Aula 8 - Mancais de rolamentos

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Elementos de Máquinas I
Mancais de rolamentos
Prof. Msc. David Jonhson Barcelos
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Mancais de deslizamento Mancais de rolamento
São mais simples e baratos (exceto em 
lubrificação forçada)
São mais complexos e onerosos
Atrito deslizante Atrito rolante
Baixo atrito em partidas somente com 
plena lubrificação
Baixo atrito em partidas
Recomendados altas velocidades de 
rotação com impactos e sobrecargas de 
curta duração
Recomendados para aplicações que 
envolvam altas cargas na partida
Fluidos amortecem os impactos Altas velocidades são desvantajosas 
pois acumula rapidamente os ciclos de 
fadiga
Espaço axial maior Espaço radial maior 
Menos ruído Mais ruído
Não devem ser pré-carregados Podem ser pré-carregados
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1. Tipos de mancais de rolamentos
• Os mancais de rolamento podem ser de esferas ou de roletes.
Em geral, os rolamentos de esferas são capazes de operar com
velocidades mais altas e os mancais de roletes podem suportar
cargas maiores.
Classificação:
Mancais radiais
Mancais de escora ou de contato axial
Mancais de contato angular
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1. Tipos de mancais de rolamentos
Mancal radial
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1. Tipos de mancais de rolamentos
Mancal de contato 
angular
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1. Tipos de mancais de rolamentos
Mancal de escora
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1. Tipos de mancais de rolamentos
Rolamentos
Autocompensadores de Esferas
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1. Tipos de mancais de rolamentos
• Os rolamentos de roletes são também classificados pela
configuração do rolete.
• Classificação:
-Cilíndricos
-Esféricos
-Cônicos
-de agulha
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1. Tipos de mancais de rolamentos
• Rolamento de roletes cilíndricos de uma carreira
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1. Tipos de mancais de rolamentos
• Rolamento axial de roletes cilíndricos
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1. Tipos de mancais de rolamentos
a b
• Rolamento de roletes esféricos : a) de uma carreira; b) axial
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1. Tipos de mancais de rolamentos
a b
• Rolamento de roletes cônicos : a) de uma carreira; b) carreira dupla
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1. Tipos de mancais de rolamentos
a b
• Rolamento de agulha: a) de capa estampada; b) axial
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1. Tipos de mancais de rolamentos
• Rolamentos e mancais especiais
a) Rolamento adaptador
b) Montagem com suporte 
de rolamento
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1. Tipos de mancais de rolamentos
• Rolamentos e mancais especiais
c) Mancal flangeado d) Rolamento rotular
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1. Tipos de mancais de rolamentos
• Rolamentos e mancais especiais
e) Mancal de agulha com 
seguidor de came
f) Mancal com eixo integral
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1. Tipos de mancais de rolamentos
• Rolamentos e mancais especiais
g) Rolamento linear de 
esferas recirculantes
h) Rolamento de rolete linear
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2. Projetos de mancais
• Tensões de contato entre superfícies curvas e às correspondentes falhas
por fadiga.
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2. Projetos de mancais
• Aço SAE 52100 (58 a 65 HRC)
• O projeto dos anéis para a rigidez desejada é muito importante. O
deslocamento dos anéis e das esferas (ou roletes), a rotação e as
características do lubrificante combinam-se para determinar a
distribuição das tensões locais na área de contato. Essas
especificidades levam o engenheiro de rolamentos à área da elasto-
hidrodinâmica.
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3. Montagem dos mancais de rolamento
• A prática rotineira é a de montar-se o anel estacionário com um ajuste
deslizante e o anel girante com interferência suficiente para evitar o
movimento relativo durante a operação.
• Os ajustes e as tolerâncias apropriadas são influenciados pela rigidez
radial do eixo e do alojamento e, algumas vezes, pela expansão térmica.
• Um ajuste muito apertado pode causar interferência interna que diminui
a vida do rolamento.
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3. Montagem dos mancais de rolamento
• Deve-se tomar cuidado com a instalação e a remoção dos
rolamentos para assegurar-se que as forças necessárias sejam
aplicadas diretamente ao anel do rolamento.
• Em algumas situações, a montagem por ajuste com interferência
são facilitadas pelo aquecimento do componente externo ou
pelo “resfriamento” do componente interno, acondicionando-o
em gelo seco (dióxido de carbono solidificado).
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3. Montagem dos mancais de rolamento
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4. “Informações de Catálogo” para os Mancais de Rolamento
• Os catálogos dos fabricantes de rolamentos os identificam por
números e fornecem informações dimensionais completas, uma
lista ordenada com as capacidades de carga, e fornece os
detalhes dimensionais relativos à montagem, à lubrificação e à
operação.
• Para os rolamentos com diâmetro interno de 20 mm e maiores, o
diâmetro interno é igual a cinco vezes os últimos dois dígitos
referentes ao número do rolamento.
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4. “Informações de Catálogo” para os Mancais de Rolamento
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4. “Informações de Catálogo” para os Mancais de Rolamento
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5. Seleção de Rolamentos
• A seleção de um rolamento para uma aplicação específica envolve a definição do tipo
de rolamento, do nível de precisão, do lubrificante, do isolamento (isto é, aberto,
blindado ou vedado) e da carga básica a ser suportada. Frequentemente,
circunstâncias especiais devem também ser consideradas.
• Por exemplo, se o rolamento for submetido a uma carga pesada quando estacionário,
sua capacidade de carga estática não deverá ser ultrapassada. Caso contrário as
esferas ou roletes irão indentar ligeiramente os anéis. Esse fenômeno é chamado de
brinelamento.
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5. Seleção de Rolamentos
• As aplicações de rolamentos usualmente requerem vidas distintas daquelas
utilizadas nos manuais. Palmgren determinou que a vida de um rolamento de
esferas varia com o inverso de aproximadamente a terceira potência da carga.
• Muitos fabricantes adotam o expoente de Palmgren de 3 para rolamentos de
esferas, e utilizam 10/3 para rolamentos de roletes. Seguindo as
recomendações de outros fabricantes, vamos utilizar o expoente de 10/3 para
ambos os tipos de rolamentos.
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6. Requisitos de Vida
C = capacidade nominal (conforme catálogo);
Creq = o valor necessário de C para a aplicação específica;
LR = a vida correspondente à capacidade nominal (isto é, 90 × 10
6 revoluções);
FR = a carga radial envolvida na aplicação específica;
L = a vida correspondente à carga radial Fr, ou a vida requerida pela aplicação.
Assim, duplicando-se a carga atuante no rolamento reduz-se sua vida por um fator de aproximadamente 10.
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6.1 Requisitos de Confiabilidade
ou
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6.2 Influência do carregamento axial
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6.3 Carregamento de impacto
ou
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6.4 Resumo
Afinal, qual a vida L deve ser necessária?
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7. Exemplo
1. Sendo um rolamento de esferas montado sob interferência em um eixo de uma máquina industrial
destinada a operar continuamente durante um turno (oito horas por dia) a 1800 rpm. As cargas radiais e
axiais são de 1,2 e 1,5 kN, respectivamente. Quais as cargas radiais equivalentes para rolamentos de esfera
radial e angular? Selecione os rolamentos apropriados.
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8. Exercícios
2. Sendo escolhido um rolamento de contato radial 6303 para as mesmas condições
o exercício anterior, montado sob interferência em um eixo de uma máquina
industrial destinada a operar continuamente durante um turno (oito horas por dia)
a 3000 rpm.
(a) Estime a vida deste rolamento com 90% de confiabilidade.
(b) Estime sua confiabilidade para 30.000 horas de vida.
3. Determine a carga radial que pode ser suportada pelo rolamento de
esferas de contato radial 6805 para uma vida L de 5000 horas a 900 rpm.
Considere a carga uniforme e sem impacto.