Aula 02 Mancais de Deslizamento Parte 1

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CURSO DE 
ENGENHARIA MECÂNICA 
Campus Buritis 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II 
AULA 02 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
Prof. Luiz Brant 
MANCAL 
 Conceitos: 
 Mancal é um dispositivos sobre o qual gira um 
eixo com atrito mínimo. O mancal serve de 
aparo ou suporte aos eixos rotativos. 
 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
Geralmente, os mancais de deslizamento são constituídos de uma bucha 
fixada num suporte. Esses mancais são usados em máquinas pesadas 
ou em equipamentos de baixa rotação, porque a baixa velocidade evita 
superaquecimento dos componentes expostos ao atrito. 
 Buchas 
 
 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
Em mancais radiais, as buchas são, 
em geral, corpos cilíndricos ocos que 
envolvem os eixos, permitindo-lhes uma 
melhor rotação. São feitas de materiais 
macios, como o 
bronze e ligas de metais leves. 
 Buchas 
 
 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
Em mancais axiais, existem os anéis de encosto e as 
placas deslizantes responsáveis por melhorar a 
interface com a parte rotante do eixo. 
 
 
O funcionamento de um mancal de deslizamento depende da 
formação de uma película de lubrificante (contato eixo x mancal), a 
qual somente será formada a partir do movimento relativo de 
escorregamento entre as partes. Tal condição se traduz em 
coeficientes de atrito sensivelmente mais elevados e um elevado 
consumo de lubrificante. 
 Princípio de Funcionamento 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 
 
 maior atrito na partida; 
 maior amortecimento de vibrações, choques e ruídos em função de 
uma maior área de lubrificação; 
 fácil fabricação e mais baratos para grandes potências; 
 exige um movimento relativo entre as partes, motivo pelo qual os 
coeficientes de atrito envolvidos são sensivelmente mais elevados; 
 permitem esforços radiais ou axiais; 
 grande consumo de lubrificante, exigindo cuidados especiais com o 
sistema de circulação e consequentemente com a manutenção; 
 mais silenciosos; 
 limitações nos materiais envolvidos; 
 Generalidades 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 
 
 Atrito em baixas velocidades 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 
 
 Objetivos Principais: 
 reduzir o atrito; 
 reduzir o desgaste 
 reduzir o aquecimento das 
superfícies em contato 
 Atrito em Altas Velocidades - LUBRIFICANTES 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 Objetivos Complementares: 
 proteger as superfícies contra a ferrugem; 
 efetuar uma vedação adequada. 
 
 
 Divisão geral 
 óleos minerais – destilação do petróleo; 
 óleos orgânicos – óleo de oliva, óleo de rícino, etc; 
 misturas – óleos minerais/orgânicos – óleos “engordurados”; 
 óleos sintéticos; 
 soluções aquosas de álcalis; 
 lubrificantes grafíticos - quando os mancais devem ser operados 
a temperaturas extremas. 
 Lubrificantes 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 
 
 Hidrodinâmica 
 Hidrostática 
 Contorno (mista) 
 Filme sólido (a seco) 
 Elastoidrodinâmica 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 
 
 Hidrodinâmica 
 Hidrostática 
 Contorno (mista) 
 Filme sólido (a seco) 
 Elastoidrodinâmica 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
Quando as superfícies em contato estão separadas por uma 
película relativamente fina de lubrificante, evitando o contato 
metal-metal e as características da lubrificação seguem as leis da 
mecânica dos fluidos. 
 
 
 Hidrodinâmica 
 Hidrostática 
 Contorno (mista) 
 Filme sólido (a seco) 
 Elastoidrodinâmica 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 separação completa do eixo e do mancal pelo filme lubrificante (espessura de 
0,008 a 0,02mm); 
 perdas por atrito são exclusivas do contato entre partículas do lubrificante; 
 a lubrificação não depende da introdução do lubrificante sob pressão, mas 
sim da existência de um suprimento adequado e constante; 
 a pressão do filme é criada pela superfície móvel puxando o lubrificante para 
uma região de cunha a velocidades elevadas; 
 coeficiente de atrito varia entre 0,001 e 0,01. 
 
 
 Hidrodinâmica 
 Hidrostática 
 Contorno (mista) 
 Filme sólido (a seco) 
 Elastoidrodinâmica 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
Apresenta superfícies completamente separadas pela presença 
de um fluido pressurizado (ar, água, óleo) introduzido na área de 
carga do mancal, não necessitando assim do movimento de uma 
superfície em relação à outra. Tem por inconveniente o custo 
adicional da fonte de alimentação externa e as dimensões 
envolvidas. 
 
 
 Hidrodinâmica 
 Hidrostática 
 Contorno (mista) 
 Filme sólido (a seco) 
 Elastoidrodinâmica 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
Fatores como área insuficiente de superfície, uma queda na 
velocidade da superfície móvel, uma diminuição na quantidade de 
lubrificante enviado a um mancal, um aumento na carga do 
mancal, ou na temperatura do lubrificante, resultando em uma 
diminuição da viscosidade – qualquer um destes - , podem 
prevenir a construção de um filme espesso o suficiente para 
lubrificação de filme completo. O filme de lubrificante possui 
apenas dimensões moleculares em espessura. 
 
 
 Hidrodinâmica 
 Hidrostática 
 Contorno (mista) 
 Filme sólido (a seco) 
 Elastoidrodinâmica 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 combinação de lubrificação hidrodinâmica e operação a seco; 
 parte da carga é sustentada por áreas localizadas de 
lubrificante pressurizado e o resto é suportado pelo contato 
entre o eixo e a superfície de deslizamento; 
 o coeficiente de atrito e o desgaste dependem do grau de apoio 
hidrodinâmico desenvolvido; 
 situações externas tais como redução de velocidade da 
superfície móvel ou diminuição da quantidade lubrificante 
enviado ao mancal podem acarretar essa situação. 
 
 
 Hidrodinâmica 
 Hidrostática 
 Contorno (mista) 
 Filme sólido (a seco) 
 Elastoidrodinâmica 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
Quando os mancais tem de ser operados a temperaturas 
extremas, um lubrificante de filme sólido, como grafite, disulfeto 
de molibdênio ou materiais poliméricos (teflon), devem ser 
utilizados pois os óleos minerais ordinários não são 
satisfatórios. 
 
 
 Hidrodinâmica 
 Hidrostática 
 Contorno (mista) 
 Filme sólido (a seco) 
 Elastoidrodinâmica 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 o eixo desliza sobre o mancal, sem que haja lubrificante para 
separar as duas superfícies; 
 a seleção do mancal é fundamental para garantir um bom 
desempenho do sistema; 
 o coeficiente de atrito dinâmico fica entre 0,02 e 0,3. 
 
 
 Hidrodinâmica 
 Hidrostática 
 Contorno (mista) 
 Filme sólido (a seco) 
 Elastoidrodinâmica 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
O lubrificante é introduzido entre as superfícies em contato 
rolante, normalmente numa condição de cargas elevadas, tais 
como: engrenagens, cames e mancais de rolamento. Baseada na 
Teoria de Hertz. 
 Tipos de Lubrificação 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
C
o
e
fi
c
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Hidrodinâmica 
Elastoidro-
dinâmica 
Contorno 
(Mista) 
Sem 
Lubrificação 
 Viscosidade Absoluta ou Dinâmica - m 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 É a medida da resistência friccional interna oferecida pelas 
moléculas das “camadas” do fluido quando estas são deslocadas em 
relação às outras. É o resultado do atrito interno do próprio fluido. 
 Trata-se de uma grandeza associada 
às tensõescisalhantes presentes 
quando da deformação de um fluido 
newtoniano. Tais tensões aumentam 
com a velocidade de deformação. 
h
U
A
F
dy
du
A
F
.. mm 
 Viscosidade Absoluta ou Dinâmica - m 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 Unidades 
 Viscosidade Absoluta ou Dinâmica - m 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 Viscosidade Absoluta ou Dinâmica - m 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 Viscosidade Absoluta ou Dinâmica - m 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 Viscosidade Cinemática - n 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
 Viscosidade medida num viscosímetro padrão (Saybolt), 
relacionando-se o tempo necessário para certa quantidade do fluido 
escoar por um orifício, mediante o efeito da gravidade. 
 Viscosidade Cinemática - n 
MANCAL DE DESLIZAMENTO 
Onde r é a massa específica ou densidade do fluido