Manutenção Preditiva -Detecção de Falhas em Mancais de Deslizamento Gustavo C. Costa

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MANUTENÇÃO - ME051 
Coordenadoria do Curso de Engenharia Mecânica 
 
Prof. D.Sc. Jorge Nei Brito 
Gustavo Citton Costa - INTEGRAL 
DETECÇÃO DE FALHAS EM MANCAIS DE DESLIZAMENTO 
 
Gustavo Citton Costa (1) (gustavocittoncosta@gmail.com), Jorge Nei Brito (1) (brito@ufsj.edu.br) 
 
 (1) Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ) - DEMEC - Praça Frei Orlando, 170 - 36307-232 - São João del-Rei - MG 
 
RESUMO: Este trabalho tem o objetivo de descrever a funcionalidade do mancal, a detecção de falhas em 
mancais de deslizamento, sua aplicação em variados tipos de cargas e exemplificar um exemplo prático de 
uso deste tipo de mancal na Engenharia Mecânica. O mancal é um elemento de máquina que possui extrema 
importância para os sistemas mecânicos, ele é a peça fundamental para o suporte do eixo. Havendo algum 
problema no mancal, a exatidão do funcionamento da máquina será comprometida e a linha de produção 
consequentemente será prejudicada. Por esse motivo é essencial que seja feita uma Manutenção Preditiva 
no mancal, para que este seja constantemente avaliado e aplicado em uma determinada carga que ele possa 
suportar e funcionar corretamente. 
 
 
PALAVRAS-CHAVE: Mancal, Mancais de Deslizamento, Manutenção Preditiva. 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Os mancais são de grande relevância para o perfeito funcionamento das máquinas, caso ocorram 
falhas nos mancais grandes prejuízos podem ser percebidos na produção. Existem dois tipos de mancais mais 
utilizados: 
 Deslizamento e; 
 Rolamento. 
 
De fato, a condição ideal para se conseguir que uma determinada máquina ou equipamento trabalhe 
de acordo com suas características, implica a execução das seguintes ações: 
 
 Cumprir fielmente as recomendações do fabricante no que diz respeito à manutenção da máquina 
ou equipamento; 
 Inspecionar as máquinas e equipamentos para detectar os elementos mecânicos, sujeitos aos danos, 
aplicando os princípios da Manutenção Preventiva. 
As ações citadas permitirão que o mecânico de manutenção mantenha todos os elementos das máquinas 
e equipamentos funcionando plenamente, sem comprometer a produção da empresa. Salientemos que as 
ações exigem, do mecânico de manutenção, o domínio de vários conhecimentos, habilidades e atitudes. 
Salientemos, também, que quando se fala em elementos de máquinas, está se referindo aos componentes 
dos conjuntos mecânicos, entre os quais, os mancais. 
O foco do trabalho são os mancais de deslizamento, que são muito encontrados em máquinas onde um 
eixo qualquer sofre forças e o mancal serve de apoio e de guia para este eixo. Estes, se dividem em dois tipos 
principais: Mancais de guia e, Mancais de fricção. 
 
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2. MANCAL DE DESLIZAMENTO 
A função do mancal de deslizamento é servir de apoio para eixos girantes. Estes mancais estão 
sujeitos às forças de atrito devido a rotação do eixo, ou seja, o atrito ocorre devido ao contato da superfície 
do eixo com o mancal. 
 Os mancais são constituídos de uma bucha fixada em um suporte e são utilizados em máquinas 
pesadas e em equipamentos de baixa rotação, porque a baixa velocidade evita o superaquecimento dos 
equipamentos expostos ao atrito. São simples de montar e desmontar. 
A vida útil dos mancais de deslizamento poderá ser prolongada seguindo alguns parâmetros, os 
materiais necessitam ser muito bem escolhidos e apropriados a partir do desenvolvimento do projeto de 
fabricação. O projeto de fabricação deverá prever os modos para os trabalhos de manutenção, conservação, 
limpeza, lubrificação, alinhamento e reposição, mas no caso de possíveis danos faz-se importante considerar 
as principais funções dos mancais de deslizamento, que são: 
 Apoiar e, 
 Guiar os eixos. 
 
 
 
Figura 1. Constituição de um mancal de deslizamento. [1] 
 
 
 
 
 
 
 
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3. TIPOS DE MANCAIS DE DESLIZAMENTO 
 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. 
 
Figura 2. Exemplo de mancal de guia. [2] 
 
 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: Comumente chamados de radiais. São os que suportam carga perpendicular ao eixo de 
rotação. 
 
 Escora: Também conhecido como de encosto. São projetados para trabalharem sob ação de cargas 
axiais. 
 
 Guia: Servem praticamente para evitar o deslizamento do eixo. 
 
Figura 3. Exemplo de mancal de fricção. [3] 
 
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4. VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS MANCAIS DE DESLIZAMENTO 
 Vantagens: 
 
 Amortece as vibrações, os choques e ruídos; 
 Construção simples; 
 Mancais de grandes diâmetros são mais baratos; 
 Suportam altas pressões. 
 
 Desvantagens: 
 
 Atrito maior de partida; 
 Consumo maior de lubrificante; 
 Exige maiores cuidados com a circulação do lubrificante e manutenção; 
 Maior estático e dinâmico (torque). 
 
5. DETECÇÃO DE FALHAS EM MANCAIS DE DESLIZAMENTO 
 A inspeção de mancais de deslizamento em máquinas operando exige que o mecânico de 
manutenção conheça, previamente, o programa de inspeção. 
Além disso, o mecânico de manutenção deverá deter, previamente, as informações a respeito dos 
problemas, tais como: ruídos anormais, excesso de vibrações e gradiente de temperatura dos mancais. 
Conhecendo previamente o programa de inspeção e de posse das informações a respeito dos 
problemas, o mecânico de manutenção deverá selecionar as ferramentas e os equipamentos a serem 
utilizados na manutenção. Após isso, todas as uniões dos mancais terão de ser examinadas quanto aos ruídos, 
aquecimento e vazamentos de lubrificante. Os eixos deverão ser inspecionados quanto às folgas e vibrações. 
A tarefa da manutenção é eliminar os fatores que implicam desgaste prematuro dos mancais. Os 
perigos de estrago distribuem-se como segue: 
 Sujeira: 43 a 45%; 
 Falhas de lubrificação: 10 a 15%; 
 Desalinhamento: 10 a 13%; 
 Sobrecarga: 8 a 9%; 
 Corrosão: 4 a 5%; 
 Outros: 4,5 a 5,5%. 
 
 
 
 
 
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6. MANUTENÇÃO PREDITIVA ADOTADA NOS MANCAIS 
 Frequência das inspeções em mancais de deslizamento: 
 
A frequência das inspeções em mancais de deslizamento depende, principalmente, das condições de 
trabalho que eles suportam, ou seja, da velocidade com que os eixos giram apoiados neles, da frequência 
de lubrificação, das cargas que eles suportam e da quantidade de calor que eles geram. Essa quantidade de 
calor é avaliada pela temperatura do conjunto. 
Para exemplificar a frequência de inspeções em conjuntos que possuem mancais de deslizamento, 
observe os seguintes casos: 
 Mancais de eixos que sustentam polias: Uma vez por mês; 
 Mancais de cabeçotes ou caixas de engrenagens: A cada vinte dias; 
 Mancais de apoio pequenos: Uma a cada dois meses. 
É importante salientar que os períodos estipulados para as inspeções podem variar de acordo com as 
condições de trabalho citadas anteriormente. Limpeza de mancais de deslizamento: 
 
Os mancais desmontados devem ser lavados com querosene para dissolver o lubrificante usado e 
eliminar as impurezas. 
Após a lavagem dos mancais, eles deverão ser lubrificados com o mesmo tipo de lubrificante 
anteriormente usado, desde que esse tipo não seja o causador de algum provável dano. 
No local de funcionamento dos mancais, a limpeza deve ser contínua nas proximidades para eliminar 
os elementos estranhos que poderiam contaminar o lubrificante, tais como: água, partículas metálicas, pó, 
abrasivos, ácidos etc. 
 
 Alinhamento de mancais de deslizamento: 
 
O alinhamento de mancais de deslizamento pode ser obtido de dois modos: 
 
 Colocar o eixo sobre o mancal e fazer o eixo girar para que se possa observar as marcas provocadas 
pelo eixo contra o mancal. Quando os mancais estiverem alinhados, as marcas deverão ser uniformes. 
 
 
Figura 4. Primeiro modo de alinhamento. [4] 
 
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 Comparar o alinhamento do mancal com um eixo padrão, controlando o paralelismo com 
calibradores e o alinhamento horizontal com um nível de precisão. 
 
 
Figura 5. Segundo modo de alinhamento. [5] 
 
 
 Controle da folga de mancais de deslizamento: 
 
Para o controle da folga de mancais de deslizamento, exige-se o posicionamento correto do conjunto 
mancal e eixo. O conjunto deverá girar livremente. O controle da folga entre o mancal e o eixo é feito com 
uma lâmina calibrada verificadora de folgas. O controle da folga, quando se exige maior precisão dimensional, 
pode ser efetuado com um relógio comparador. 
 
 
Figura 6. Controle de folga em mancais de deslizamento. 
 
 
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 Análise de vibração em mancais de deslizamento: 
Os altos níveis vibratórios devidos a problemas em mancais de deslizamento são resultado, 
geralmente, de folgas excessivas (desgaste ou erosão química), partes soltas, ou problemas de lubrificação. 
 
 Folga Excessiva: 
 
 A folga excessiva provoca desbalanceamento, desalinhamento, afrouxamento e batidas. 
 
 Precessão com lubrificação: 
 
 A precessão com lubrificação ocorre apenas em mancais de deslizamentolubrificados sob pressão e 
quando operam a altas velocidades, normalmente superiores à segunda velocidade crítica do rotor. 
 
 Lubrificação inadequada 
 
Problemas como insuficiência de lubrificação ou uso de lubrificante inadequado, podem causar vibração 
em mancais de deslizamento. Nestes casos, a lubrificação inadequada causa atrito excessivo entre o mancal 
estacionário e o eixo rotativo, e o atrito excita uma vibração no mancal ou partes a ele relacionadas (dry 
whip). 
A frequência da vibração, neste caso, é normalmente muito alta, produzindo ruído agudo (guinchos), e 
não tem relação com a velocidade de rotação do rotor. Quando há suspeita sobre a existência de dry whip 
deve-se verificar a lubrificação do mancal e se a folga está correta (tanto folga excessiva como insuficiente 
pode causar dry whip. 
 
 
 Figura 7. Espectro característico de um mancal de deslizamento defeituoso. [7] 
 
 
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7. APLICAÇÃO PRÁTICA DE MANCAIS DE DESLIZAMENTO 
 Mancais de moenda de usinas de cana: 
Em usinas de cana-de-açúcar e álcool é muito comum a utilização de mancais de deslizamento. Os 
óleos são produtos desenvolvidos especificamente para a lubrificação de mancais de deslizamento, operando 
a baixas velocidades periféricas e elevadas cargas, como é o caso dos mancais dos rolos de moendas destas 
usinas. 
Esses óleos são derivados de petróleo de acentuada capacidade de separação da água, aditivados 
com agentes de extrema pressão, inibidos contra oxidação e de alta resistência ao espessamento em serviço. 
Seu uso permite às usinas moer mais por período, sem paradas ou aquecimentos, minimizando assim os 
custos operacionais. 
 
 
Figura 8. Mancais dos rolos de moendas em usinas de cana-de-açucar e álcool. [8] 
 
 
 
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8. CONCLUSÕES 
 Com o auxílo da manutenção preditiva, ela nos permite aumentar a vida útil dos mancais e com isso 
elevar a produtividade, eliminando o desperdício de peças, além de aumentar a eficiência nos reparos, 
consequentemente ampliando a confiabilidade da planta. 
Para isso, devemos estar sempre atentos a montagem dos mancais e seus componentes, para que 
exista uma diminuição da gravidade de problemas e uma maior disponibilidade das máquinas. 
 
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 http://www.ebah.com.br/content/ABAAABj9YAH/mancais# 
Acesso: 13/06/14 
 
 http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA4zIAA/mancais-deslizamentos# 
Acesso: 13/06/14 
 
 [1] Disponível em: http://fatecgarca.edu.br/revista/Volume2/Artigo_8_Volume_2.pdf 
Acesso: 13/06/14 
 
 [2] Disponível em: http://portuguese.alibaba.com/img/Mancais-de-guia-lineares-
900000015706.html 
Acesso: 13/06/14 
 
 [3] Disponível em: http://www.smagon.com.br/linhas/mancais-anti-friccao/ 
Acesso: 13/06/14 
 
 [4],[5],[6] Disponível em: 
http://www.fat.uerj.br/intranet/disciplinas/Telecurso%202000/Telecurso%202000/Manuten%E7%
E3o/21%20-%20Mancais%20de%20Deslizamento.pdf 
Acesso: 13/06/14 
 
 [7] Disponível em: http://pt.scribd.com/doc/32234231/Analise-De-Vibracoes-Em-Equipamentos-
Mecanicos 
Acesso: 13/06/14 
 
 [8]Disponível em: 
http://www.lacarolamentos.com.br/catalogos/_SAIBA_MAIS/lubrificantes/lubri_basica.pdf 
Acesso: 13/06/14