4 Aula - EleMaq_CPEM_Soldagem

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21/09/2022
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Prof. Me. Silvestre da Silva Neto
AULA 5 – Mancais de
Deslizamento e
Rolamentos
USAR
Ensino Superior de Tecnologia em Soldagem
Disciplina:
Elementos de Máquinas
• Tipos de Mancais 
• Mancais de Deslizamento
• Mancais de Rolamento
Mancais
Os mancais são dispositivos utilizados para
apoiar eixos de máquinas e equipamentos
durante sua operação, permitindo que esses
eixos rotacionem apoiados nesses mancais.
Mancais - Tipos
•Mancais de Deslizamento
•Mancais de Rolamento
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Mancais de Deslizamento
Características: 
•Presença de um anel (também chamado de bucha ou 
casquilho) entre o eixo e o mancal.
• Presença de uma película de óleo lubrificante na região 
de contato entre o eixo e a bucha, de forma a reduzir-se o 
atrito de escorregamento. Exemplo de mancal de deslizamentoFonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Mancal#/media/File:Pillow-block-bearing.jpg
Mancais de Deslizamento
Mancais de Deslizamento
Indicações: 
• Eixos sujeitos a uma carga radial muito 
elevada.
• Eixos que operam em baixas rotações.
Mancais de Deslizamento - Dimensionamento
Velocidade periférica do eixo (v)
 
Fonte: O autor
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Mancais de Deslizamento - Dimensionamento
Pressão Média Atuante (pm)
𝑚 
Fonte: O autor
Mancais de Deslizamento - Dimensionamento
Pressão Máxima Admissível 
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
𝒑 
Mancais de Deslizamento - Dimensionamento
Tabela – Vazões de óleo lubrificante para mancais de deslizamento
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
 
Mancais de Deslizamento - Dimensionamento
Relação entre largura e diâmetro do mancal
Tabela – Coeficientes de atrito para mancais de deslizamento
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
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Mancais de Deslizamento - Dimensionamento
Coeficiente de Atrito()
Tabela – Coeficientes de atrito para mancais de deslizamento
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
Mancais de Deslizamento - Dimensionamento
Potência de Atrito(pat)
 
Fonte: O autor
Mancais de Deslizamento – Exemplo de Aplicação
O mancal do eixo da figura é um mancal deslizante. O eixo possui diâmetro de 
70mm e rotação de 1800rpm. A força atuante no mancal é igual a 20000N. Devido 
a restrições de espaço físico, deve-se utilizar uma relação b/d=1,2. Determinar: 
A largura do mancal.
A velocidade periférica do eixo.
A pressão média atuante no mancal.
A potência de atrito no mancal.
Material do mancal: Bronze fosforoso
 
 Fonte: O autor
Mancais de Deslizamento – Exemplo de Aplicação
Item a) A largura do mancal.
Fonte: O autor
𝑏
𝑑
= 1,2 
𝑏 = 1,2 ∙ 𝑑 
𝑏 = 1,2 ∙ 70𝑚𝑚 
𝒃 = 𝟖𝟒𝒎𝒎 
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Mancais de Deslizamento – Exemplo de Aplicação
Item b) A velocidade periférica do eixo.
Fonte: O autor
𝑣 =
𝜋 ∙ 𝑛 ∙ 𝑑
60
 
𝑣 =
3,14 ∙ 1800𝑟𝑝𝑚 ∙ 0,07𝑚
60
 
𝒗 = 𝟔, 𝟓𝟗𝟒 
𝒎
𝒔
 
Mancais de Deslizamento – Exemplo de Aplicação
Item c) A pressão média atuante no mancal.
Fonte: O autor
𝑝𝑚 =
𝐹
𝑑 ∙ 𝑏
 
𝑝𝑚 =
20000𝑁
70𝑚𝑚 ∙ 84𝑚𝑚
 
𝒑𝒎 = 𝟑, 𝟒𝟎𝟏 
𝑵
𝒎𝒎𝟐
= 𝟑, 𝟒𝟎𝟏 𝑴𝑷𝒂 
Mancais de Deslizamento – Exemplo de Aplicação
Item d) A potência de atrito no mancal.
Fonte: O autor
𝑝𝑎𝑡 = 𝜇 ∙ 𝐹 ∙ 𝑣 
𝑝𝑎𝑡 = 0,002 ∙ 20000𝑁 ∙ 6,594
𝑚
𝑠
 
𝒑𝒂𝒕 = 𝟐𝟔𝟑, 𝟕𝟔 𝑾𝒂𝒕𝒕 
Mancais de Rolamento
Características: 
•Normalmente é formado por 2 anéis.
•Entre os 2 anéis do rolamento estão 
localizados os elementos rolantes, que 
normalmente possuem o formato esférico, 
cilíndrico ou cônico.
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Mancais de Rolamento
Figura – Exemplo de mancal de rolamento
Fonte: https://www.istockphoto.com/br/foto/rolamentos-isolado-gm521232947-50202884
Mancais de Rolamento
Indicações: 
• Eixos que operam em médias e altas 
rotações.
•Equipamentos que operam continuamente.
Mancais de Rolamento - Dimensionamento
Um mancal de rolamento está sujeito a 3 
tipos de cargas:
• Carga Radial
• Carga axial
• Carga Combinada
Mancais de Rolamento - Dimensionamento
Carga Radial (Fr)
Figura – Rolamento sujeito a ação de uma Carga radial (Fr)
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
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Mancais de Rolamento - Dimensionamento
Carga Axial (Fa)
Figura – Rolamento sujeito a ação de uma Carga axial (Fa)
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
Mancais de Rolamento - Dimensionamento
Carga Combinada (Fr e Fa)
Figura – Rolamento sujeito a ação de uma Carga Combinada
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
Mancais de Rolamento - Dimensionamento
Seleção do rolamento (catálogo do fabricante):
• Os tipos de esforços que são aplicados nesse 
rolamento (Carga radial, axial ou combinada).
• A intensidade das cargas aplicadas no 
rolamento.
Mancais de Rolamento - Dimensionamento
Seleção do rolamento (catálogo do fabricante):
• A velocidade de rotação do eixo no qual o 
rolamento estará montado.
• A vida útil desejada do rolamento.
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Mancais de Rolamento - Dimensionamento
Seleção do rolamento (catálogo do fabricante):
• A quantidade de horas diárias que o rolamento estará 
sujeito aos esforços.
• Condições ambientais do local onde ocorrerá o 
funcionamento do rolamento (presença de umidade, 
poeira, temperatura, etc.)
Mancais de Rolamento – Tipos
São 3 tipos principais:
•Rolamentos de esferas
•Rolamentos de rolos
•Rolamentos de agulhas
Mancais de Rolamento – Tipos
Rolamentos de esferas
Figura – Rolamento fixo de esferas
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
Mancais de Rolamento – Tipos
Rolamento autocompensador de esferas
Figura – Rolamento autocompensador de esferas
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
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Mancais de Rolamento – Tipos
Rolamento axial de esferas
Figura – Rolamento axial de esferas de escora simples
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
Mancais de Rolamento – Tipos
Rolamento de rolos cilíndricos
Figura – Rolamento Rolamento de rolos cilíndricos com uma carreira de rolos
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
Mancais de Rolamento – Tipos
Rolamento de rolos cônicos
Figura – Rolamento de rolos cônicos
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
Mancais de Rolamento – Tipos
Rolamento de agulhas
Figura – Rolamento de agulhas
Fonte: (MELCONIAN, Sarkis. Elementos de Máquinas. 10ª Edição - Ed. Érica, São Paulo, 2013), disponível na biblioteca virtual da universidade.
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Bibliografia
CUNHA, L. B. Elementos de Máquinas. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. 350 p.
COLLINS J.A. Projeto Mecânico de Elementos de Máquinas. LTC, 2008
NIEMANN G. Elementos de Máquinas, vols. I, II e III, Editora Edgard Blucher, 1991.
MELCONIAN, S. Elementos de Máquinas. 9ª ed. São Paulo: Ed. Érica, 2008
NORTON R. L. Projeto de Máquinas, 2.ed. Bookman, Porto Alegre, 2004.
PUGH S. TotalDesign: Integrated method for successful product engineering.Addison-Wesley, 1995.
SHIGLEY, J.E; Mitchell, LD. Projeto de Engenharia Mecânica, 7th ed., Bookman, Porto Alegre 2005.
AGRADECIMENTOS: Prof. Me. Lincoln Ribeiro
Prof. Esp. José Renato Mendes
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