A indústria de papel e celulose opera equipamentos em condições extremas, umidade constante, temperatura elevada, cargas combinadas e velocidades altas nas máquinas de papel. Os Rolamentos FAG são amplamente utilizados nesse segmento justamente por sua capacidade de manter desempenho confiável nessas condições. Vamos aprofundar as principais aplicações, os desafios técnicos reais da operação e as boas práticas de seleção e manutenção para quem trabalha com ativos rotativos em plantas de celulose e papel.
Quais são os rolamentos mais utilizados em papel e celulose?
Na indústria de papel e celulose, os rolamentosmais utilizados são os autocompensadores de rolos, os rolamentos de rolos cilíndricos e os rolamentos rígidos de esferas. Eles são escolhidos principalmente pela capacidade de suportar altas cargas, altas velocidades e compensar desalinhamentos em eixos longos típicos das máquinas de papel.
1. Rolamento Autocompensador de Rolos
O rolamento autocompensador de rolos tem duas fileiras de rolos em barril com pista externa esférica côncava. Essa geometria permite que o anel externo incline em relação ao interno, absorvendo desalinhamentos angulares do eixo sem gerar sobrecarga nos elementos rolantes.
As máquinas de papel operam com eixos longos e estruturas que inevitavelmente sofrem deflexão sob carga. Nessas condições, um rolamento rígido tenderia a concentrar esforços nas extremidades dos elementos rolantes, acelerando o desgaste e reduzindo sua vida útil.
Os rolamentos autocompensadores de rolos são amplamente utilizados nesse tipo de aplicação porque conseguem acomodar desalinhamentos e manter uma distribuição de carga mais uniforme, mesmo quando há deformações da estrutura ou flexão dos eixos durante a operação.
Onde é usado em papel e celulose:
- Cilindros secadores (posição lado livre, com furo cilíndrico)
- Rolos de sucção
- Rolos formadores
- Rolos prensa e anti-deflexão
- Calandras de rolos quentes
- Rolos condutores e espaçadores
- Ventiladores industriais de grande porte
- Agitadores com eixo longo
Especificações FAG:
| Característica | Especificação correta (Schaeffler medias) |
|---|---|
| Séries | 213, 222, 223, 230, 231, 232, 238, 239, 240, 241 |
| Aplicação típica por série | 222/223 → uso geral e alta carga; 230–241 → altíssima carga e grandes diâmetros |
| Furo (bore) | Cilíndrico (standard) ou cônico (K = 1:12, K30 = 1:30 em séries específicas) |
| Folga interna radial | CN (normal), C2, C3, C4, definida conforme montagem, temperatura e interferência |
| Gaiola | M (latão maciço) → alta carga, vibração e temperatura; E1 / E1-XL (X-life) → execução otimizada; variantes MB/MA em latão guiado |
| X-life (E1) | Versão otimizada com maior capacidade de carga dinâmica e maior vida útil |
| Estabilização térmica | Execuções estabilizadas disponíveis conforme série e aplicação; seleção depende das condições térmicas do sistema |
Atenção na montagem: Autocompensadores de rolos com furo cilíndrico são montados com ajuste interferente no eixo, conforme tolerâncias recomendadas pelo fabricante.
Já os autocompensadores com furo cônico (sufixo K) são montados com bucha de fixação, permitindo ajuste controlado da folga interna residual por meio do deslocamento axial do rolamento na bucha.
A verificação da folga residual antes e após a montagem é uma etapa essencial do procedimento, garantindo que a redução de folga esteja dentro dos valores recomendados para a aplicação.
2. Rolamento de Rolos Cilíndricos
Os rolamentos de rolos cilíndricos são rolamentos que utilizam rolos cilíndricos como elementos rolantes, oferecendo alta capacidade de carga radial, baixo atrito e fácil montagem em muitas aplicações.
Onde é usado em papel e celulose:
- Cilindros secadores: Posição fixa do conjunto (fornece localização axial precisa enquanto o lado livre acomoda a dilatação térmica do eixo)
- Motores elétricos de grande porte: Posição livre (permite o deslocamento axial do eixo devido à expansão térmica)
- Redutores industriais: Eixos submetidos a elevadas cargas radiais e alta rigidez operacional
- Bombas e ventiladores industriais de grande porte: Aplicações com predominância de cargas radiais elevadas em alguns projetos de mancais e suportes de eixo.
Por que não é o mais utilizado na máquina de papel?
Os rolamentos de rolos cilíndricos não trabalham bem com desalinhamentos. Como os rolos das máquinas de papel são longos e sofrem flexão durante a operação, é comum ocorrer desalinhamento entre eixo e mancal. Nessa situação, a carga se concentra nas extremidades dos rolos, acelerando o desgaste e reduzindo a vida útil do rolamento. Por isso, eles costumam ser usados apenas em posições onde o alinhamento é bem controlado, enquanto os autocompensadores de rolos são a escolha mais comum na maioria das aplicações.
Especificações relevantes:
| Característica | Detalhe |
|---|---|
| Série | NU2xx, NU3xx (carga radial elevada, sem guia axial); NJ2xx (com ressalto em um lado para pequena carga axial) |
| Folga interna | Normal, C3 ou C4 conforme temperatura e ajuste |
| Separabilidade | Anéis desmontáveis independentemente, vantagem em inspeção periódica |
| Contato modificado | FAG aplica geometria de contato otimizada para reduzir tensões de canto mesmo em pequenos desalinhamentos |
Atenção na seleção: A variante NJ suporta pequenas cargas axiais em um sentido. A variante NU é exclusivamente radial. Não utilize um rolamento NU como único elemento de apoio em aplicações com carga axial, pois ele não controla o deslocamento axial do eixo.
3. Rolamento de Rolos Cônicos
Os rolamentos de rolos cônicos são rolamentos que utilizam elementos rolantes e pistas com geometria cônica, permitindo suportar simultaneamente cargas radiais e axiais. Em muitas aplicações, são montados em pares para absorver cargas axiais nos dois sentidos e garantir maior rigidez ao conjunto.
É mais utilizado na indústria de papel e celulose em:
- Redutores industriais: Suporte a cargas radiais e axiais combinadas nos eixos e engrenagens
- Eixos de acionamento e transmissão: Controle preciso da posição axial e elevada rigidez do conjunto
- Caixas de engrenagens industriais: Aplicações com esforços combinados e necessidade de ajuste de folga axial
- Bombas de processo de grande porte (alguns projetos): Suporte simultâneo de cargas radiais e axiais geradas pelo funcionamento do equipamento
Os rolamentos de rolos cônicos não são capazes de compensar desalinhamentos e exigem um ajuste cuidadoso da folga axial durante a montagem. Como as máquinas de papel trabalham com eixos longos, sujeitos a flexão e variações de carga, normalmente são preferidas soluções mais tolerantes a desalinhamentos.
Por isso, os rolamentos de rolos cônicos costumam ser aplicados em equipamentos onde o alinhamento é melhor controlado e há presença significativa de cargas axiais, como redutores, caixas de engrenagens, bombas e sistemas de transmissão.
Especificações mais relevantes:
| Característica | Detalhe |
|---|---|
| Série | 302xx, 303xx, 322xx e 323xx |
| Qualidade | X-life – geometria interna e acabamento superficial otimizados para maior capacidade de carga e menor atrito |
| Disposição | Costas a costas (O ou DB) para maior rigidez e melhor suporte de cargas axiais em ambos os sentidos; face a face (X ou DF) quando é desejável maior tolerância a desalinhamentos |
| Folga axial | Definida durante a montagem por ajuste de porca, espaçadores ou calços. O ajuste correto é crítico para o desempenho e a vida útil do rolamento |
Atenção: Folga axial incorreta é uma das principais causas mais comum de falha prematura em rolos cônicos. Com folga excessiva, o contato dos rolos com a pista não é uniforme. Com pré-carga excessiva, o aquecimento e a fadiga aceleram. O ajuste deve ser feito com medição e não por “aperto no tato.
4. Rolamento Rígido de Esferas
O rolamento rígido de esferas é tipo mais simples e mais produzido no mundo. Duas pistas rígidas, esferas como elemento rolante, baixo atrito, alta velocidade. Suporta cargas radiais e axiais moderadas.
É mais utilizado em:
- Motores elétricos ao longo de toda a planta
- Bombas de menor porte (alimentação, dosagem, transferência)
- Ventiladores de menor capacidade
- Equipamentos auxiliares (transportadores de baixa carga, agitadores pequenos)
Embora sejam amplamente utilizados em motores, bombas e equipamentos auxiliares, os rolamentos rígidos de esferas raramente são aplicados nas posições principais das máquinas de papel. Nessas aplicações, as cargas são elevadas e os desalinhamentos são inevitáveis, exigindo rolamentos com maior capacidade de carga e melhor tolerância a essas condições.
Algumas especificações:
| Característica | Detalhe |
|---|---|
| Série | 62xx para cargas leves a médias e 63xx para cargas médias a mais elevadas. |
| Vedação | Aberto (sem vedação), Z/2Z (blindagem metálica) e RSR/2RSR (vedação de contato em elastômero). |
| Folga interna | Normal (CN), C3 ou C4, conforme ajuste, temperatura e condições de operação. |
Sobre vedação: Em equipamentos auxiliares expostos à umidade, rolamentos vedados (2RS ou 2RSR) geralmente oferecem maior proteção contra água e contaminantes do que rolamentos abertos. Quando um rolamento aberto fica exposto sem um sistema de vedação adequado, a umidade pode contaminar o lubrificante, causar corrosão nas pistas e reduzir significativamente sua vida útil.
Especificação por seção: Tabela de referência rápida
| Seção / Equipamento | Tipo dominante | Série FAG de referência | Folga típica | Observação |
|---|---|---|---|---|
| Cilindro secador — lado livre | Autocompensador de rolos | 222xx / 223xx | C3 ou C4 | Compensa desalinhamentos e dilatações térmicas |
| Cilindro secador — lado fixo | Rolos cilíndricos | NJ2xx / NJ3xx | Normal ou C3 | Localização axial do eixo |
| Rolo de sucção | Autocompensador de rolos | 222xx / 223xx | C3 | Alta exigência de vedação e lubrificação |
| Rolo prensa / prensa de sapata | Autocompensador de rolos | 223xx / 232xx | C3 | Elevadas cargas radiais e desalinhamentos |
| Refinador | Autocompensador de rolos ou arranjo especial | 223xx / 232xx | Conforme projeto | A configuração depende fortemente do fabricante do refinador |
| Agitador vertical | Conforme projeto | 222xx, NU2xx ou arranjos combinados | C3 | As cargas axiais e radiais determinam a seleção |
| Ventilador industrial de grande porte | Autocompensador de rolos | 222xx / 223xx | C3 | Mancais bipartidos são comuns para facilitar manutenção |
| Bomba de processo | Rígido de esferas, contato angular ou rolos cônicos | 63xx, 72xx ou 322xx | Conforme projeto | Depende da carga axial e do arranjo do fabricante |
| Redutor industrial | Rolos cilíndricos e/ou rolos cônicos | NU/NJ + 322xx | Conforme projeto | Combinação comum para cargas radiais e axiais |
| Motor elétrico | Rígido de esferas | 62xx / 63xx | Normal ou C3 | C3 é muito comum em motores industriais |
Folga Interna: o parâmetro mais subestimado na especificação
A folga interna é o espaço livre entre os elementos rolantes e as pistas antes da aplicação de carga. Ela influencia diretamente a distribuição de carga, a temperatura de operação e a vida útil do rolamento.
As classes FAG seguem a sequência:
C2 < Normal (CN) < C3 < C4 < C5
Na prática, em aplicações de papel e celulose:
- Folga Normal (CN): utilizada em aplicações com ajustes leves e sem diferenças térmicas significativas entre eixo e alojamento.
- C3: a folga mais comum na indústria. Indicada quando há montagem com interferência no eixo, temperaturas elevadas ou condições que reduzem a folga operacional do rolamento durante o funcionamento.
- C4: frequentemente utilizada em cilindros secadores e outras aplicações sujeitas a forte expansão térmica do eixo, onde uma folga C3 pode se tornar insuficiente em operação.
- C5: reservada para aplicações especiais com condições térmicas extremamente severas ou requisitos específicos de projeto.
Em cilindros secadores, por exemplo, a seleção de uma folga menor do que a necessária é um erro relativamente comum. Quando a expansão térmica do eixo consome a folga operacional do rolamento, aumentam o atrito interno, a temperatura de funcionamento e a degradação do lubrificante. O resultado pode ser uma redução significativa da vida útil do conjunto, muitas vezes atribuída ao rolamento quando a causa real está na especificação da folga.
O que mais causa falhas prematuras na indústria de papel e celulose?
Com centenas ou milhares de rolamentos operando continuamente, alguns modos de falha aparecem com frequência nas rotinas de manutenção industrial. As causas de falhas mais comuns nessa indústria são:
Especificação incorreta da folga interna
A seleção inadequada da folga pode reduzir significativamente a vida útil do rolamento. Em algumas aplicações, uma folga insuficiente para as condições térmicas e de montagem leva ao aumento do atrito interno, da temperatura de operação e da degradação do lubrificante. Muitas vezes, o problema é atribuído ao rolamento quando a causa está na especificação.
Contaminação por umidade e água
A seção úmida e as áreas próximas ao preparo de massa e aos tanques de polpa estão entre os ambientes mais agressivos da planta. Quando a vedação é inadequada, a entrada de água compromete o lubrificante, favorece a corrosão das pistas e reduz drasticamente a vida útil do rolamento.
Lubrificante inadequado para a temperatura de operação
Em cilindros secadores, calandras e outras aplicações de alta temperatura, a escolha da graxa é tão importante quanto a escolha do rolamento. Lubrificantes incompatíveis com a temperatura de trabalho podem perder suas propriedades, acelerar o desgaste e comprometer a confiabilidade do equipamento.
Desalinhamento em ventiladores, agitadores e equipamentos rotativos
Após intervenções de manutenção, desalinhamentos residuais nem sempre são identificados. Embora os rolamentos autocompensadores de rolos consigam acomodar certos níveis de desalinhamento, cargas excessivas ou desalinhamentos persistentes reduzem sua vida útil e aumentam as tensões internas.
Montagem incorreta de rolamentos com bucha de fixação
Nos rolamentos autocompensadores de rolos com furo cônico, o ajuste da bucha deve ser realizado por meio da medição da redução da folga radial ou do deslocamento axial especificado pelo fabricante. Uma montagem sem esse controle pode resultar em folga insuficiente ou excessiva, comprometendo o desempenho e a vida útil do conjunto.
Onde comprar rolamentos para a indústria de papel e celulose?
A Roltek é distribuidora autorizada das principais marcas globais do mercado industrial, com o maior estoque comprovado de rolamentos, correias, mangueiras e outros componentes industrais para manutenção do Norte-Nordeste.
Para o segmento de papel e celulose, assim como mineração, petroquímica e siderurgia, a nossa equipe técnica apoia na especificação correta por posição, evitando os erros de seleção de folga, sufixo e tipo de rolamento que custam caro na operação.
Consulte a equipe técnica da Roltek
FAQ
Qual tipo de rolamento é mais usado em máquinas de papel?
O autocompensador de rolos esféricos é o tipo dominante em máquinas de papel e celulose. Aparece nos cilindros secadores, rolos de sucção, rolos formadores, rolos prensa, rolos condutores e calandras. Sua capacidade de compensar desalinhamento angular é o que o torna indispensável em eixos longos com deflexão sob carga.
Por que usar folga C4 em cilindros secadores?
Os cilindros secadores operam com vapor interno a alta temperatura. O eixo dilata radialmente durante a operação, consumindo parte da folga interna do rolamento. Com C3, essa dilatação pode eliminar completamente a folga e gerar pré-carga indesejada, elevando temperatura e acelerando a falha. A folga C4 é dimensionada para preservar folga operacional mesmo com a dilatação térmica real do eixo.
Posso usar rolamento de rolos cilíndricos no lugar de autocompensador de rolos em cilindros secadores?
Não nas posições onde há deflexão de eixo. O rolamento de rolos cilíndricos não tolera desalinhamento angular, concentra carga nas bordas dos rolos e falha prematuramente. Ele é adequado para o lado fixo do cilindro secador (onde a carga axial é mínima e o alinhamento é rígido), não para o lado livre.
Qual graxa usar em rolamentos de cilindros secadores?
Graxa compatível com a temperatura real de operação no mancal. Para temperaturas acima de 120°C, é necessário graxa de alta temperatura, que geralmente possuem base de sabão sintético (poliureia ou base lítio complexo de alta temperatura). A Schaeffler oferece as linhas Arcanol para especificação por aplicação. Nunca usar graxa convencional de lítio simples em posições acima de 120°C.
O que é um rolamento bipartido e onde ele é vantajoso em celulose e papel?
É um autocompensador de rolos em construção bipartida, os anéis podem ser separados sem remover o eixo. Isso permite trocar o elemento rolante sem desmontar polias, acoplamentos ou eixo. Em ventiladores industriais, transportadores e pontos de difícil acesso em plantas de celulose, ele reduz drasticamente o tempo de parada para manutenção de rolamentos.
FAG e SKF são intercambiáveis nas posições de máquina de papel?
Dimensionalmente sim, pois seguem normas ISO. Mas gaiola, material e tolerâncias internas variam entre fabricantes. Para posições críticas como cilindros secadores, o ideal é manter o mesmo fabricante para garantir consistência de folga e desempenho ao longo da vida da máquina. Misturar fabricantes na mesma posição é possível em emergência, mas não é a prática recomendada para operações críticas.