeito de “carga mínima”, além de maior aquecimento, com possibilidade de ineficiência na lubrificação e quebra prematura.

Para atender a crescente demanda por maior capacidade de cargas, solidez e baixo atrito, algumas usinas brasileiras estão apostando na implantação de um rolamento toroidal autocompensador de rolos. “Há uma grande tendência de uso desse modelo atualmente no Brasil”, assegura o gerente comercial da Durão Rolamentos, Osvaldo Sant´anna – a empresa é revendedora autorizada da SKF em Ribeirão Preto/SP.

Embora esteja ganhando espaço no mercado nacional atualmente, a tecnologia não representa um lançamento – foi introduzido, com o nome “CARB”, no ambiente nacional em 1995 pela SKF como um novo conceito em modelos autocompensadores.

Os rolamentos autocompensadores adotam a posição na qual a carga é distribuída uniformemente sobre o comprimento do rolo, independentemente de o anel interno estar deslocado axialmente e/ou desalinhado em relação ao anel externo.

Segundo Cavalcanti, o projeto do CARB associa a capacidade de autocompensação dos rolamentos autocompensadores de rolos com a possibilidade de deslocamento axial ilimitado dos rolamentos de rolos cilíndricos. “Ele também pode ter a seção transversal compacta normalmente associada ao rolamento de rolos de agulhas”, descreve.

Este tipo de rolamento possui uma carreira de rolos simétricos, ligeiramente abaulados e longos. As pistas dos anéis interno e externo são côncavas e se situam simetricamente ao redor do centro do rolamento. “A combinação dos perfis das duas pistas fornece uma distribuição de cargas favorável no rolamento, bem como baixo atrito”, completa.

Conforme Osvaldo Sant´anna, ao instalar um rolamento CARB uma usina pode eliminar algumas falhas: problemas de sobrecarga axial, desgaste de caixa prematuro ou ajuste de caixa inadequado, desgaste excessivo de gaiola e do giro de anel externo do rolamento na caixa.

Para oferecer esses resultados, o gerente da Durão alerta, porém, que a aplicação do CARB deve ser associada ao uso conjunto de um rolamento autocompensador de rolos tradicional. Este kit deve ser montado em caixas adequadas com trabalhos de vedação (para inibir contaminação) e lubrificação (para reduzir temperatura e aumentar a vida útil).

Primeiros resultados

Para João Cavalcanti, a utilização de rolamento do tipo CARB já vem demonstrando resultados interessantes para aplicações como desfibradores, picadores e niveladores - sempre montado ao lado de um autocompensador de rolos.

Há 30 anos, quando os primeiros projetos foram desenvolvidos, projetou-se o rotor dos picadores e desfibradores numa determinada medida de eixo necessária na época. A escolha do rolamento priorizou o tipo de peça encaixável nesse eixo e que suportaria a rotação de trabalho aplicada no momento.

Mas, segundo Sant´anna, passadas três décadas essa aplicação está defasada. “A tecnologia de rolamentos evoluiu muito”. “Hoje é possível colocar rolamentos com a metade do tamanho dos usados antigamente e com capacidade para suportar mais carga e mais rotação”, completa.

O gerente da Durão frisa que o novo conceito (CARB + autocompensador) consegue aumentar vida útil, otimizar custo de projeto e reduzir valor de reposição.

Esses resultados foram observados na Usina da Pedra, a primeira usina de açúcar e álcool a utilizar o rolamento CARB no picador de cana, instalação realizada no início da safra 2000/2001.

A unidade, que usava dois rolamentos autocompensador de rolos 22344 CCK/C3W33, manteve do lado do acionamento um rolamento desse mesmo modelo e do lado oposto (livre) instalou um rolamento 60 milímetros menor (CARB).

Durante as safras em uso os mancais foram monitorados e observou-se redução considerável de temperatura e vibração do conjunto. “Está funcionando há quase oito safras sem problemas”, garante Osvaldo Sant´anna.

Segundo o gerente da Durão, o rolamento livre possibilita, caso ocorra dilatação do eixo, deslizamento do rolamento dentro do mancal. “Esse deslizamento não é um movimento suave, gerando atrito e desgaste no anel externo do rolamento e no alojamento do mancal. Nos rolamentos toroidal CARB, este deslizamento é suave, pois ocorre internamente no rolamento”.

Após as inspeções de finais das safras, a Usina da Pedra optou por aplicar um segundo rolamento CARB em outro picador e também no desfibrador.

Novas demandas

As usinas começam a apresentar novas demanda para aplicação do conceito CARB + autocompensador. Os mais recentes focos são locais considerados críticos como exaustor e ventilador.

De acordo com o engenheiro Nelson Pereira, do departamento de açúcar e álcool da SKF, o principal problema dessas máquinas é o desbalanceamento, derivado da sujeira que adere ao equipamento – no caso do ventilador, gruda nas pás.

Com isso, o anel externo do rolamento que deveria ficar parado, passa a girar dentro da caixa de mancal. Rodando, ele se desgasta e consome mais rapidamente a caixa de mancal. “Recomendamos uma caixa mais apertada, que solicita a aplicação do rolamento CARB de um dos lados. Do outro lado continua com auto-compensador de rolos. Assim, evita o desbalanceamento”, assegura Pereira.

A Usina Santa Cândida acaba de iniciar a segunda safra após a substituição dos rolamentos tradicionais usados nos três ventiladores da sua planta industrial por modelos CARB + autocompensador.

O novo conceito operou durante toda a temporada 06/07 da unidade em condições consideradas mais severas, como esforço mecânico maior, temperatura de trabalho superior e rotações mais elevadas.

Segundo o coordenador manutenção e extração da usina, Antonio Carlos Viesser, os resultados iniciais são satisfatórios. “Antes de substituir os rolamentos, tínhamos pelo menos uma parada na safra por problemas nos rolamentos. Após a instalação do Carb, não tivemos mais nenhuma parada e reduzimos o custo alto de manutenção”, diz. “Mas ainda não é possível dizer quanto tempo vamos ficar sem intervir”, ressalva.