UNIDADE 04 - ELEMENTOS DE APOIO

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ELEMENTOS DEELEMENTOS DE
MÁQUINASMÁQUINAS
ELEMENTOS DE APOIOELEMENTOS DE APOIO
Au to r ( a ) : M e . An a R i t a V i l l e l a C o s t a
R ev i s o r : M e . Fe l i p e D e l a p r i a D i a s d o s S a n to s
Tempo de leitura do conteúdo estimado em 1 hora e 26 minutos.
Introdução
Olá, estudante! É com prazer que apresentamos a você este material e
damos início ao nosso estudo. Você sabe o que são elementos de apoio e
para que eles servem? Esses elementos são essenciais em sistemas que
utilizam rodas e eixos e têm a função de reduzir o atrito entre os
componentes. Os elementos de apoio são constituídos pelas guias , buchas
e pelos mancais . Os mancais servem de suporte para os eixos, podendo ser
mancais de deslizamento ou mancais de rolamento . Você sabe onde cada
elemento desse deve ser usado? Sabe dimensionar um rolamento ou um
mancal de deslizamento? É isso que vamos aprender nessa unidade. Vamos
conhecer os principais tipos de elementos de apoio, a aplicação de cada um
deles, o dimensionamento dos mancais de rolamento, os cuidados com a
montagem dos rolamentos e o dimensionamento dos mancais de
deslizamento. Então, vamos lá?
Prezado(a) estudante, imagine que você voltou no tempo e está fazendo um
passeio em uma carruagem daquelas bem antigas, feitas de madeira e com
rodas de madeira. Depois de um tempo rodando, as rodas de madeira
costumavam �car desgastadas no engate com o eixo, sabe por quê? Porque
havia atrito entre a roda e o eixo . Quando as rodas de madeira foram
substituídas por rodas de metal, o problema continuou. Qual foi a solução
encontrada? A solução foi a colocação de um anel de metal entre a roda e o
eixo (TELECURSO, 2000). A função dos elementos de apoio é, justamente,
reduzir o atrito entre elementos que giram. No próximo subtópico, vamos
conhecer os principais tipos de elementos de apoio.
Principais Tipos
Os elementos de apoio são divididos em quatro tipos: buchas , guias ,
mancais de deslizamento e mancais de rolamento . Vamos começar com as
buchas? Esse é o elemento de apoio mais antigo. Lembra-se da carruagem?
Sabe aquele anel que foi colocado entre a roda e o eixo para reduzir o atrito?
Aquele anel chama-se bucha .
Introdução aos
Elementos de Apoio
As buchas têm o formato cilíndrico ou cônico e podem ser de fricção radial ,
para esforços radiais, ou fricção axial , para esforços axiais. As buchas
radiais são utilizadas quando o eixo trabalha na horizontal e as buchas axiais
quando o eixo trabalha na vertical . Já as buchas cônicas são utilizadas
quando o esforço é combinado , ou seja, radial e axial. Outro tipo de bucha
muito utilizado é a chamada bucha-guia , que tem a função de orientar o
posicionamento de uma ferramenta, por exemplo (TELECURSO, 2000).
Outro elemento de apoio é a guia , que tem a função de manter a trajetória de
uma determinada peça. Vamos pensar onde podemos encontrar um guia.
Sabe aquela janela de correr feita de alumínio? Então, para manter a janela
correndo adequadamente, sem sair do alinhamento, são utilizadas as guias.
As guias podem ter diversos formatos de acordo com a sua utilização . As
guias de deslizamento podem ser dos seguintes tipos: “ cilíndrica ”, “ faces
SAIBA MAIS
O vídeo mostra o passo a passo da montagem
de uma bucha em um rolamento
autocompensador de rolos, em que o locutor
explica o que deve ser feito durante o
procedimento, como anotar e calcular a folga,
executar a lubri�cação correta das peças e
seguir as etapas de montagem.
A S S I S T I R
paralelas ”, “ rabo de andorinha ” ou “ prismática em V ”, como mostrado na
Figura 4.1. Vamos analisar seu conteúdo para entender melhor.
O próximo elemento de apoio é conhecido como mancal , que é semelhante à
bucha, mas tem a função de apoiar eixos . Os mancais podem ser de
deslizamento ou de rolamento . Os mancais de deslizamento constituem
uma bucha �xada em um suporte �xo . Ele é utilizado em máquinas pesadas
ou em equipamentos com baixa rotação . Para permitir o bom uso do mancal
de deslizamento, a lubri�cação entre as partes girantes é um fator muito
Figura 4.1 - Tipos de guias
Fonte: Adaptada de Telecurso (2000, p. 112).
#PraCegoVer : a �gura apresenta quatro tipos de guias. Na parte superior
esquerda, está a guia de “formas cilíndricas” que tem o formato de um círculo.
Na parte superior direita, consta a guia tipo “par de faces paralelas”, que se trata
de uma guia com duas faces paralelas. Na parte inferior esquerda, consta uma
guia em forma de “rabo de andorinha”, que tem esse nome pois o formato
assemelha-se ao rabo de uma andorinha (formato de trapézio). Na parte inferior
direita, consta a guia em forma “prismática em V”, que tem um formato triangular,
assemelhando-se à letra V.
importante. Os mancais de rolamento são utilizados quando há altas
velocidades e demanda-se baixo atrito , mas é importante ressaltar que eles
têm vantagens e desvantagens, como indicado no Quadro 4.1.
Quadro 4.1 - Vantagens e desvantagens dos mancais de rolamento
Fonte: Adaptado de Franceschi e Antonello (2014, p. 44-45).
#PraCegoVer : o quadro tem duas colunas e seis linhas. A coluna da
esquerda apresenta as “vantagens” do rolamento, que são: “Menor atrito
e aquecimento”; “Baixa exigência de lubri�cação”; “Intercambiabilidade
internacional” e “Não há desgaste do eixo”. Na coluna da direita, estão
listadas as “desvantagens”, que são: “Maior sensibilidade aos choques”;
“Maiores custos de fabricação”; “Tolerância pequena para carcaça e
alojamento do eixo”; “Não suporta cargas tão elevadas durante a vida
útil, como os mancais de deslizamento” e “Ocupa maior espaço radial”.
Vantagens Desvantagens
Menor atrito e aquecimento Maior sensibilidade a choques
Baixa exigência de lubri�cação Maiores custos de fabricação
Intercambiabilidade internacional
Tolerância pequena para carcaça e
alojamento do eixo
Não há desgaste do eixo
Não suporta cargas tão elevadas
durante a vida útil, como os
mancais de deslizamento
Ocupa maior espaço radial
Vimos, até aqui, as características básicas dos elementos de apoio. Você
consegue pensar em algumas aplicações para esses elementos? Onde eles
são utilizados? Onde devemos utilizar as guias? E as buchas? Quando
devemos usar o mancal de deslizamento? E o rolamento? É o que vamos ver
na sequência.
Aplicações
Vamos pensar em algumas aplicações dos elementos de apoio? Se você for
curioso e olhar as rodas dos carros, encontrará um rolamento. Nas bombas
centrífugas, nos motorredutores e em muitos outros equipamentos você vai
encontrar um ou mais rolamentos.
Aplicações de rolamentos
Fonte: PIRO4D / Pixabay.
Rolamento de roda de carro
Uma das aplicações muito conhecidas dos rolamentos é na roda do carro. O rolamento prende a
roda do carro ao eixo, evitando, assim, o atrito. Nas rodas, também estão presentes as buchas,
que servem de guia para a roda.
Fonte: jipen / 123RF.
Rolamento de roda de skate
Os skates são constituídos por uma prancha de madeira ou �bra e por quatro rodinhas. Essas
rodas utilizam rolamentos entre o eixo e as rodas para que o movimento seja mais suave e o
atrito seja reduzido.
Até no liquidi�cador, lá na sua cozinha, você vai encontrar um mancal de
rolamento. Já se você abrir a janela do seu quarto, encontrará uma guia.
Como você pode ver, as aplicações dos elementos de apoio são diversas.
Basta olhar em volta que você encontrará muitas outras aplicações. No
próximo tópico, vamos conhecer mais detalhes sobre os mancais de
rolamento, os principais tipos e o dimensionamento e a seleção dos
rolamentos. Vamos lá?
Agora vamos pensar na roda do carro. Ela é �xada no eixo e, enquanto o
veículo anda, o eixo permanece �xo, mas a roda gira. Nesse caso, o mancal
deve apoiar o eixo na roda, mas também deve favorecer o movimento de
rotação . O mancal mais apropriado, nesse caso, é o mancal de rolamento ,
pois ele tem a função de sustentar a carga e também de permitir o
movimento relativo entre eles. Neste tópico, vamos conhecer os principais
tipos de rolamentos, o dimensionamento e a seleção deles. Vamos lá?
Mancaisde
Rolamento
Principais tipos de Mancais de
Rolamento
Os mancais de rolamento são também chamados, simplesmente, de
rolamentos . Eles são elementos formados, basicamente, por um anel
externo, um anel interno , uma pista de elementos rolantes e um elemento de
sustentação desses elementos . Observe a Figura 4.2, que apresenta um
rolamento de esferas com suas principais partes.
Figura 4.2 - Partes de um rolamento
Fonte: Adaptada de Mott (2015, p. 583).
#PraCegoVer : a �gura apresenta, do lado esquerdo, um rolamento em
perspectiva, em que são mostrados o retentor, ou gaiola, os elementos rolantes, a
pista externa e a pista interna. Na �gura da direita, é apresentado um rolamento
em corte, em que são mostradas a pista interna e externa e também o diâmetro
interno, que se refere ao diâmetro do anel interno, e o diâmetro externo, que se
refere ao diâmetro do anel externo.
Os rolamentos são classi�cados de acordo com o tipo de carga que
suportam (radial, axial ou combinada) e de acordo com o tipo dos elementos
rolantes (esferas, rolos, agulhas). A depender da aplicação, os rolamentos
podem ser de vários tipos, como rolamento de uma carreira de esfera,
autocompensador de esferas, de contato angular com uma carreira de
esferas, de rolo cilíndrico, autocompensador de duas carreiras de rolos, de
rolos cônicos, de agulhas, dentre outros.
O Quadro 4.2 apresenta alguns tipos de rolamentos e a capacidade de carga
radial e axial, além da capacidade de desalinhamento. Observa-se que o
rolamento de rolo cilíndrico, por exemplo, tem boa capacidade de suportar
cargas radiais e baixa capacidade de suportar cargas axiais. Vamos analisar
o quadro a seguir.
REFLITA
Você sabe quem inventou o rolamento?
Ninguém menos que Leonardo da Vinci! Isso
mesmo, o pintor da “Mona Lisa”. Isso ocorreu
entre os anos de 1498 e 1500. Ele criou o
rolamento para reduzir o atrito entre duas partes
da hélice do seu esboço de uma aeronave. Mas
o rolamento só foi patenteado muito tempo
depois, e a patente foi concedida ao inglês Philip
Vaughan, em 1791.
Quadro 4.2 - Comparação de tipos de rolamento
Fonte: Adaptado de Mott (2015, p. 584).
#PraCegoVer : o quadro tem quatro colunas e oito linhas. A primeira
coluna indica o “Tipo de rolamento”, a segunda, a “capacidade de carga
radial”, a terceira, a “capacidade de carga axial” e, a quarta coluna, a
Tipo de rolamento
Capacidade
de carga
radial
Capacidade
de carga
axial
Capacidade de
desalinhamento
Rolamento de
esferas com �leira
única e sulco
profundo
Boa Razoável Razoável
Rolamento de
esferas com �leira
dupla e sulco
profundo
Excelente Boa Razoável
Rolamento de
contato angular
Boa Excelente Baixa
Rolamento de rolete
cilíndrico
Excelente Baixa Razoável
Rolamento agulha Excelente Baixa Baixa
Rolamento de rolete
esférico
Excelente Razoável/boa Excelente
Rolamento de rolete
cônico
Excelente Excelente Baixa
“capacidade de desalinhamento”. Na segunda linha, está indicado o
“Rolamento de esferas com �leira única e sulco profundo” que tem “boa”
capacidade de carga radial, “razoável” capacidade de carga axial e
“razoável” capacidade de desalinhamento. Na terceira linha, está
indicado o “Rolamento de esferas com �leira dupla e sulco profundo”
que tem “Excelente” capacidade de carga radial, “boa” capacidade de
carga axial e “razoável” capacidade de desalinhamento. Na quarta linha,
está indicado o “Rolamento de contato angular”, que tem “boa”
capacidade de carga radial, “excelente” capacidade de carga axial e
“baixa” capacidade de desalinhamento. Na quinta linha, está indicado o
“Rolamento de rolete cilíndrico”, que tem “excelente” capacidade de
carga radial, “baixa” capacidade de carga axial e “razoável” capacidade
de desalinhamento. Na sexta linha, está indicado o “Rolamento agulha”,
que tem “excelente” capacidade de carga radial, “baixa” capacidade de
carga axial e “baixa” capacidade de desalinhamento. Na sétima linha,
está indicado o “Rolamento de rolete esférico”, que tem “excelente”
capacidade de carga radial, “razoável/boa” capacidade de carga axial e
“excelente” capacidade de desalinhamento e, na oitava linha, está
indicado o “Rolamento de rolete cônico”, que tem “excelente” capacidade
de carga radial, “excelente” capacidade de carga axial e “baixa”
capacidade de desalinhamento.
A Figura 4.3 mostra alguns tipos de rolamentos. Os rolamentos de esfera
com �leira dupla e sulco profundo têm uma excelente capacidade de carga
radial, melhor que a de �leira única, pois o acréscimo de uma �leira de
esferas aumenta a capacidade de carga radial (Figura 4.3a). O rolamento de
contato angular suporta cargas axiais apenas de um lado (Figura 4.3b). O
rolamento de rolo cilíndrico tem excelente capacidade de carga radial, mas
baixa capacidade de suportar carga axial (Figura 4.3c). E o rolamento de
agulha (Figura 4.3d), na verdade, é um rolamento de rolos cilíndricos com
cilindros de pequenos diâmetros muito utilizado em aplicações em que o
espaço radial é reduzido. Vamos analisar o conteúdo da �gura.
Figura 4.3 - Tipos de rolamentos
Fonte: Adaptada de Mott (2015, p. 585-586).
#PraCegoVer : a �gura mostra quatro tipos de rolamento, sendo, da esquerda
para a direita: “a) Esferas com �leira dupla e sulco profundo”, “b) Esferas de
contato angular”, “c) Rolos cilíndricos” e “d) Agulha”.
Quanto ao material de fabricação, os rolamentos podem ser de aço , liga
especialmente desenvolvida para rolamentos (SAE 52100 contendo alto teor
de carbono, impurezas minimizadas e temperado, para resistir a tensões
muito altas), para serviços mais leves, os rolamentos podem ser de aço inox.
SAIBA MAIS
O vídeo mostra as diferenças entre os
rolamentos rígidos de esfera e o rolamento de
contato angular, em que o primeiro suporta
Quanto aos elementos rolantes, eles podem ser fabricados de materiais
cerâmicos (nitreto de silício, óxido de zircônio, óxido de alumínio etc.). Ligas
de titânio e níquel também podem ser utilizadas quando é desejada uma
grande resistência à corrosão (MOTT, 2015).
Os defeitos mais comuns em rolamentos ocorrem por desgaste , fadiga ou
falhas mecânicas . O desgaste pode ser causado por várias razões, dentre
elas, de�ciência na lubri�cação , presença de partículas abrasivas na
carreira de elementos rolantes, corrosão e, ainda, desgaste por patinação
(girar em falso) ou  desgaste por brinelamento.
cargas radiais e axiais em ambas as direções e,
o segundo, suporta cargas radiais e axiais em
apenas uma direção. O vídeo mostra essas
diferenças utilizando-se de realidade
aumentada.
Para assistir ao vídeo, acesse o link a seguir.
A S S I S T I R
A fadiga é uma falha que ocorre em materiais sujeitos a
movimento cíclico. Ela é um fenômeno complexo e muitos
fatores in�uenciam sua ocorrência, dentre eles, a temperatura
de operação, a exposição à corrosão e a variação das tensões
de forma aleatória.
A falha por fadiga pode ocorrer por mal dimensionamento , em que o
rolamento excede a vida útil calculada. As falhas mecânicas podem ocorrer
por falhas na montagem ou mal uso do rolamento (TELECURSO, 2000). No
próximo subtópico, vamos abordar o dimensionamento dos rolamentos.
Dimensionamento e Seleção de
Rolamentos
Para a correta seleção do rolamento, deve-se conhecer:
as medidas do eixo;
o diâmetro interno do rolamento (d);
o diâmetro externo do rolamento (D);
a largura do rolamento (L);
o tipo de solicitação;
o tipo de carga;
a rotação (n);
o tipo de lubri�cação.
Os fabricantes de rolamentos os identi�cam por meio de um código de
números , em que o primeiro dígito representa o tipo do rolamento , o
segundo, a largura , o terceiro, o diâmetro e, os últimos dígitos, o diâmetro do
furo multiplicado por cinco, conforme mostrado na Figura 4.4. Esses
A corrosão é de�nida como um fenômeno químico que ocorre
de forma espontânea em materiais expostos a um
determinado meio. Ao contrário do que se pensa, a corrosão
não ocorre apenas em material metálico, ela também pode
ocorrer em materiais cerâmicos e até poliméricos.
números podem, ainda, ser seguidospor pre�xos e su�xos, indicando outras
características do produto. Vamos entender melhor esse conceito analisando
a �gura a seguir.
O tipo de solicitação a que um rolamento está submetido é fundamental para
seu dimensionamento e sua seleção. Há duas situações diferentes: carga
estática, que ocorre quando o rolamento está parado ou quando a rotação é
inferior a 10 rpm, e a carga dinâmica, que ocorre quando a rotação do
rolamento é superior a 10 rpm.
Figura 4.4 - Nomenclatura do rolamento
Fonte: Adaptada de Telecurso (2000, p. 123).
#PraCegoVer : na parte esquerda da imagem, há uma representação do código
dos rolamentos, em que o primeiro dígito representa o símbolo do tipo do
rolamento, o segundo dígito, o símbolo da largura, o terceiro dígito, o símbolo do
diâmetro e, os dois últimos dígitos, o diâmetro do furo. No lado direito da
imagem, há um desenho em perspectiva de um rolamento cortado ao meio, que
mostra, na �gura, o diâmetro do rolamento (D), a largura (L) o diâmetro do furo
(d) e a localização do código do rolamento, que é no anel externo logo acima do
furo.
Quando o rolamento estiver sob o efeito de carga estática, o
dimensionamento deve ser realizado por meio da capacidade de carga
estática (C ), em que:
                                                                  (Equação 1)
Em que:
C = Capacidade de carga estática [kN]
fs = Fator de esforços estáticos [adimensional]
SAIBA MAIS
O vídeo mostra como interpretar a designação
da nomenclatura do rolamento. O primeiro dígito
é o tipo do rolamento e pode ser identi�cado
visualmente e pela experiência do usuário. O
segundo e o terceiro dígito são identi�cados por
meio de um instrumento de medida e um
catálogo. Os dois últimos dígitos representam o
diâmetro interno multiplicado por cinco. Para
encontrar os códigos dos su�xos, é importante
ter o catálogo do fabricante em mãos, pois são
muitos códigos.
Para assistir ao vídeo, acesse o link a seguir.
A S S I S T I R
o
= fs.Co Po
o
P = Carga estática equivalente [kN]
O fator de esforços estáticos é de�nido como (GENERAL FAG..., 1999, p. 30):
“1,5máximas de serviço, em que, para a temperatura de
“150°C” o fator de temperatura é “1,0”, para a temperatura de “200°C”, o
fator de temperatura é “0,73”, para a temperatura de “250°C”, o fator de
temperatura é “0,42” e, para a temperatura de “300°C”, o fator de
temperatura é “0,22”.
Outro ponto importante no dimensionamento do rolamento é a determinação
da vida útil do rolamento. “A vida útil do rolamento compreende o período em
que ele desempenha corretamente a sua função. A vida útil termina quando
ocorre o desgaste causado pela fadiga do material” (MELCONIAN, 2019, p.
206). Para o cálculo da vida útil, temos:
                                     (Equação 6)
Em que:
L = Duração até a fadiga [h]
a = Fator de probabilidade de falha [adimensional] (Tabela 4. 4)
Temperatura Máx de serv (°C) f 
150 1,0
200 0,73
250 0,42
300 0,22
t
= ⋅ ⋅ ⋅Lna a1 a2 a3 Lh
na
1
a = Fator de material [adimensional] (1,0 para aço; 1,2 para aço tratado
termicamente)
a = Fator de condição de serviço [adimensional] (1,0 para serviço normal; 0,6
para serviço severo)
Lh = Vida nominal do rolamento [h] (vai de 10.000 a 100.000 h)
Probabilidade de falha (%) Fator a 
1 1,0
2 0,62
3 0,53
4 0,44
5 0,33
10 0,21
Tabela 4.4 - Fator de probabilidade de falha
Fonte: Adaptada de Melconian (2019).
#PraCegoVer : a tabela apresenta o fator de probabilidade de falhas (a1)
correspondentes à porcentagem de probabilidade de falhas, em que,
para probabilidade de falhas de “1%”, o fator é “1,0”, para probabilidade
de falhas de “2%”, o fator é “0,62”, para probabilidade de falhas de “3%”, o
fator é “0,53”, para probabilidade de falhas de “4%”, o fator é “0,44”, para
probabilidade de falhas de “5%”, o fator é “0,33” e, para probabilidade de
falhas de “10%”, o fator é “0,21”.
2
3
1
Agora que já vimos as etapas do dimensionamento, vamos resolver um
exemplo:
Exemplo 1 – Um eixo de transmissão (máquina média – f = 3,0 e
temperaturado rolamento. O
operador deve primeiramente desmontar a peça
e levar para onde fará o reparo. Os rolamentos
com defeitos podem ser retirados com extrator.
Deve-se comparar a especi�cação do rolamento
A �xação pode ser realizada por bucha de �xação , bucha de desmontagem ,
rebordamento ou contraporca e arruela (NIEMANN, 1971). A Figura 4.5
apresenta dois rolamentos montados em um eixo em que o rolamento da
esquerda está apoiado no próprio eixo, que tem um rebaixo, e o rolamento da
direita está �xo por um sistema de contraporca. Vamos analisar a �gura a
seguir, para entender melhor.
para conferir se está montando o rolamento
correto. Deve-se veri�car as dimensões do eixo e
realizar a montagem com o dispositivo
compatível com a aplicação.
Para assistir ao vídeo, acesse o link a seguir.
A S S I S T I R
Vimos, neste tópico, que os rolamentos precisam de cuidados especiais não
só nos cálculos de dimensionamento , como também na sua montagem e
lubri�cação . Todos esses cuidados vão resultar em maior vida útil dos
rolamentos e em menos dor de cabeça para os usuários. No próximo tópico,
vamos tratar de forma mais detalhada de outro tipo de mancal, o mancal de
deslizamento.
Figura 4.5 - Montagem de rolamento
Fonte: Adaptada de Mott (2015, p. 602).
#PraCegoVer : a �gura mostra dois rolamentos localizados no eixo de uma
máquina. O rolamento da esquerda está sustentado pelo rebaixo no eixo,
enquanto o rolamento da direita está preso por uma contraporca e uma tampa.
Prezado(a) estudante, você sabia que os mancais de deslizamento são
compostos por um elemento cilíndrico que está em contato com a máquina
a ser acionada e uma parte �xa chamada de mancal ? Como não há
elementos rolantes, a lubri�cação exerce um papel fundamental para evitar o
contato metal-metal. Neste tópico, vamos estudar os tipos de mancais de
deslizamento (que variam de acordo com o tipo de lubri�cação) e seu
dimensionamento. Vamos lá então?
Principais tipos de Mancais de
Deslizamento
Podemos começar com uma pergunta. Qual o melhor mancal, o de rolamento
ou o de deslizamento ? A resposta não é tão simples. Às vezes, o de
rolamento é melhor, às vezes, o de deslizamento é melhor e, em outras
ocasiões, ambos podem ser utilizados. Então, quando devemos escolher o
mancal de deslizamento? Nas seguintes situações, o deslizamento é mais
adequado (NIEMANN, 1971):
quando o nível de ruído deve ser baixo;
quando há fortes impactos e vibrações;
Mancais de
Deslizamento
quando são desejados mancais bipartidos ou diâmetros pequenos;
quando os mancais de deslizamento satisfazem e suas desvantagens
não são decisivas.
Os mancais de deslizamento são formados por uma parte externa , chamada
mancal, e pela parte interna , chamada bucha de deslizamento, e, entre eles,
há uma folga e uma camada de lubri�cante, chamada de película (MOTT,
2015). A Figura 4.6, a seguir, apresenta um esquema da geometria do mancal
de deslizamento. Vamos analisá-la.
Figura 4.6 - Geometria do mancal de deslizamento
Fonte: Adaptada de Mott (2015, p. 644).
#PraCegoVer : a �gura mostra um mancal de deslizamento em que está indicada
a “carcaça” na parte mais clara da �gura. No centro da �gura, há um círculo
maior, que representa o “eixo de deslizamento” e um círculo em azul, que
representa a “folga e lubri�cante”, e o círculo menor central, que representa o
“rolamento”. Na parte superior da �gura, estão marcados o “diâmetro do mancal,
Dh”, o “diâmetro do elemento de deslizamento, Df” e a “folga diametral”.
Os mancais de deslizamento podem trabalhar com três tipos de lubri�cação
(MOTT, 2015):
lubri�cação marginal;
lubri�cação de película mista;
lubri�cação de película completa (hidrodinâmica).
A lubri�cação hidrodinâmica é quando as partes móveis e imóveis do
sistema estão separadas por uma película completa de lubri�cante que
sustenta a carga. Essa lubri�cação não depende da introdução de lubri�cante
sob pressão, mas, sim, da existência de um suprimento constante de
lubri�cante , por isso é também chamada de lubri�cação de película
completa . A lubri�cação marginal é quando há contato entre alguma parte
móvel com a imóvel e a lubri�cação de película mista é uma situação
intermediária entre a lubri�cação marginal e a de película completa.
O material de fabricação do mancal de deslizamento deve atender a algumas
condições. Ele deve ter boa resistência mecânica à fadiga , coe�ciente de
atrito baixo , boa incrustabilidade , para evitar a incrustação de impurezas,
#PraCegoVer : o infográ�co está representado por uma fotogra�a contendo dois
anéis metálicos e um elemento rolante. O elemento rolante é um aro também
metálico que possui sete esferas metálicas pequenas distribuídas
simetricamente no seu diâmetro. O primeiro anel, ao lado esquerdo, possui dois
balões de texto ligados a ele. O primeiro balão, ligado à parte externa do anel,
contém o texto: “Anel externo: �xado ao mancal ou à máquina”; o segundo balão,
ligado à parte interna do anel, contém o texto: “Anel interno: �xado ao eixo e gira
junto com ele”. O segundo anel, situado entre o primeiro anel à esquerda e o
elemento rolante, possui um balão de texto ligado a ele. O balão está ligado à
parte do meio do anel e contém o seguinte texto: “Gaiola: tem a função de
separar os elementos rolantes”. O elemento rolante, situado à direita da imagem,
também possui um balão de texto na cor azul-claro, ligado a ele por uma seta de
linha �na amarela, e contém o seguinte texto: “Elementos rolantes: podem ser
esferas, roletes cilíndricos ou roletes cônicos”.
boa condutividade térmica , para manter a temperatura do lubri�cante baixa,
boa usinabilidade e boa resistência à corrosão . Os materiais mais utilizados
são metais com base de chumbo e estanho, ligas de alumínio, nylon (onde a
lubri�cação é problemática) e te�on, que pode ser usado puro ou combinado
com cobre ou �bra de vidro (MELCONIAN, 2019). No próximo subtópico,
vamos estudar o dimensionamento do mancal de deslizamento.
Dimensionamento de Mancais de
Deslizamento
Existem vários métodos de dimensionamento de mancais de deslizamento a
depender do autor. Aqui vamos focar no método de dimensionamento de
Melconian (2019). Para facilitar o entendimento, iremos apresentar a solução
de um exercício e acompanhar o seu passo a passo.
Exercício 1 – Dimensionar o mancal do virabrequim de um automóvel que
atuará com lubri�cação forçada com rotação n = 2000 rpm, submetido à
ação de uma força F = 20 kN. O diâmetro da árvore é d = 60 mm, conforme
ilustrado na Figura 4.7, a seguir (MELCONIAN, 2019, p. 340):
O mancal possui as seguintes características:
➔   Material: bucha de bronze ao chumbo
➔   Temperatura ambiente: t = 50°C
➔   Coe�ciente de atrito: 𝜇 = 0,0025
➔   Relação largura/diâmetro: b/d = 0,5
➔   Folga do mancal: 𝜑 = 0,002
Figura 4.7 - Mancal do virabrequim do automóvel
Fonte: Adaptada de Melconian (2019, p. 340).
#PraCegoVer : a �gura representa um eixo com diâmetro externo “De”, diâmetro
nominal “d” envolvido por um mancal de deslizamento com largura “b”. O mancal
está submetido a uma força radial “F=20 kN” representada por uma seta na
vertical, com direção de cima para baixo, localizada no centro do mancal.
a
➔   Espessura da película lubri�cante: h = 5𝜇m
Pede-se para dimensionar:
a)   Velocidade periférica da árvore (v)
b)   Pressão admissível (p)
c)   Largura do mancal (b)
d)   Diâmetro externo da bucha (De)
e)   Espessura da fenda do lubri�cante (hr)
f)   Potência de atrito (Pat)
g)   Vazão do lubri�cante (Q)
h)   Temperatura �nal do lubri�cante (tf)
Solução :
a)   Velocidade periférica da árvore (v)
A velocidade periférica da árvore é encontrada usando a equação:
                                                           (Equação 7)
Em que:
v = velocidade periférica da árvore [rad/s]
n = rotação [rpm]
r = raio da árvore [m]
Substituindo os valores (r = d/2 = 60/2 = 30 mm = 0,03 m) e n = 2000 rpm,
temos:
v  =   π.r.n30
 ⇒ v = 6,28 m/s
b)   Pressão admissível (p)
A pressão admissível é dada por:de falhas que
podem ocorrer nos processos e suas implicações quanto à
segurança no trabalho, quanto aos impactos ambientais,
quanto à con�abilidade do processo e dos equipamentos e
o impacto nos custos diretos e indiretos relativos à
produção. Além da parte teórica, o livro apresenta
situações práticas. O conhecimento sobre as possíveis
falhas que podem ocorrer em um processo ajuda no
correto dimensionamento dos elementos para que elas
sejam evitadas ou minimizadas.
Conclusão
Caro(a) estudante! Finalizamos nosso estudo e, como você pôde ver, os
elementos de apoio podem ser guias , buchas e mancais . Em nossa jornada, você
também aprendeu a dimensionar um mancal de rolamento, podendo calcular a
capacidade de carga estática ou dinâmica e também determinar a vida útil dos
rolamentos. Com esses dados calculados, é possível escolher o rolamento que
mais se aplica à sua situação. Vimos, também, algumas considerações e
cuidados com a montagem e lubri�cação dos rolamentos.
Quanto aos mancais de deslizamento , podemos calcular a velocidade periférica e
a pressão admissível , bem como a temperatura �nal do óleo. Outros cálculos
também são necessários para o dimensionamento desse tipo de mancal, como o
cálculo da vazão do lubri�cante.
Este material foi produzido de forma a explorar vários conteúdos e fornecer
possibilidades conceituais para você, estudante. Espero que tenha gostado!
Referências
5 ERROS cometidos na lubri�cação de
rolamento. [ S. l.: s. n. ], 2021. 1 vídeo
(6min05s). Publicado pelo canal Portal
da Inspeção. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?
v=DljcndmX7eo . Acesso em: 06 jun.
2021.
https://www.youtube.com/watch?v=DljcndmX7eo
https://www.youtube.com/watch?v=DljcndmX7eo
COMO fazer a correta interpretação das designações dos rolamentos. [ S. l.: s. n. ],
2021. 1 vídeo (6min51s). Publicado pelo canal CEGTec - Educação Pro�ssional.
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=6JVeba71lhY . Acesso em: 06
jun. 2021.
DIFERENÇA entre os rolamentos rígidos de esferas & contato angular. [ S. l.: s. n. ],
2020. 1 vídeo (4min30s). Publicado pelo canal CEGTec - Educação Pro�ssional.
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=a0DA73VjGcA . Acesso em: 06
jun. 2021.
FRANCESCHI, A.; ANTONELLO, M. G. Elementos de máquinas . Santa Maria:
EdTech, 2014.
GENERAL FAG Catálogo. Rolamentos FAG . Catálogo WL 41 520/3 PB. 1999.
Disponível em: https://www.generalt.com.br/Catalogo%20General%20Fag.pdf .
Acesso em: 07 jun. 2021.
MANCAIS de rolamentos – ENGENHARIA CARGA RÁPIDA – aula de bolso em
7min. [ S. l.: s. n. ], 2020. 1 vídeo (12min32s). Publicado pelo canal Engenharia
Carga-Rápida. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=oVEMs3WHzeo
. Acesso em: 06 jun. 2021.
MELCONIAN, S. Elementos de máquinas . 11. ed. São Paulo: Saraiva Educação SA,
2019.
https://www.youtube.com/watch?v=6JVeba71lhY
https://www.youtube.com/watch?v=a0DA73VjGcA
https://www.generalt.com.br/Catalogo%20General%20Fag.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=oVEMs3WHzeo
MONTAGEM bucha de �xação sob rolamento autocompensador de rolos com
chave de gancho. [ S. l.: s. n. ], 2017. 1 vídeo (4min11s). Publicado pelo canal
Bglbuchasbgl. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=ZtBg5JpgNB0 .
Acesso em: 06 jun. 2021.
MONTAGEM e desmontagem de rolamentos. [ S. l.: s. n. ], 2013. 1 vídeo
(12min26s). Publicado pelo canal NTNSNRBRASIL. Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=GTtg9T5WO-s . Acesso em: 06 jun. 2021.
MOTT, R. L. Elementos de máquinas em projetos mecânicos . 5. ed. São Paulo:
Pearson Education do Brasil, 2015.
NIEMANN, G. Elementos de máquinas : vol. 1. São Paulo: Editora Blucher, 1971.
TELECURSO 2000. Pro�ssionalizante de mecânica – elementos de máquinas :
Volume I. Porto Alegre: Editora Globo, 2000.
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https://www.youtube.com/watch?v=GTtg9T5WO-sde falhas que
podem ocorrer nos processos e suas implicações quanto à
segurança no trabalho, quanto aos impactos ambientais,
quanto à con�abilidade do processo e dos equipamentos e
o impacto nos custos diretos e indiretos relativos à
produção. Além da parte teórica, o livro apresenta
situações práticas. O conhecimento sobre as possíveis
falhas que podem ocorrer em um processo ajuda no
correto dimensionamento dos elementos para que elas
sejam evitadas ou minimizadas.
Conclusão
Caro(a) estudante! Finalizamos nosso estudo e, como você pôde ver, os
elementos de apoio podem ser guias , buchas e mancais . Em nossa jornada, você
também aprendeu a dimensionar um mancal de rolamento, podendo calcular a
capacidade de carga estática ou dinâmica e também determinar a vida útil dos
rolamentos. Com esses dados calculados, é possível escolher o rolamento que
mais se aplica à sua situação. Vimos, também, algumas considerações e
cuidados com a montagem e lubri�cação dos rolamentos.
Quanto aos mancais de deslizamento , podemos calcular a velocidade periférica e
a pressão admissível , bem como a temperatura �nal do óleo. Outros cálculos
também são necessários para o dimensionamento desse tipo de mancal, como o
cálculo da vazão do lubri�cante.
Este material foi produzido de forma a explorar vários conteúdos e fornecer
possibilidades conceituais para você, estudante. Espero que tenha gostado!
Referências
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7min. [ S. l.: s. n. ], 2020. 1 vídeo (12min32s). Publicado pelo canal Engenharia
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2019.
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https://www.youtube.com/watch?v=oVEMs3WHzeo
MONTAGEM bucha de �xação sob rolamento autocompensador de rolos com
chave de gancho. [ S. l.: s. n. ], 2017. 1 vídeo (4min11s). Publicado pelo canal
Bglbuchasbgl. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=ZtBg5JpgNB0 .
Acesso em: 06 jun. 2021.
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(12min26s). Publicado pelo canal NTNSNRBRASIL. Disponível em:
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https://www.youtube.com/watch?v=ZtBg5JpgNB0
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