apostila de mancais

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Apostila de Mancais – Prof. Patric Daniel Neis - UFRGS 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
APOSTILA DE MANCAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apostila da disciplina mecânica aplicada ministrada pelo Prof. Patric 
Daniel Neis 
 
 
 
 
Disponível em: http://www.ebah.com.br 
 
 
 
 
 
 
 
Porto Alegre, 2014 
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Apostila de Mancais – Prof. Patric Daniel Neis - UFRGS 
Mancais de rolamento e deslizamento 
Mancal é um suporte de apoio que suporta elementos girantes de uma máquina. Mancal é o termo geral 
para designar um elemento de apoio que tem partes em movimento relativo. Os mancais podem rolar, 
escorregar ou fazer ambos simultaneamente. Um mancal plano é formado por 2 materiais que se esfregam 
entre si, como uma camisa ao redor de um eixo. Mancais são considerados elementos de apoio porque 
um eixo é dito apoiado sobre mancais. Os mancais classificam-se em duas categorias: mancais de 
deslizamento (ou escorregamento) e mancais de rolamento. 
Numa carroça ou carro de boi antigo (figuras 1 e 2), o suporte que liga o eixo a roda é um mancal de 
deslizamento. O carro de boi funciona apoiado no mancal. Historicamente, essa é uma aplicação que 
existe há pelo menos 3000 anos. 
 
Figura 1 – Mancal de deslizamento aplicado no carro de boi. 
 
 
Figura 2 – Reprodução fotográfica de um carro de boi (à direita) e detalhe do mancal (à esquerda). 
 
Outro exemplo de um esquema básico de mancal de deslizamento está demonstrado na Figura 3. 
 
Figura 3 – Esquema de um mancal de deslizamento. 
 
Exemplos de aplicação de mancais de deslizamento: carros de boi, máquinas pesadas e de baixa rotação 
utilizadas na indústria, eletrodomésticos como o liquidificador, espremedor de frutas e o ventilador. Os 3 
últimos exemplos de aplicação geralmente utilizam mancais constituídos de uma bucha fixada num 
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suporte (Figura 4). As buchas proporcionam a vantagem de reduzir o atrito e o desgaste do eixo. Por isso, 
as buchas devem ser feitas de materiais macios, como o bronze e ligas de metais leves. Historicamente, as 
buchas surgiram mais tarde, como uma evolução dos mancais de deslizamento. As buchas são 
consideradas o material de sacrifício do conjunto, uma vez que durante a manutenção dos mancais, as 
buchas é que são substituídas ao invés do eixo todo, que possui custo consideravelmente mais elevado. 
Desta forma, diz-se que as buchas facilitam a manutenção dos mancais. 
 
 
 
Figura 4 – Esquema de um mancal de deslizamento com bucha. 
 
As buchas são elementos de maquinas de forma cilíndrica ou cônica (Figura 5). A fim de reduzir o atrito 
do conjunto, as buchas devem ser fabricadas de metal antifricção (liga de cobre, zinco, estanho, chumbo e 
antimônio). Deve ser fabricada com material menos duro que o eixo para absorver vibrações e 
fragmentos/partículas abrasivas na interface. Além disso, deve haver boa condição de lubrificação para 
que o a atrito e o desgaste sejam minimizados. 
 
Figura 5 – Buchas empregadas nos mancais. 
 
A aplicação das buchas não se limita apenas a mancais de deslizamento. Elas servem também para guiar 
brocas e alargadores. Nos dispositivos para furação, a bucha-guia orienta e possibilita 
autoposicionamento da ferramenta em ação na peça. Dessa forma, obtém-se a posição correta das 
superfícies usinadas (Figura 6). 
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Figura 6 – Exemplo de aplicação de buchas como guias de brocas. 
 
O próprio alojamento do mancal pode ser empregado para alojar a bucha, constituindo um mancal, ou um 
rolamento. O alojamento, muitas vezes, é chamado simplesmente de mancal (Figura 7). 
 
 Figura 7 – Exemplo de alojamento para mancais de rolamento (à esquerda) e escorregamento (à direita). 
 
Para aplicações mais precisas, de maior velocidade e de baixíssimo atrito, emprega-se o elemento 
chamado mancal de rolamento ou simplesmente rolamento. Um rolamento possui 2 anéis concêntricos 
(anel interno e externo) que giram sobre um mesmo eixo. Entre esses anéis estão dispostos os elementos 
rolantes (figuras 8, 9 e 10). Um mancal de rolamento em geral é um tipo de mancal em que a carga 
principal é transferida por meio de elementos de contato por rolamento em vez de deslizamento. É 
importante observar que desde os primeiros projetos os mancais de rolos e esferas foram padronizados 
mundialmente. Isso significa que é possível substituir um mancal de um automóvel fabricado em 1920 
por modelos atuais. 
 
 
Figura 8 – Esquema de montagem de um rolamento. 
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Figura 9 – Esquema simplificado de um rolamento (no exemplo, um rolamento de uma carreira de 
esferas). 
 
Figura 10 – Esquema completo de um rolamento (no exemplo, um rolamento de uma carreira de esferas) 
[Fonte: Shiegley etal., 2005]. 
 
É importante observar que os elementos rolantes possuem maior dureza do que as pistas. Quanto ao tipo 
de elemento rolante do rolamento, estes podem ser podem ser basicamente de esferas, roletes ou agulhas 
(Figura 11). 
 
Figura 11 – Diferentes tipos de elementos rolantes nos rolamentos. 
 
A seguir, a Figura 12 ilustra um rolamento dentro de seu alojamento. 
Largura
Raio de canto
Costado ou 
encosto
Raio de canto
Pista de esferas 
do anel interno
Separador 
(gaiola)
Pista de esferas 
do anel externoFace
Anel interno
Anel externo
D
iâ
m
e
tr
o
 in
te
rn
o
D
iâ
m
e
tr
o
 e
x
te
rn
o
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Figura 12 – Rolamento instalado dentro de alojamento. 
 
Segundo características funcionais e construtivas os rolamentos podem ser axiais (Fig. 13) e radiais (Fig. 
14), autocompensadores (Fig. 15), blindados, pista simples ou pista dupla, etc. 
 
 
Figura 13 –Rolamento axial. 
 
 
 
Figura 14 –Rolamento radial (neste exemplo, rolamento de uma carreira de esferas e contato angular). 
 
 
Figura 15 –Rolamento autocompensador de duas carreiras (pista dupla) de esferas. 
Representação
Simplificada Simbólica
Representação
Simplificada Simbólica
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Em termos gerais, rolamentos de rolos possuem maior capacidade de carga (especialmente radial) do que 
rolamentos de esferas. Os primeiros possuem maior capacidade de suportar cargas dinâmicas e estáticas 
do que os rolamentos de esferas por causa da linha de contato (rolamentos de esferas fazem contato 
pontual). Rolamentos de carreiras simples suportam menos carga do que rolamentos de carreiras duplas. 
Em bicicletas e motocicletas, por exemplo, que são sujeitos a cargas leves, os cubos das rodas apresentam 
rolamentos de esferas. Em caminhões, que suportam cargas pesadas, os cubos das rodas apresentam 
rolamentos de rolos (Fig. 16). Já em automóveis, que suportam cargas médias, os cubos das rodas podem 
apresentar rolamentos de esferas ou de rolos. 
 
 
Figura 16 –Rolamento do cubo de roda de um caminhão. 
 
 
A Figura 17 ilustra um eixo que está sujeito a uma carga axial e uma carga radial. 
 
Figura 17 –Incidência de cargas radial e axial em um eixo sobre mancal. 
 
A Figura 18 apresenta a comparação da capacidade de carga e velocidade entre diferentes tipos de 
rolamentos, de acordo com o fabricante NSK. 
 
Cubo de caminhões 
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Figura 18 – Capacidade de carga e velocidade em função dos tipos de rolamentos. 
 
As vantagens e desvantagens dos mancais de rolamento sobre os mancaisde deslizamento estão listadas 
abaixo: 
 
Vantagens 
- Menor atrito e aquecimento, especialmente menor torque de partida 
- Baixa exigência de lubrificação 
-*Intercambialidade internacional (facilidade de reposição) devido à padronização e normatização dos 
rolamentos 
- Comparado a mancais de deslizamento sem buchas, mancais de rolamento não desgastam o eixo 
- Facilidade de manutenção 
- Não necessita de amaciamento 
- Permitem a selagem de lubrificante dentro do mancal, podendo ser lubrificado para durar a vida útil do 
mancal 
 
Desvantagens 
- Ocupa maior espaço radial, pois possuem elementos rolantes entre os anéis 
- Nível mais elevado de ruído 
- Requisitos de alinhamento são mais severos 
- Maior sensibilidade aos choques 
- Maiores custos de fabricação. 
- Não suporta cargas tão elevadas durante a vida útil como os mancais de deslizamento 
 
*Um rolamento de mesma especificação (mesmo código) tem as mesmas dimensões entre diferentes 
fabricantes. Porém, a capacidade de carga básica dinâmica e estática podem ser ligeiramente diferentes. 
Isso implica em uma relativamente pequena alteração da vida útil entre rolamentos de mesma 
especificação de diferentes fabricantes. 
 
Alguns rolamentos permitem a separação dos seus anéis externo e interno, o que facilita a instalação. São 
exemplos de rolamentos separáveis: contato angular de duas carreiras de esferas, rolos cilíndricos, rolos 
cônicos, axiais fixos de esferas, axiais de rolos cilíndricos e os axiais autocompensadores de rolos. Não 
separáveis são: rolamentos fixos de uma carreira de esferas, rolos esféricos e autocompensadores de rolos. 
Os rolamentos radiais de esferas dividem-se em: rolamento radial fixo de esferas, rolamento radial de 
contato angular de esferas e rolamento radial autocompensador de esferas. 
Os rolamentos radiais de rolos dividem-se em: rolamento radial de rolos cilíndricos, rolamento radial de 
rolos agulha, rolamento radial de rolos cônicos e rolamento radial de rolos esféricos. 
***** em vermelho – somente falar, não escrever ******* 
Rolamento de esferas simples (Fig. 19): muitas vezes é também chamado de rolamento rígido ou fixo de 
esferas, uma vez que sua capacidade de ajuste angular é relativamente limitada. Por isso, exige correto 
alinhamento do eixo. Esse tipo de rolamento é largamente empregado na mecânica pelo seu menor custo, 
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baixo torque de partida, baixo ruído e vibração e elevada velocidade permitida. As designações dos 
rolamentos fixos de esferas são: 16, 60, 62, 63, 64, 68, 69 
 
Figura 19 – Rolamento radial fixo de uma carreira de esferas [Fonte: Shigley et al, 2005]. 
 
 
Rolamento radial de contato angular de esferas (Fig. 20): os rolamentos de uma carreira de esferas de 
contato angular mostram grandes similaridades com os rolamentos rígidos de uma carreira de esferas. A 
diferença é que as pistas são inclinadas entre si, formando um ângulo de contato. Consequentemente, este 
rolamento pode suportar cargas axiais em um sentido mais elevadas do que um rolamento rígido de 
esferas de igual tamanho. Entretanto, não pode ser solicitado no sentido oposto, já que não há pistas do 
lado oposto para suportar as cargas. Isto significa que um rolamento de esferas de contato angular não 
pode ser usado sozinho, ele sempre tem de ser aplicado em conjunto (aos pares), de forma a suportar 
carga axial nos 2 sentidos. Os rolamentos de uma carreira de esferas de contato angular são fabricados 
com ângulo de contato de 15º, 25º e 40°, o que influencia na sua capacidade de suportar cargas axiais. 
Quanto maior esse ângulo, maior a capacidade de suportar carga axial. Os rolamentos de contato angular 
de menor ângulo possuem maior capacidade de velocidade. As designações dos rolamentos de contato 
angular de uma carreira de esferas são: 70, 72, 73, 74 
 
Figura 20 – Rolamento de contato angular. 
 
Nos rolamentos autocompensadores de esferas (figs. 21 e 22), o anel interno possui duas pistas e a pista 
do anel externo é esférica. Em outras palavras: autocompensador de esferas é sempre de carreira dupla. O 
anel interno, as esferas e a gaiola inclinam-se livremente em relação ao anel externo, proporcionando a 
correção dos erros de alinhamento. As designações dos rolamentos autocompensadores de esferas são: 12, 
13, 22, 23, 12K, 13K, 22K, 23K. 
 
Largura
Raio de canto
Costado ou 
encosto
Raio de canto
Pista de esferas 
do anel interno
Separador 
(gaiola)
Pista de esferas 
do anel externoFace
Anel interno
Anel externo
D
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m
e
tr
o
 in
te
rn
o
D
iâ
m
e
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o
 e
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o
Representação
Simplificada Simbólica
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Figura 21 – Rolamento autocompensador de esferas. 
 
 
Figura 22 – Ilustração do desalinhamento do rolamento autocompensador de esferas. 
 
Rolamento radial de rolos cilíndricos ou retos (Fig. 23): suportam elevadas cargas radiais e pequenas 
cargas axiais. Algumas configurações de rolamentos de rolos cilíndricos possuem folga axial que permite 
compensar dilatações térmicas quando montados em eixos longos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 23 – Rolamento radial de rolos reto ou cilíndrico. 
 
 
Rolamento radial de rolos cônicos (Fig. 24): suporta elevadas cargas radiais e axiais (esse útima em 
sentido único). 
 
 
 
Figura 24 – Rolamento radial de rolos cônico. 
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Rolamento radial de rolos esféricos ou abaulados (Fig. 25): são autocompensadores. Suportam cargas 
radiais e axiais elevadas. 
 
 
Figura 25 – Rolamento radial de rolos esféricos: à esq. carreira simples e à direita carreira dupla. 
 
Rolamento radial de rolos agulha (Fig. 26): os corpos rolantes são de pequeno diâmetro e grande 
comprimento. Suportam bem cargas radiais e não suportam cargas axiais. Muito empregados em 
mecanismos oscilantes. Devido ao pequeno diâmetro dos corpos rolantes, esse tipo de rolamento ocupa 
um pequeno espaço radial. 
 
 
Figura 26 – Rolamento radial de rolos de agulha. 
 
Rolamentos radiais são feitos para suportar cargas radiais enquanto rolamentos axiais são fabricados para 
suportar cargas axiais (Fig. 27). Mancais axiais são feitos para suportar cargas puramente axiais. Podem 
ser do tipo de rolos ou de esferas. Os mancais axiais de rolos cilíndricos tem maior atrito do que os 
mancais de esferas devido ao escorregamento que ocorre entre os rolos e a pista, uma vez que somente 
um ponto no rolo pode igualar a velocidade linear variável sobre os raios das pistas. Por isso, não devem 
ser usados em aplicações de alta velocidade. 
 
 
Rolamento axial de rolo cônico Rolamento axial de esferas 
Figura 26 – Rolamentos axiais. 
 
Os mancais e rolamentos são ditos elementos de apoio porque apoiam ou suportam um eixo (Figura 27) 
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Figura 27 – Ilustração que mostra rolamentos servindo de elemento de apoio. 
 
Designação ou especificação de um rolamento 
Conforme a norma DIN 616, os rolamentos possuem 2 dígitos denominados de código de dimensão de 
série: há diversas séries de largura, como p. ex. 0,1,2,3,4. Para cada largura, há números que identificam 
os diâmetros: 8,9,0,1,2,3,4 (nesta ordem, com diâmetros crescentes). 
A Figura 28 apresenta o código de identificação para rolamentos de esferas. 
 
 
Figura 28- Código de identificação para rolamentos de esferas. 
 
Tem que ter 5 dígitos. Caso tenha 4, é porque a largura foi omitida.Caso 3, largura e diam. externo foram 
omitidos. 
 
A Figura 29 mostra as séries dimensionais dos rolamentos radiais. Ela é constituída de 2 algarismos, os 
quais vem sempre depois do tipo. 
Série
Diâmetro do eixo
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Figura 29- Séries dimensionais para rolamentos de esferas e de rolos. 
 
Caso o código do rolamento seja de 4 ou 5 dígitos, os dois últimos dígitos referem-se ao diâmetro interno 
ou furo do rolamento. Se os finais são 00, 01, 02 e 03 a regra é fixa e os diâmetros internos valem 10, 
12,15 e 17mm, respectivamente. Aplica-se a regra de multiplicar o valor do código dos 2 últimos 
algarismos por 5 nos demais casos de 4 ou 5 dígitos. Essa regra vale até o diâmetro de 480mm. A partir 
daí, é preciso indicar o diâmetro a partir de “/diâmetro”. 
Para um código de 3 dígitos, apenas o último refere-se ao diâmetro diretamente. 
 
Exemplos: 
601 = 3 dígitos, tudo ignorado e 2 últimos dígitos são furo = 12mm 
 
6000= 4 dígitos, final “00” corresponde a regra fixa: furo=10mm 
6001= 4 dígitos, final “01” corresponde a regra fixa: furo=12mm 
6002= 4 dígitos, final “02” corresponde a regra fixa: furo=15mm 
6003= 4 dígitos, final “03” corresponde a regra fixa: furo=17mm 
 
6004=4 dígitos, final “04” corresponde a furo=04x5 = 20mm 
6006=4 dígitos, final “06” corresponde a furo=06x5 = 30mm 
7208=4 dígitos, final “08” corresponde a furo=08x5 = 40mm 
6096=4 dígitos, final “96” corresponde a furo=96x5 = 480mm 
 
xx/500 = diâmetro de 500mm 
xx/620 = diâmetro de 620mm 
xx/700 = diâmetro de 700mm 
 
22210 = 5 dígitos, tipo “2” é rolamento autocompensador de esferas ou de rolos, largura código “2”, 
diâmetro externo código “2”, diâmetro do furo = 10x5=50mm. 
62210 = 5 dígitos, tipo “6” é rolamento de esferas, largura código “2”, diâmetro externo código “2”, 
diâmetro do furo = 10x5=50mm. 
21310 = 5 dígitos, tipo “2” é rolamento autocompensador de esferas ou de rolos, largura código “1”, 
diâmetro externo código “3”, diâmetro do furo = 10x5=50mm. 
*6310 = 4 dígitos, tipo “6” é rolamento de esferas, largura código “0” (está omitido), diâmetro externo 
código “3”, diâmetro do furo = 10x5=50mm. 
 
Primeiro omite-se a largura e depois o diâmetro externo. 
 
Aula 2 
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX AULA 2 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 
 
Os mancais de rolamentos possuem limite de resistência de vida infinita quanto à fadiga superficial. A 
distribuição confiabilidade-vida de um rolamento envolve a estatística weibulliana. Somente 3% dos 
rolamentos atingem sua vida útil. São causas das falhas prematuras: falhas de montagem e erros de 
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projeto. Para que a falha não seja prematura e seja puramente por fadiga do material, o rolamento deve 
operar em condições de temperatura razoáveis, apropriadamente montado e mantido em condições 
limpas. 
Se não houver erros de montagem, etc, ocorre a falha esperada de um rolamento, que é a fadiga. Ela 
aparece na forma de lascas ou crateras da ordem de 0,01 pol² sobre o material. Muitas vezes a fadiga é 
chamada de escamamento por fadiga de superfície. Na verdade a fadiga superficial nada mais é do que o 
problema de desgaste. Barulho e vibração, no caso de aparecimento de lascas ou crateras, são sinais de 
fadiga. 
A vida útil do rolamento leva em conta a vida útil de todos os seus componentes, esferas, gaiola, 
lubrificante, etc. A vida útil tabelada pelos fabricantes equivale ao número de rotações ou tempo de 
trabalho sob uma rotação constante em que 90% de rolamentos idênticos são capazes de cumprir. Por 
isso, 90% é considerada também a confiabilidade. Em outras palavras, 10% do lote falha antes do número 
de rotações especificado. 
No cálculo de estimativa de vida útil dos rolamentos SKF, é levado em conta o grau de confiabilidade 
desejado (90%,95% ou 99%), bem como o nível de contaminação do lubrificante. Nos casos de operação 
em velocidades constantes são frequentes a indicação da vida nominal pelo total de horas em operação. 
Para condições de operação (carga, velocidade, lubrificação) que são variáveis com o tempo, faz-se uma 
média ponderada pelas frações de tempo sob cada condição. No cálculo de redução da vida útil do 
catálogo SKF, não é considerado o efeito da temperatura sobre a redução da vida útil. Este fabricante 
recomenda que entre em contato caso para o cálculo da vida útil caso seja desejado trabalhar com um 
rolamento fora das condições de temperatura. O fabricante FAG também solicita que se faça contato em 
casos de elevada temperatura (>100C). 
Dois parâmetros são empregados nos catálogos para especificação de rolamentos: 
i) Carga dinâmica: caso ocorra uma carga constante radial em um rolamento radial ou uma 
carga constante axial em um rolamento axial então P=F. Nos demais casos, a combinação 
das cargas axiais e radiais. 
ii) Carga estática: carga sob rotação muito baixa (<10rpm) ou parado sob carga por tempo 
prolongado. Neste caso, deve ser observada a segurança contra deformações plásticas nas 
pistas e nos elementos rolantes. 
Não se pode ultrapassar a velocidade limite especificada em catálogo, uma vez que isso pode causar o 
aumento excessivo de temperatura. Um rolamento precisa de uma certa velocidade mínima para formar 
um filme eslasto-hidrodinâmico. 
O cálculo básico para vida útil segue a mesma metodologia (norma DIN ISO 281). Esse cálculo considera 
a falha por fadiga de material (formação de pittings, lascas, lascamento ou escamação). 
Cálculo de fadiga: 
 
Onde, C é a capacidade de carga dinâmica do rolamento (dado de catálogo), P é a carga dinâmica 
calculada atuante no rolamento (também leva em conta o tipo de rolamento), a é o coeficiente, a=3 para 
rolamentos de esferas e a=10/3 para demais rolamentos. 
A capacidade de carga básica dinâmica (mostrada nas tabelas) representa a carga constante que o 
rolamento suporta até fadigar (apresentar escamamento),considerando 10
6 
ciclos. 
Como já mencionado anteriormente, essa equação é válida para uma confiabilidade de 90%, o que 
significa que 90% dos rolamentos durarão o período calculado pela equação. 
Para a escolha do rolamento, deve ser selecionado um rolamento cuja capacidade de carga C seja > 
capacidade de carga calculada P. 
O cálculo de P é dado pela equação a seguir: 
 
P=XFr + YFa 
Fr = Carga radial (N) 
Fa = Carga axial (N); 
X = Coeficiente de carga radial dinâmica (tabela); 
Y = Coeficiente de carga axial dinâmica (tabela). 
 
Os valores dos coeficientes X e Y estão em tabelas de dimensões e variam em função do tipo de 
rolamento utilizado. Consultar catálogos! 
(Vida nominal em 10
6
 ciclos, número de rotações) 
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Exemplo) Rolamento de esferas está sujeito a velocidade de 1200rpm. Calcule a sua vida em revoluções e 
em horas, dado que C=94300N e P=11900N. 
 
Em revoluções: L10=(94300/11900)³=4,97.10².(10
6
)=4,97.10
8
 revoluções 
Em horas: Lh=4,97.10
8
rot/1200 rot/min=414667min ou 6911h 
 
Exercício) Dadas as tabelas a seguir, calcule a vida L10 do 6010 (logo, está definido o rolamento) para os 
seguintes casos. 
 
a) Fr=1000N e Fa=0N 
 
Cor=16600N 
Cor/Fa= infinito (pegar maior valor que é 70, e=0,19) 
Como Fa/Fr < e, logo: 
 
X=1 e Y=0, logo P=1.(1000)=1000N 
L10=(21800N/1000N)³ = 1,036.10
4
.10
6
= 1,036.10
10
revoluções 
 
b) Fr=1000N e Fa=350N 
 
Cor=16600N 
Cor/Fa= 47,43 (pegar mais próximo, que é 50, e=0,20) 
Como Fa/Fr > e, pois 0,35 é maior que 0,2, logo: 
X=0,56 e Y=2,13 
Logo P=0,56.(1000)+2,13.(350)=1305,5N 
L10=(21800N/1305,5N)³ = 4,66.10³.10
6
= 4,66.10
9
revoluçõesc) Fr=350N e Fa=1000N 
 
Cor=16600N 
Cor/Fa= 16,6 (pegar mais próximo, que é 15, e=0,27) 
Como Fa/Fr > e, pois 2,85 é maior que 0,2, logo: 
X=0,56 e Y=1,64 
Logo P=0,56.(350)+1,64.(1000)=1836N 
L10=(21800N/1836N)³ = 1,67.10³.10
6
= 1,67.10
9
revoluções 
 
Reparem que a carga axial é mais prejudicial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Aula 3 
Fatores de correção para o cálculo da vida útil dos rolamentos 
 
Para confiabilidades diferentes de 90%, é preciso multiplicar corrigir a equação através de um fator de 
correção (Tab. 1), onde 
10LaLna 
. Os fabricantes NSK, SKF e FAG utilizam e apresentam o fator 
de correção para a confiabilidade. A Tabela 1 mostra os coeficientes de confiabilidade, os quais devem 
ser empregados para correção da confiabilidade durante o cálculo da vida do rolamento. 
 
 
Tabela 1- Coeficientes de confiabilidade 
 
 
Para um cálculo ainda mais preciso da vida útil de um rolamento, é necessário levar em conta também 
temperatura de operação no caso deste parâmetro ser superior ao especificado pelo rolamento. O 
fabricante NSK oferece uma tabela de correção para temperatura (Tab. 2), cujo fator ft deve ser 
multiplicado pela capacidade de carga dinâmica C, ou seja, Ccorrigido=C.ft 
 
O fator de correção para temperatura é dado pela Tab. 2, onde Ccorrigido=C.ft 
 
Tabela 2- Coeficientes de correção para temperatura 
 
 
 
 
 
 
 
 
Já o fabricante SKF aconselha contato técnico específico para levar em conta a perda de vida útil causada 
por temperaturas superiores às especificadas em catálogo. 
A NSK e a FAG também utiliza um fator que considera o material empregado em seus rolamentos (fator 
a2), o qual pode ser na maioria dos casos assumido como igual a 1. Conforme o fabricante FAG, o fator 
a2 somente pode ser maior do que 1 para rolamentos de aço com alto grau de pureza. 
Além disso, conforme o fabricante NSK e FAG existe um fator dependente das condições de lubrificação 
(coeficiente a3). Um fator a3<1 é assumido caso a velocidade do rolamento seja muito pequena, quando o 
desalinhamento for grande ou ainda quando o lubrificante estiver contaminado. Porém, para esse fator, os 
fabricantes não oferecem valores de referência para serem empregados nos cálculos. 
Outro fator importante para o cálculo da vida útil de um rolamento é a condição de aplicação. O 
fabricante NSK leva em conta esse parâmetro ao multiplicar o fator fw (Tabela 3) pelas forças radial e 
axial. Isso faz com que o valor da carga calculada seja aumentado, reduzindo a vida útil calculada. O 
fabricante FAG também considera tal fator de forma aproximadamente similar. O fabricante SKF não 
leva em conta tal fator no cálculo da vida útil de seus rolamentos. 
 
O fator de correção para a condição de operação é dado pela Tabela 3. Esse fator multiplica a carga Fa 
e/ou Fr (multiplica ambos). 
 
Tabela 3- Coeficientes de correção para a condição de operação 
Confiabilidade [%] a
90 1
95 0.62
96 0.53
97 0.44
98 0.33
99 0.21
T [graus cent] ft
125 1
150 1
175 0.95
200 0.9
250 0.75
 19 
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Para compensar dilatações térmicas do eixo e garantir que isso não leve à diminuição da vida útil do 
rolamento ou mesmo à sua quebra, uma configuração muito empregada é utilizar um lado como lado livre 
(onde ocorre o deslizamento do anel externo em relação à estrutura de fixação para compensar a dilatação 
do eixo) e o outro como lado fixo. O rolamento para o lado fixo deve ser capaz de suportar cargas radiais 
e axiais, enquanto o rolamento do lado livre apenas cargas radiais. Há também outras possibilidades de 
configuração. 
 
 
Figura 30 – Lado de rolamentos 
 
 
**************** Fim da aula ** *************************** 
Daqui para frente, apenas comentar o que está em azul 
 
Escamamento 
Em funcao da fadiga do material ocorrem na superfície de contato da pista e dos corpos rolantes falhas 
com desprendimento de material em forma de escamas. Esta ocorrência é denominada escamamento. O 
número total de revolucões ate a ocorrência deste inicio de escamamento é definido como vida de fadiga e 
é frequentemente denominado, simplesmente, vida. 
 
Exemplos de rolamentos desmontáveis: 
Rolos cônicos 
 
 
Rolos cilíndricos 
 
 
Agulha é separável 
condição de operação fw
suave e s/choque 1 a 1.2
normal 1.2 a 1.5
c/choque e vibração 1.5 a 3
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Lubrificantes podem ser líquidos, sólidos ou gasosos. O óleo de petróleo é incompressível, mas possui 
baixa resistência ao cisalhamento e, desta maneira, reduz o coeficiente de atrito. Lubrificantes gasosos são 
usados, dentro outras aplicações, em situações onde se deseja remover calor. Exemplos de lubrificante 
sólido: MoS2 (dissulfeto de Molibdênio) e grafite. 
Graxas = óleo + sabão. 
 
 
Montagem e desmontagem de rolamentos 
Remoção de um rolamento é feita por meio da ferramenta chamada saca rolamento ou saca polia ou 
extrator de rolamento ou simplesmente extrator - as garras devem ser postas preferencialmente sobre o 
anel interno. Caso não seja possível colocar as garras sobre o anel interno, deve ser colocado no anel 
externo. Neste caso, o rolamento deve ser constantemente girado para evitar danificar as esferas e a pista. 
 
 
 
Ferramenta saca rolamento ou extrator de rolamento 
 
 Extrator no anel interno Extrator no anel externo 
 
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Extrator no anel interno 
 
Na falta de uma ferramenta extratora, pode-se empregar uma punção. Deve-se escolher uma punção feita 
de material mole e bater sobre o anel interno de maneira suave. 
 
 
 
Para montagem do rolamento, é necessário usar um anel como ferramenta adaptada para empurrar o 
rolamento dentro do eixo. É preciso lubrificar o eixo para facilitar a montagem. 
 
 
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A montagem de rolamentos classifica-se em montagem a frio e a quente: 
 
Montagem a frio: deve-se bater sempre no anel interno usando uma ferramenta em forma de anel, uma 
punção ou uma prensa hidráulica. 
Montagem a quente: Os tipos de aquecimento para montagem podem ser: aquecimento por chama, 
aquecimento por banho de óleo, aquecimento em fornos e aquecimentos por indução eletromagnética. 
 
 
 
 
O uso de uma chama aberta (A) para aquecer um rolamento não apenas é ineficiente e sem controle, mas 
também leva a danos no rolamento. Esse método não deve ser usado. 
 
 
Banhos de óleo (B), às vezes, são usados para aquecer rolamentos. A temperatura do banho giram em 
torno de 100 ou 120 graus antes de montá-lo sobre seu eixo (assento). Este tipo de montagem não se 
aplica a rolamentos blindados ou vedados.Os banhos de óleo demoram pra atingir a temperatura 
necessária; além disso, é difícil controlar a temperatura real do rolamento. O consumo de energia de um 
banho de óleo também é significativamente maior do que usar um aquecedor por indução. O risco de 
contaminação do rolamento devido ao óleo sujo é grande e pode levar à falha prematura do rolamento. 
Manipular óleo quente e rolamentos escorregados representa riscos reais ao operador, e um grande 
cuidado deve ser tomado para se evitar possíveis ferimentos.Fornos (C) e chapas quentes são normalmente usados para o aquecimento em lote de pequenos 
rolamentos e é uma técnica aceitável. Entretanto, para rolamentos maiores, o uso de fornos e chapas 
quentes é normalmente bastante ineficiente e demorado, além de poder expor o operador a riscos 
significativos durante seu manuseio. 
 
 
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Aquecedores de indução (D) são a forma moderna, eficiente e segura de aquecer rolamentos. Em 
operação, eles são normalmente mais rápidos, limpos, confortáveis e fáceis de usar do que outros métodos 
de aquecimento. 
 
 
 
 
 
As folgas em rolamentos são dados de catálogos e existem as folgas radiais e axiais. 
 
 
Pré-cargas e as folgas 
Os rolamentos são utilizados na maioria dos casos com apropriada folga nas condições de trabalho. 
Entretanto, conforme o objetivo, há casos em que são aplicados numa condição tal, que se faz apresentar 
previamente uma tensão interna instalando o rolamento de maneira que fique com a folga negativa. A este 
tipo de utilização dá-se o nome de rolamento com pré-carga, e a sua aplicação é maior nos tipos de 
rolamentos que permitem o ajuste da folga com duas peças contrapostas, como os rolamentos de esferas 
de contato angular e os rolamentos de rolos cônicos. 
 
Objetivo da Pré-carga 
Os principais objetivos e algumas aplicações representativas da pré-carga são relacionados a seguir: 
(1) Juntamente com a determinação da posição do eixo na direção radial e direção axial com exatidão, 
reprime o desvio de giro do eixo. 
... Fusos de máquinas-ferramentas, aparelhos de medição, etc. 
(2) Aumentar a rigidez do rolamento.... Fusos de máquinas-ferramentas, pinhão do diferencial de 
automóveis, etc. 
(3) Evitar ruído anormal devido à vibração na direção axial e à ressonância. 
... Motores elétricos de pequeno porte, etc. 
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(4) Moderar os deslizamentos nos movimentos rotativos, circulatórios e direcionais dos corpos rolantes. 
... Rolamentos de esferas de contato angular em altas rotações, rolamento axial de esferas, etc. 
(5) Manter os corpos rolantes na posição correta em relação à pista. 
... Casos de aplicação dos rolamentos axiais de esferas e axiais autocompensadores de rolos, entre outros, 
em eixos horizontais. 
Os objetivos da lubrificação dos rolamentos são a redução do atrito e do desgaste interno para evitar falha 
prematura. 
Os efeitos da lubrificação são os seguintes: 
(1) Redução do Atrito e Desgaste 
O contato metálico entre os anéis, corpos rolantes e a gaiola, que são os componentes básicos, é evitado 
por uma película de óleo que reduz o atrito e o desgaste. 
(2) Prolongamento da Vida de Fadiga 
A vida de fadiga dos rolamentos é prolongada quando estiverem lubrificados suficientemente nas 
superfícies de contato rotativo durante o giro. Inversamente, a baixa viscosidade do óleo implicará a 
insuficiência da película lubrificante, diminuindo a vida. 
(3) Dissipação do Calor de Atrito, Resfriamento 
O método de lubrificação como o de circulação de óleo evita a deterioração do óleo lubrificante e previne 
o aquecimento do rolamento, resfriando e dissipando, através do óleo, o calor originado no atrito ou o 
calor de origem externa. 
(4) Outros 
A lubrificação adequada apresenta também resultados em evitar que partículas estranhas penetrem no 
interior do rolamento, além de prevenir a oxidação e a corrosão. 
 
FALHAS MECÂNICAS DE ROLAMENTOS 
Brinelamento – caracterizado por depressões correspondentes aos roletes ou esferas nas pistas do 
rolamento. Resulta de aplicação da pré-carga, sem girar o rolamento, ou da prensagem do rolamento com 
excesso de interferência. O rolamento passa a fazer vibração e se tornar ruidoso. 
 
 
 Brinelamento 
 
Goivagem é defeito semelhante ao anterior, mas provocado por partículas estranhas que ficam prensadas 
pelo rolete ou esfera nas pistas. 
 
A corrosão pode ocorrer pela entrada de água ou umidade e lubrificação ineficiente. 
 
Figura – Corrosão 
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Falha por corrente elétrica: a Figura a seguir apresenta uma falha causada pelo dano de corrente elétrica, 
muitas vezes também chamado de corrosão elétrica. Ocorre a queima pontual da superfície do anel e/ou 
do elemento rolante. 
 
Figura – Falha por corrente elétrica 
 
Falha de descascamento de escamamento (ou formação de pittings, lascas, lascamento ou escamação) 
causadas por fadiga. É a falha esperada em um rolamento. 
 
 
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Falha de escamamento 
 
Falha por vibração estática: a vibração produz marcas dos elementos rolantes sobre os anéis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Falha por vibração estática 
 
Falha por trincas: geralmente ocorre por falha de operação na montagem ou desmontagem do rolamento 
no eixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Falha por trincas 
 
 
 
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1) Vantagens dos mancais de escorregamento que empregam buchas sobre os mancais de escorregamento 
que não utilizam este elemento. 
 
2) Explique por que mancais de rolamento axiais do tipo de rolos não podem ser empregados em 
aplicações de alta velocidade. 
Resp.: somente um ponto no rolo pode igualar a velocidade linear variável sobre os raios das pistas. Por 
isso, não devem ser usados em aplicações de alta velocidade. 
 
3) Dadas as tabelas de rolamentos fornecidas nesta apostila, calcule a vida L10 do 6810 para os seguintes 
casos.Calcule também em horas, considerando 2000rpm. 
 
a) Fr=1000N e Fa=0N 
 Resp.: e=0,19; X=1 e Y=0; L10=2,62.10
8 
rev ou 131070 min 
 
b) Fr=2000N e Fa=1000N 
 Resp.: e=0,35; X=0,56 e Y=1,26; P=2380N; L10=19,45.10
6
rev ou 9722 min 
 
c) Fr=3000N e Fa=1000N 
Resp.: e=0,35; X=1 e Y=0; P= 3000N; L10=9,7.10
6
rev ou 4854 min 
 
 
 
4) Qual o nome da ferramenta para remoção de rolamentos. Na impossibilidade de usar essa ferramenta 
no anel interno, é possível usá-la no anel externo do rolamento? Em que condições? 
Resp.: extrator. É possível usá-lo no anel externo, desde que seja girado. 
 
5) Quais as formas de montagem de um rolamento a quente. 
 
6) Cite 3 fatores de correção para o cálculo de vida útil de rolamentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
SKF, Catálogo Geral, edição de junho de 2009. 
FAG, Catálogo Geral. 
NSK, Catálogo Geral. 
Shigley, J.E.; Mischke, C.R.; Budynas, R.G. Projeto de Engenharia Mecânica, 7ª Edição, Editora 
Bookman, 2005. 
Norton, R.L. Projeto de Máquinas, 2ª Edição, 2004. 
SENAI, Apostila de mancais, ano?. 
 
PS.: O levantamento do presente documento está baseado nos catálogos citados nas referências. Situações 
diferentes podem acontecer quando outros catálogos são considerados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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