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MANCAIS DE BUCHA – ESCOLHA DA 
TOLERÂNCIA DO COLO DO MANCAL 
1. OBJETIVO 
O objetivo deste trabalho é a escolha da tolerância para o colo do mancal conforme 
DIN31690. 
Não é objetivo substituir as eventuais recomendações que o fabricante venha a fazer 
complementarmente, mas, guiar e conferir para a correta seleção da tolerância, visto 
que o prejuízo em uma eventual falha é enorme, fora a indisponibilidade do 
equipamento. 
2. POR QUE MANCAIS DE BUCHA? 
Abaixo, uma ilustração com exemplo dos rolamentos de padronizados mais comuns 
(são os que possuem maior capacidade de carga): 
 
Figura 1 (Fonte: Springer Handbook of Mechanical Engineering, Grote and Antonsson, 
2008, pag. 463 Fig.6.160a-f). 
A seguir, exemplos de mancais de bucha padronizados conforme DIN 31690: 
 
Figura 2 (Fonte: Catálogo RENK RH1009 3.11 página 4). 
 
 
Comparando a capacidade de carga de dois conjuntos de mancais com 200mm de 
diâmetro. 
Conjunto 32040XDF, conforme SKF: 
 
 
Figura 3 – site SKF 
Capacidade máxima estática 1.372.000 N 
 
 
 
 
 
 
 
Considerando um mancal de bucha com 200mm de diâmetro: 
 
 
Figura 4 – Catálogo Renk RH1009 3.11 página 9. 
Força radial máxima: 68000N. 
 
Considerando 66% da força radial máxima: 45.333N 
Máquina elétrica girante de 4 pólos síncrona, 60Hz, 1800rpm 
Qual seria a vida útil se fosse utilizado rolamento 32040XDF nestas condições? 
 
Recorrendo à vida útil estimada (método “SKF”): 
𝐿10ℎ =
1.000.000
60 ∗ 1800
∗ (
1.372.000
45.333
)(
10
3
)
 
Vida útil 800.000h 
Funcionamento contínuo: 91 anos. 
 
 
 
Se a vida útil estimada para o rolamento é longa, por que utilizar mancais de 
deslizamento (ou bucha)? 
Gustav Niemann, em sua obra clássica Maschinenelement (na versão em português 
Elementos de Máquina, Niemann, Volume 2:1971, pág. 1) enumera as seguintes 
limitações ao uso de rolamentos: 
1. O ruído é inconveniente; 
2. Choques e impactos (Geradores p/PCH’s, Laminadores, Máquinas Rotativas 
dedicadas a mineração, por exemplo); 
3. Eixos de grandes dimensões e baixas rotações; 
4. Aplicações onde um mancal bi-partido é necessário 
 
Abaixo, um exemplo de onde um mancal de bucha bi-partido teve a sua aplicação 
necessária: 
 
Figura 5 – Catálogo Renk RH1009 3.11 página 8 (foto: GEC Alstom, F-Belfort). 
 
Se fosse um mancal de rolamento, além do rotor ter que possuir mais uma chaveta e 
um acoplamento, a sua substituição se tornaria um problema real (ferramentas de 
extração, remoção de acoplamento). 
Já que está aplicado um mancal bi-partido, basta apoiar corretamente o rotor e 
desmontar somente o mancal. Isto mesmo, ao substituir a bucha, somente intervenção 
no mancal. 
 
3. Qual a tolerância a ser utilizada para o colo do mancal 
É CRUCIAL a correta execução dos colos do mancal, não somente nas dimensões, 
como também respeitar as tolerâncias geométricas estabelecidas pela DIN31690 e 
pelos fabricantes. Obviamente, a rugosidade recomendada deve ser obedecida, para 
uma longa vida útil das buchas e vedações: 
 
Figura 6 – Catálogo Renk RH1009 3.11 página 13. 
Quanto ao diâmetro e tolerâncias a serem escolhidos, faz necessidade recorrer aos 
conceitos de mecânica dos fluídos. 
Dimensões básicas a serem consideradas, e esboço do diagrama de pressões: 
 
Figura 7 – Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau, 23.Auflage, Seite 516, Bild.1. 
B=largura apoiada pela bucha 
D=diâmetro interno da bucha; 
DJ=diâmetro do eixo 
e=excentricidade entre a bucha e o eixo 
F=força radial 
h(φ)=espessura do filme de óleo em função do ângulo 
hmin=espessura mínima do filme de óleo 
p(φ,z)=pressão do óleo em função do ângulo e da posição em relação a coordenada z; 
pmax=pressão máxima do óleo; 
_ 
p=pressão distribuída. 
z=coordenada z (-B/2≤z≤B/2) 
φ=ângulo 
β=ângulo onde ocorre a espessura mínima do filme de óleo; 
ωB=velocidade angular da bucha 
ωF=velocidade angular da força de rolamento 
ωJ=velocidade angular do eixo 
Da relação de Newton entre tensão transversal, viscosidade dinâmica, velocidade e 
folga: 
 
Figura 8 – Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau, 23.Auflage, Seite 110, 
Bild.25.a. 
Equação de Newton: 
𝜏 = 𝜂 ∗
𝛿𝑣
𝛿𝑦
 
τ=tensão de cisalhamento do líquido; 
η=viscosidade dinâmica 
δv=variação de velocidade 
δy=folga radial (ou espessura do filme) 
Conforme o equacionamento acima, falta de folga ocasiona tensões excessivas no 
fluído. Excesso de folga poderá ocasionar pressão insuficiente para lubrificação. 
Recordando, o objetivo principal deste trabalho é a escolha da tolerância para o colo do 
mancal conforme DIN31690. 
A DIN31690 recomenda 5 valores de folga relativa (ψm), dependentes do diâmetro e da 
velocidade periférica do mancal: 
 
Figura 9 – Catálogo Renk RH1009 3.11 página 18 
 
 
Figura 10 – Catálogo Renk RH1009 3.11 página 18 
Observar que a tolerância é IT6, conforme ISO 286. 
Quanto a rugosidade, a recomendação é Ra=0,63μm, entre N5 (0,4μm) e N6 (0,8μm). 
O furo da bucha do mancal é padronizado com tolerância H7. 
Utilizando o exemplo do mancal de 200mm de diâmetro, 45.333N de carga, para 
rotações síncronas a 60Hz em máquinas elétricas de 2 a 12 polos. 
A velocidade tangencial é obtida: 
𝑣𝑡 =
𝜋 ∗ 𝐷 ∗ 𝑛
60 ∗ 1000
 
Onde: 
vt: velocidade tangencial em m/s 
D: diâmetro do colo do mancal em mm 
n: rotação síncrona em rpm. 
𝑛 =
120 ∗ 𝑓
𝑁𝑃
 
f: frequência da rede de alimentação em Hz 
NP: número de pólos. 
Obs.: para máquinas assíncronas, a rotação é obtida determinando a rotação síncrona 
e multiplicando pelo fator de escorregamento. Para motores com rotor de gaiola, por 
exemplo, o escorregamento fica entre 3% e 5%. Portanto, o fator de escorregamento 
fica entre 0,97 (1-0,03) e 0,95 (1-0,05). 
 
 
pólos 2 4 6 8 10 12 
rotação 
(rpm) 
3600 1800 1200 900 720 600 
vt (m/s) 37,7 18,8 12,6 9,4 7,5 6,3 
ψm (0/00) 1,9 1,6 1,6 1,32 1,32 1,12 
diâmetro do 
colo em mm 
(máximo) 
199,676 199,733 199,733 199,787 199,787 199,825 
diâmetro do 
colo em mm 
(mínimo) 
199,647 199,714 199,714 199,758 199,758 199,806 
diâmetro 
interno da 
bucha em 
mm 
(máximo) 
200,046 200,046 200,046 200,046 200,046 200,046 
diâmetro 
interno da 
bucha em 
mm 
(mínimo) 
200,000 200,000 200,000 200,000 200,000 200,000 
folga 
máxima em 
mm 
0,399 0,332 0,332 0,288 0,288 0,240 
folga 
mínima em 
mm 
0,324 0,267 0,267 0,213 0,213 0,175 
Em vermelho, as dimensões limites para o colo de mancal diâmetro nominal 200mm, 
para as rotações (em rpm) de 3600, 1800, 1200, 900, 720 e 600. 
Como adicional, será determinado o aquecimento do óleo em um minuto de operação, 
para as 6 condições de velocidade síncrona e nas viscosidades ISO VG32, 46 e 68. 
O primeiro passo é determinar o coeficiente de Sommerfeld. O formulário está indicado 
a seguir, os cálculos via planilha eletrônica: 
 
p=pressão média distribuída 
ψeff=folga diametral relativa efetiva 
ηeff=viscosidade dinâmica efetiva 
ωeff=velocidade tangencial efetiva 
Viscosidade efetiva: 
 
 
 
Com: 
 
ρ15=densidade do fluído a 15ºC 
VG=índice de viscosidade ISO VG 
No gráfico abaixo, é obtida a excentricidade relativa ε: 
 
Figura 11 – Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau, 23.Auflage, Seite 516, Bild.3 
(nach DIN 31652) 
 
O filme mínimo de óleo (a ser usado na equação de Newton para determinar a tensão 
cisalhante no fluído e, por consequência o torque e a potência que o óleo dissipa): 
 
 
Figura 12 – EXCENTRICIDADE RELATIVA - Dubbel – Taschenbuch für den 
Maschinenbau, 23.Auflage, Seite 516, Bild.3 (nach DIN 31652) 
A potência de atrito gerada no mancal é dada por: 
 (conforme “Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau, 
23.Auflage, Seite 518“ – equação 9) 
f=coeficiente de atrito 
F=força radial 
UJ=velocidade tangencial do eixo 
UB=velocidade tangencial da bucha (UB=0 para quase a totalidade dos mancais de 
bucha) 
O fator de atrito: 
(conforme “Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau, 
23.Auflage, Seite518“ – equação 10) 
 
 
DIÂMETRO (m) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 
COMPRIMENTO 
(m) 
0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 
rotação (rpm) 3600 1800 1200 900 720 600 
velocidade 
tangencial (m/s) 
37,7 18,8 12,6 9,4 7,5 6,3 
Força (N) 45333 45333 45333 45333 45333 45333 
ψeff (max) 0,00200 0,00166 0,00166 0,00144 0,00144 0,00120 
ψeff (min) 0,00162 0,001335 0,001335 0,001065 0,001065 0,000875 
ψeff (med) 0,00181 0,00150 0,00150 0,00125 0,00125 0,00104 
ISO VG 32 32 32 32 32 32 
ISO VG 46 46 46 46 46 46 
ISO VG 68 68 68 68 68 68 
dens VG32 (kg/m³) 863 863 863 863 863 863 
dens VG46 (kg/m³) 869 869 869 869 869 869 
dens VG68 (kg/m³) 874 874 874 874 874 874 
n40 (VG32) Pa*s 0,027 0,027 0,027 0,027 0,027 0,027 
n40 (VG46) Pa*s 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 
n40 (VG68) Pa*s 0,058 0,058 0,058 0,058 0,058 0,058 
nef (VG32) Pa*s 0,027 0,027 0,027 0,027 0,027 0,027 
nef (VG46) Pa*s 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 
nef (VG68) Pa*s 0,058 0,058 0,058 0,058 0,058 0,058 
L*D (m²) 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 
pmed (Pa) 1133325 1133325 1133325 1133325 1133325 1133325 
b VG32 163,952 163,952 163,952 163,952 163,952 163,952 
b VG46 165,957 165,957 165,957 165,957 165,957 165,957 
b VG68 169,165 169,165 169,165 169,165 169,165 169,165 
a VG32 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 
a VG46 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 
a VG68 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 
So VG32 3,6 5,0 7,4 6,9 8,7 7,1 
So VG46 2,5 3,4 5,1 4,8 6,0 4,9 
So VG68 1,7 2,3 3,5 3,2 4,0 3,3 
ε VG32 0,78 0,84 0,9 0,88 0,9 0,89 
ε VG46 0,75 0,77 0,84 0,83 0,85 0,84 
ε VG68 0,65 0,64 0,77 0,63 0,8 0,63 
β VG32 (°) 35 32 26 27 26 26 
β VG46 (°) 40 37,5 32 32 32 32 
β VG68 (°) 45 45 37,5 45 45 45 
β VG32 (rad) 0,611 0,559 0,454 0,471 0,454 0,454 
β VG46 (rad) 0,698 0,654 0,559 0,559 0,559 0,559 
β VG68 (rad) 0,785 0,785 0,654 0,785 0,785 0,785 
f VG32 0,003 0,002 0,002 0,001 0,001 0,001 
f VG46 0,004 0,003 0,002 0,002 0,002 0,001 
f VG68 0,005 0,003 0,002 0,002 0,002 0,001 
Pf VG32 (W) 4981 1778 994 617 440 343 
Pf VG46 (W) 6619 2138 1150 746 522 412 
Pf VG68 (W) 8312 2558 1414 790 677 426 
hmin VG32 (m) 3,977E-05 2,396E-05 1,497E-05 1,503E-05 1,252E-05 1,141E-05 
hmin VG46 (m) 4,519E-05 3,444E-05 2,396E-05 2,129E-05 1,879E-05 1,660E-05 
hmin VG68 (m) 6,326E-05 5,391E-05 3,444E-05 4,634E-05 2,505E-05 3,839E-05 
volume de óleo 
(m³) 
0,0175 0,0175 0,0175 0,0175 0,0175 0,0175 
massa óleo VG32 15,103 15,103 15,103 15,103 15,103 15,103 
massa óleo VG46 15,208 15,208 15,208 15,208 15,208 15,208 
massa óleo VG68 15,295 15,295 15,295 15,295 15,295 15,295 
Cp óleo (J/kg*K) 1785 1785 1785 1785 1785 1785 
Calor transferido 
em 1 min/60s (J) 
para VG32 
298837 106660 59652 36998 26396 20553 
Calor transferido 
em 1 min/60s (J) 
para VG46 
397143 128252 69017 44761 31332 24740 
Calor transferido 
em 1 min/60s (J) 
para VG68 
498708 153495 84853 47408 40612 25549 
Aumento de 
temperatura para 
VG32 (K) 
11,1 4,0 2,2 1,4 1,0 0,8 
Aumento de 
temperatura para 
VG46 (K) 
14,6 4,7 2,5 1,6 1,2 0,9 
Aumento de 
temperatura para 
VG68 (K) 
18,3 5,6 3,1 1,7 1,5 0,9 
 
 
 
O aumento da viscosidade aumenta a perda, que gera calor. 
A diminuição da folga também aumenta a perda, que gera calor. 
Alguns fabricantes de máquinas fixam a folga relativa em 0,001, especialmente os que 
não adotam normas DIN. 
Somente com esta alteração de parâmetro, é observado os novos aumentos de 
temperatura em 1min: 
Aumento de 
temperatura para 
VG32 (K) 
18,1 5,4 3,0 1,6 1,1 0,8 
Aumento de 
temperatura para 
VG46 (K) 
24,4 6,5 3,5 1,9 1,3 0,9 
Aumento de 
temperatura para 
VG68 (K) 
31,1 7,9 4,3 2,1 1,7 1,0 
 
Além do risco de dano, os sistemas de arrefecimento sofreriam um aumento substancial 
nos custos e espaços necessários para instalação. 
 
4. CONCLUSÃO 
A DIN31690 (que recorre a DIN31652) tem o devido embasamento físico, mostrando-
se adequada e prática na escolha não só do mancal, como também nas tolerâncias para 
os respectivos colos. Reforçando, os furos das buchas são padronizados em H7. 
 
5. REFERÊNCIAS 
Catálogo Renk RH1009 3.11 
www.skf.com 
Springer Handbook of Mechanical Engineering, Grote and Antonsson, 2008 
Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau, 23.Auflage: 2011 
http://www.skf.com/
http://www.skf.com/