1 Aula 3 - Mancais

Prévia do material em texto

Projeto Mecânico 
 
 
 
MANCAIS 
 
 
 
Os mancais de deslizamento são muito encontrados em 
máquinas onde um eixo qualquer sofre forças e o mancal 
serve de aparo e de guia para este eixo. 
Os mancais se dividem em dois tipos principais: mancais 
de guia e mancais de fricção. 
Mancais 
 
 
 
Para um aumento da vida útil dos mancais de 
deslizamento é indispensável o uso de lubrificantes 
adequados para cada aplicação. Outro fator importante é a 
escolha do lubrificante e sua freqüência de relubrificação. 
Mancais 
 
 
 
a) Mancais de guia - Muito encontrados em máquinas 
ferramentas, onde a mesa desliza sobre suas guias. Não 
suportam muita carga, o movimento relativo entre eles é 
de translação. 
Mancais 
 
 
 
b) Mancais de fricção - Quando uma das superfícies 
móveis é um eixo e o deslizamento é executado 
considerando-se o movimento relativo de rotação entre o 
eixo e o mancal. Existem três tipos específicos: 
- Planos 
- Escora 
- Guia 
Mancais 
 
 
 
b.1) Mancais planos - comumente chamados de radiais. 
São os que suportam carga perpendicular ao eixo de 
rotação. 
b.2) Mancais de escora - também conhecido como de 
encosto. São projetados para trabalharem sob ação de 
cargas axiais. 
Mancais 
 
 
 
b.3) Mancais guias - servem praticamente para evitar o 
deslizamento do eixo. 
Mancais 
 
 
 
Geralmente a base do mancal é de ferro fundido ou 
podendo também ser de aço, dependendo muito de fatores 
técnicos envolvidos no projeto do mancal. 
Para a confecção da bucha utilizam-se diversos materiais, 
dos quais destacam-se em ordem de emprego os seguintes 
materiais: 
Mancais 
 
 
 
1) Metal patente: são ligas fundamentalmente a base de 
Estanho (89%), Antimônio (8%), Cobre (3%). Este metal 
é muito utilizado. 
2) Ligas binárias de Cobre e Chumbo (20 à 40% de 
Chumbo): A boa resistência a fadiga indica o seu uso em 
mancais que trabalham em condições severas. 
Mancais 
 
 
 
3) Bronzes: Três são os principais tipos de bronzes: 
- Bronze a base de Estanho; 
- Bronze a base de Chumbo; 
- Bronze de alta resistência. . 
 
Todos os tipos especificados acima são utilizados em mancais de 
bombas de água, motores marítimos, trens de laminação, mancais 
de vagões ferroviários. 
Mancais 
 
 
 
4) Alumínio: Suas ligas resistem bem a corrosão 
produzida pela acidez do lubrificante. São muito usados 
em mancais de motores de explosão, alguns 
compressores, equipamentos aeronáuticos. 
5) Prata: Mancais com prata são muito usados em 
aeronaves e motores diesel. São camadas (0.001 à 0.005 
in) de prata depositada internamente em mancais de aço. 
Mancais 
 
 
 
6) Ferro fundido: São raramente usados. 
7) Grafite: é misturado com cobre, bronze, e plásticos, 
obtendo assim, uma maior diminuição do coeficiente de 
fricção. 
8) Plásticos: Muito utilizados em máquinas de indústrias 
têxteis, alimentícias, com produtos corrosivos, oxigênio 
líquido. 
Mancais 
 
 
 
Vantagens: - amortece as vibrações, os choques e ruídos; 
- construção simples; 
- mancais de grandes diâmetros são mais baratos; 
- suportam altas pressões. 
Mancais 
 
 
 
Desvantagens: - atrito maior de partida; 
- consumo maior de lubrificante; 
- exige maiores cuidados com a circulação do lubrificante 
e manutenção; 
- maior estático e dinâmico (torque). 
Mancais 
 
 
 
APLICAÇÃO 
- Motores de automóveis e aviões 
- Motores a gás e a óleo 
- Motores marítimos 
- Máquinas a vapor estacionárias 
- Bombas e compressores alternativos 
- Turbinas a vapor 
- Motores e bombas rotativas 
Mancais 
 
 
 
O movimento das peças nos mancais é dificultado por 
uma resistência chamada atrito. 
Quando se trata de superfícies de rotação com corpos 
rolantes, chama-se atrito de rolamento, enquanto para as 
peças deslizantes chama-se atrito de deslizamento. 
Lubrificação 
 
 
 
As superfícies de deslizamento sem camada intermediária 
de sustentação movem-se com atrito sólido. Neste 
movimento são arrancadas partículas salientes. Esse tipo 
de atrito pode ser evitado com lubrificação, como que 
flutuando sobre a camada de lubrificante. Esse processo 
de lubrificação chama-se lubrificação Flutuante. 
Lubrificação 
 
 
 
No atrito de flutuação quase não ocorre desgaste, porém, 
quando ocorrem arranques, paradas ou mudanças no 
sentido de movimentos intermitentes, o atrito passa a se 
caracterizar como ATRITO MISTO. 
Lubrificação 
 
 
 
No atrito misto, tem-se em parte atrito seco e, em parte 
atrito líquido, o que acarreta desgaste. Em mancais 
principais e de precisão, recomenda-se que se tenha 
sempre o atrito flutuante. 
Lubrificação 
 
 
 
Quando em rotação, o eixo desloca-se para uma posição 
lateral, na direção do sentido de rotação. 
Com esse desvio lateral do motor, deforma-se um espaço 
cuneiforme no lado oposto. 
Lubrificação 
 
 
 
O lubrificante deve afluir através de uma ranhura a essa 
folga em forma de cunha, para que nele se forme uma 
cunha de material lubrificante, originando-se assim forças 
de pressão que suportem o eixo. 
Lubrificação 
 
 
 
Tipos de lubrificação 
a) Lubrificação sólida ou limitada: é aquela onde a 
película de óleo se rompe não resistindo às condições de 
trabalho. É como se não existisse lubrificante algum entre 
as superfícies; 
Lubrificação 
 
 
 
b) Lubrificação fluída: acontece quando as superfícies são 
separadas pela interposição de uma película lubrificante; 
c) Lubrificação semi-fluída: ocorre quando a espessura da 
película inicia a fase perigosa de poder se romper, pois 
tende a se encaminhar para a zona onde as condições de 
lubrificação são limitadas. 
Lubrificação 
 
 
 
Resistencia (Pressão superficial) 
Cálculo 
 
 
 
Resistencia (Pressão superficial) 
Cálculo 
 
 
 
Cálculo 
 
 
 
Um mancal com casquilho (munhão) de aço não 
temperado, l = 150 mm e d = 100 mm suporta F = 6700 
kgf. Bucha de bronze, retificada, boa lubrificação. 
Determinar o valor da pressão máxima considerada no 
mancal usado. 
 
 
Resposta: Ps = 44,66 kgf / cm2 
Exercícios 
 
 
 
Um mancal de escora suporta uma carga de 1500 kgf. A 
extremidade do eixo apresenta d = 50 mm. O eixo é de 
aço temperado, bucha de bronze retificada e boa 
lubrificação. Calcular o diâmetro interno do anel “d” afim 
de que a pressão não ultrapasse o valor admissível. 
 
 
Resposta: dmax
 = 1,94 cm 
Exercícios 
 
 
 
FIM