Mancais de Deslizamento e Rolamento

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Elementos de 
Máquinas II
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Me. Lincoln Nascimento Ribeiro
Revisão Textual:
Prof.ª Me. Sandra Regina Fonseca Moreira
Mancais de Deslizamento e Rolamento
• Tipos de Mancais;
• Mancais de Deslizamento;
• Mancais de Rolamento.
• Apresentar ao aluno os tipos de mancais de deslizamento e rolamento e suas aplicações 
nos projetos de engenharia.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Mancais de Deslizamento e Rolamento
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas:
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos 
e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de 
aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Mancais de Deslizamento e Rolamento
Tipos de Mancais
Os mancais são dispositivos utilizados para apoiar eixos de máquinas e equipa-
mentos durante sua operação, permitindo que esses eixos rotacionem apoiados neles.
Para que servem os mancais? 
Ex
pl
or
Existem 2 tipos de mancais:
• Mancais de Deslizamento;
• Mancais de Rolamento.
Nos mancais de deslizamento, o eixo rotaciona apoiado diretamente em um furo 
cilíndrico do mancal. 
Também é comum a colocação de um anel (também chamado de bucha ou casqui-
lho) dentro do furo cilíndrico do mancal de forma a se localizar entre o eixo e o mancal.
O material dessa bucha costuma ser um material com dureza menor, de forma a 
permitir que, durante o deslizamento do eixo, ocorra apenas o desgaste da bucha, 
que pode ser trocada sem causar danos ao eixo.
Na figura 1 é possível visualizar um exemplo de mancal de deslizamento. 
Nesse exemplo, a bucha (também chamada de casquilho) foi fabricada utilizan-
do-se alumínio.
Figura 1 – Exemplo de mancal de deslizamento
Fonte: Adaptado de Wikimedia Commons
Nos mancais de rolamento, o eixo rotaciona apoiado em um dispositivo que 
contém esferas ou rolos que reduz bastante o atrito de escorregamento, em relação 
ao mancal de deslizamento. Esse dispositivo é chamado de rolamento, ou ainda, 
mancal de rolamento. 
O material desse rolamento costuma ser um material com elevada dureza, de 
forma a garantir uma maior durabilidade, quando exposto ao atrito de rolamento, 
durante a rotação do eixo. Uma vez que esse rolamento apresente problemas, o 
mesmo pode ser substituído, sem causar danos ao eixo.
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9
Na figura 2 é possível visualizar um exemplo de mancal de rolamento de esferas. 
Nesse caso, as esferas são colocadas entre 2 anéis, sendo que um deles é o anel 
externo e o outro é o anel interno. Esses anéis, junto com as esferas, formam o 
mancal de rolamento.
Figura 2 – Exemplo de mancal de rolamento
Fonte: Adaptado de Getty Images
Nesta unidade, vamos tratar dos mancais de deslizamento e dos mancais 
de rolamento.
Mancais de Deslizamento
As principais características dos mancais de deslizamento são:
• 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 se reduzir o atrito de escorregamento.
Para quais situações os mancais de deslizamento são indicados? 
Ex
pl
or
O mancal de deslizamento é indicado, principalmente, para eixos que operam 
nas seguintes condições:
• Eixos sujeitos a uma carga radial muito elevada;
• Eixos que operam em baixas rotações.
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UNIDADE Mancais de Deslizamento e Rolamento
Dimensionamento de Mancais de deslizamento
Para se dimensionar os mancais de deslizamento, para que suportem os esforços 
aos quais eles estarão submetido, alguns itens devem ser considerados. Esses itens 
serão enumerados a seguir.
Velocidade periférica do eixo
A velocidade periférica do eixo é, na verdade, a velocidade tangencial desse eixo 
e, pode ser determinada através da equação a seguir:
v n d
�
� ��
60
• Onde:
 » v → Velocidade tangencial ou velocidade periférica do eixo;
 » n → Número de rotações do eixo em rpm;
 » d → Diâmetro do eixo;
 » π → 3,1415926....
• Unidades:
 » [ v t] = m
s
 » [n] = rot
min
rpm=
 » [d] = m
 » [π] = Adimensional
Pressão Admissível
A pressão média atuante em um mancal de deslizamento pode ser determinada 
através da equação a seguir:
p F
d bm � �
• Onde:
 » pm → Pressão média atuante no mancal;
 » F → Força atuante no mancal (Carga no mancal);
 » d → Diâmetro do eixo;
 » b → Largura do mancal.
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• Unidades:
 » [Pm] = 
N
m
Pa2 =
 » [F] = N
 » [d] = m
 » [b] = m
A pressão máxima admissível (p) do eixo sobre o mancal, em função do material 
do mancal, pode ser determinada através da tabela 1.
Tabela 1 – Características dos materiais de mancais de deslizamento
Material
v 
(m/s)
p (N/mm2) Dureza do Eixo 
HB (N/mm2)
tmáx (ºC)
Q1 Q2 Q3
Bronze 
fosforoso 8 4/5 20/30 250/300 4000 200
Latão 6 4/5 25/40 200/250 3000 150
Ferro fundido 5 10/12 20/25 30/40 2500 100
Ligas de Al 5 1/1.5 4/6 240/350 3000 130
Babbit ao Sn 8 – – 55/110 4000 130
Fonte: MELCONIAN, 2013
• Onde:
 » v → Velocidade periférica do eixo;
 » p → Pressão Admissível;
 » tmáx → Temperatura máxima do mancal.
Os valores das vazões de óleo lubrificante Q1, Q2 e Q3 que constam na tabela 1 
podem ser obtidos através da tabela 2.
Tabela 2 – Vazões de óleo lubrifi cante para mancais de deslizamento
Vazão (cm3/min) Vazão (mm3/s)
Q1
0,2
Q2
3/6
Q3
10
Q1
3
Q2
50 a 100
Q3
150
Fonte: MELCONIAN, 2013
Em um mancal bem dimensionado, a pressão média atuante no mancal deve ser 
menor ou igual a pressão máxima admissível, ou seja:
pm < p
Relação entre largura e diâmetro do mancal
A relação recomendada entre a largura do mancal (b) e o diâmetro do eixo (d) 
pode ser determinada diretamente, dependendo da aplicação, através da tabela 3.
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UNIDADE Mancais de Deslizamento e Rolamento
Tabela 3 – Relações entre largura e diâmetro para mancais de deslizamento
b/d b Observação
0,3 0,3 d utilizado quando d > 100 mm
0,8 a 1,2 (0,8 a 1,2) d faixa de utilização normal
1,5 a 2,0 (1,5 a 2,0) d
utilização com eixos rígidos
utilização bastante restrita
2,0 a 4,0 (2,0 a 4,0) d utilização em máquinas operatrizes
Fonte: MELCONIAN, 2013
Na figura 3, é possível visualizar a representação da largura (b), do diâmetro do 
eixo (d) e da velocidade periférica do eixo (v) de um mancal de deslizamento.
Figura 3 – Largura (b) e diâmetro do eixo (d) de um mancal de deslizamento
Fonte: Acervo do conteudista
Coeficiente de atrito do mancal
O coeficiente de atrito do mancal(μ), considerando-se um eixo de aço, pode ser 
determinado diretamente, dependendo do material do mancal, através da tabela 4.
Tabela 4 – Coeficientes de atrito para mancais de deslizamento
Eixo de aço + lubricante com Coeficiente de atrito (μ)
Bronze 0,002 a 0,003
Ferro Fundido 0,005 a 0,008
Ligas de Al 0,003 a 0,004
Babbit ao Sn 0,001 a 0,002
Fonte: MELCONIAN, 2013
Potência de atrito do mancal
A potência de atrito do mancal (Pat) é, na verdade, a potência dissipada pelo 
mancal devido ao atrito entre o eixo deslizante e o mancal.
O valor da potência de atrito de um mancal pode ser determinado pela equa-
ção abaixo.
pat = μ ⋅ F ⋅ v
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• Onde:
 » pat → Potência de atrito do mancal;
 » μ → Coeficiente de atrito no mancal;
 » F → Força atuante no mancal (Carga no mancal);
 » v → Velocidade periférica do eixo.
• Unidades:
 » [Pat] = Watt
 » [F] = N
 » [ v ] = m
s
 » [μ] = Adimensional
Exemplo de Aplicação – Mancal de deslizamento
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. Devi-
do 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.
Adotar:
π = 3,14
Material do mancal: Bronze fosforoso.
π = 0,002
Figura 4 – Mancal de deslizamento
Fonte: Acervo do conteudista
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UNIDADE Mancais de Deslizamento e Rolamento
• Item a) A largura do mancal.
Nesse exemplo, a relação entre a largura do mancal e o diâmetro do eixo é 
dada por:
b
d
b d
b mm
b mm
�
� �
� �
�
1 2
1 2
1 2 70
84
,
,
,
• Item b) A velocidade periférica do eixo.
Sabendo-se que o eixo possui diâmetro de 70mm (0,07m), a velocidade perifé-
rica do eixo é dada por:
v n d
v rpm m
v m
s
�
� �
�
� �
�
�
60
3 14 1800 0 07
60
6 594
, ,
,
• Item c) A pressão média atuante no mancal.
A pressão média atuante no mancal é dada por:
p F
d b
p N
mm mm
p N
mm
MPa
m
m
m
�
�
�
�
� �
20000
70 84
3 401 3 401
2
, ,
• Item d) A potência de atrito no mancal.
A potência de atrito no mancal é dada por:
p F v
p N m
s
p Watt
at
at
at
� � �
� � �
�
�
0 002 20000 6 594
263 76
, ,
,
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Mancais de Rolamento
As principais características dos mancais de rolamento (ou, simplesmente, rola-
mentos) são:
• 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.
Para quais situações os mancais de rolamento são indicados? 
Ex
pl
or
O mancal de rolamento é indicado, principalmente, para eixos que operam nas 
seguintes condições:
• Eixos que operam em médias e altas rotações;
• Equipamentos que operam continuamente.
Quais são os tipos de esforços que podem atuar em um rolamento? 
Ex
pl
or
Um mancal de rolamento está sujeito a 3 tipos de cargas:
• Carga Radial (Fr): É uma força que atua na direção do raio (direção radial) do 
rolamento. Tende a comprimir os anéis e os elementos rolantes;
• Carga Axial (Fa): Atua na direção longitudinal do eixo (direção axial), que cor-
responde a direção axial do rolamento. Tende a causar o deslocamento lateral 
dos anéis ou dos elementos rolantes;
• Carga Combinada (Fr e Fa): Ocorre quando um rolamento sofre a ação de 
uma força radial (Fr) e de uma força axial (Fa) ao mesmo tempo.
Na figura 5 é possível visualizar um rolamento sujeito a ação de uma carga radial 
(Fr) que atua em um rolamento.
Figura 5 – Rolamento sujeito a ação de uma Carga radial (Fr)
Fonte: MELCONIAN, 2013
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UNIDADE Mancais de Deslizamento e Rolamento
Na figura 6 é possível visualizar um rolamento sujeito a ação de uma carga axial (Fa).
Figura 6 – Rolamento sujeito a ação de uma Carga axial (Fa)
Fonte: MELCONIAN, 2013
Na figura 7 é possível visualizar um rolamento sujeito a uma carga combinada, 
ou seja, sujeito a ação de uma força radial e de uma força axial de forma simultânea.
Figura 7 – Rolamento sujeito a ação de uma carga combinada
Fonte: MELCONIAN, 2013
Para se selecionar um rolamento em um catálogo de um fabricante é muito im-
portante que se conheça os seguintes dados do projeto:
• Os tipos de esforços que são aplicados nesse rolamento (carga radial, axial 
ou combinada);
• A intensidade das cargas aplicadas no rolamento;
• A velocidade de rotação do eixo no qual o rolamento estará montado;
• A vida útil desejada do rolamento;
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• 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.).
Tipos de Mancais de rolamento
Os principais tipos de mancais de rolamento são:
• Rolamentos de esferas;
• Rolamentos de rolos;
• Rolamentos de agulhas.
A seguir, esses rolamentos serão apresentados.
Rolamentos de esferas
Os rolamentos de esferas são assim chamados porque seus elementos rolantes 
são formados por esferas. 
De acordo com seu formato, esse tipo de rolamento pode resistir a cargas ra-
diais, axiais e combinadas. A seguir, serão apresentados alguns exemplos desses 
rolamentos de esferas.
Na figura 8 é possível visualizar um rolamento fixo de esferas com uma carreira 
de esferas. Esse tipo de rolamento é capaz de suportar cargas radiais de intensidade 
média e cargas axiais de intensidade leve, de forma simultânea (cargas combinadas). 
Na figura 9 é possível visualizar um rolamento auto compensador de esferas com 
duas carreiras de esferas. Esse tipo de rolamento possui o anel externo esférico e 
côncavo. Esse rolamento é recomendado para compensar situações onde ocorre o 
desalinhamento do eixo devido a uma flexão desse eixo, por exemplo.
Figura 8 – Rolamento fi xo de esferas
Fonte: MELCONIAN, 2013
Figura 9 – Rolamento autocompensador de esferas
Fonte: MELCONIAN, 2013
Na figura 10 é possível visualizar um rolamento axial de esferas com uma esco-
ra simples. Esse tipo de rolamento é capaz de suportar somente cargas axiais em 
apenas um único sentido. 
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UNIDADE Mancais de Deslizamento e Rolamento
Na figura 11 é possível visualizar um rolamento axial de esferas com dupla esco-
ra. Esse tipo de rolamento é capaz de suportar somente cargas axiais, porém, com 
sentido duplo.
Figura 10 – Rolamento axial 
de esferas de escora simples
Fonte: MELCONIAN, 2013
Figura 11 – Rolamento axial 
de esferas com dupla escora
Fonte: MELCONIAN, 2013
Rolamentos de rolos
Os rolamentos de rolos são assim chamados porque seus elementos rolantes são 
formados por rolos cilíndricos ou cônicos. 
De acordo com seu formato, esse tipo de rolamento também pode resistir a car-
gas radiais, axiais e combinadas. A seguir, alguns exemplos desses rolamentos de 
rolos serão apresentados.
Na figura 12 é possível visualizar um rolamento de rolos cilíndricos com uma 
carreira de rolos. Esse tipo de rolamento é capaz de suportar cargas radiais de in-
tensidade alta.
Na figura 13 é possível visualizar um rolamento de rolos cônicos com uma car-
reira de rolos. Esse tipo de rolamento, além de ser capaz de suportar cargas radiais, 
também suporta cargas axiais em um único sentido.
Figura 12 – Rolamento de rolos cilíndricos 
com uma carreira de rolos
Fonte: MELCONIAN, 2013
Figura 13 – Rolamento de rolos cilíndricos 
com uma carreira de rolos
Fonte: MELCONIAN, 2013
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Rolamentos de agulhas
Os rolamentos de agulhas são assim chamados porque seus elementos rolantes 
são formados por rolos cilíndricos de diâmetro bastante reduzido. 
De acordo com seu formato, esse tipo de rolamento também pode resistir a cargas 
radiais, axiais e combinadas. Normalmente são utilizados quando o espaço para a ins-
talação do rolamento é reduzido, impedindo assim a instalação de um rolamento de 
rolos. A seguir, alguns exemplos desses rolamentos de agulhas serão apresentados.
Na figura 14 é possível visualizar uma coroa de agulhas com uma carreirade 
agulhas. Esse tipo de rolamento é capaz de suportar somente cargas radiais de in-
tensidade leve. Sua principal característica é a ausência dos anéis externo e interno.
Na figura 15 é possível visualizar um rolamento de agulhas com uma carreira de agu-
lhas. Esse tipo de rolamento é capaz de suportar somente cargas radiais de intensidade alta.
Figura 14 – Coroa de agulhas de uma carreira
Fonte: MELCONIAN, 2013
Figura 15 – Rolamento de agulhas de 
uma carreira de agulhas
Fonte: MELCONIAN, 2013
Na figura 16 é possível visualizar um rolamento axial de agulhas com uma car-
reira de agulhas. Esse tipo de rolamento é capaz de suportar somente cargas axiais 
em espaço reduzido.
Na figura 17 é possível visualizar um rolamento axial de agulhas combinado. 
Nesse exemplo, o rolamento é formado por um rolamento de agulhas que atua 
como rolamento radial e um rolamento de esferas que atua como rolamento axial.
Figura 16 – Rolamento axial de 
agulhas de uma carreira
Fonte: MELCONIAN, 2013
Figura 17 – Rolamento combinado de 
agulhas axial de esferas
Fonte: MELCONIAN, 2013 
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UNIDADE Mancais de Deslizamento e Rolamento
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Elementos de Máquinas
Leia o capítulo 11 (p. 193-232) da obra de Sarkis Melconiam, intitulada “Elementos de 
Máquinas”, disponível na Biblioteca Virtual da Universidade, no item “E-books – Minha 
Biblioteca”. Nesse texto serão apresentados mais exemplos de rolamentos e de seleção 
de rolamentos.
Elementos de Máquina de Shigley
Leia o capítulo 11 da parte 3 (p. 552-598) da obra de Richard G. Budynas e J. Keith 
Nisbett, intitulada “Elementos de Máquina de Shigley”, disponível na Biblioteca Virtual 
da Universidade, no item “E-books – Minha Biblioteca”. Nesse texto serão apresentadas 
mais características dos mancais de rolamentos.
 Vídeos
Telecurso 2000 - Elementos de Maquinas - 17 Mancais e rolamentos
Vídeo bem interessante que trata de mancais de deslizamento.
https://youtu.be/2B6WJvTJ2Pk
Telecurso 2000 Manutencao 21 Mancais de deslizamento
Vídeo bem interessante que trata de transmissões por corrente.
https://youtu.be/sgsUcrNRMu8
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Referências
BUDYNAS, R. G., NISBETT, J. K. Elementos de Máquinas de Sigley. 10. Ed. 
Porto Alegre: Ed. AMGH, 2016.
HIBBELER, R. C. Resistência dos materiais. 7. Ed. São Paulo: Pearson Prentice 
Hall, 2010.
MELCONIAN, S. Elementos de Máquinas. 10. Ed. São Paulo: Ed. Érica, 2013.
MELCONIAN, S. Mecânica técnica e resistência dos materiais. 19. Ed. São 
Paulo: Ed. Érica, 2013.
PEREIRA, C. P. M. Mecânica dos materiais avançada. 1. Ed. Rio de Janeiro: Ed. 
Interciência, 2014.
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