Aula 01 Mancais de Rolamento Parte II

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CURSO DE 
ENGENHARIA MECÂNICA 
Campus Buritis 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II 
AULA 01 
MANCAL DE ROLAMENTO 
Prof. Luiz Brant 
 Modos Prováveis de Falha: 
ROLAMENTOS 
1) Falha por fadiga superficial (desgaste por fretagem, 
pites ou escamamento na pista de rolagem) 
  cargas dinâmicas; 
 
 
 
 
2) Indentação nas pistas devido a etapas de 
funcionamento em vazio  cargas estáticas; 
 para tanto, pode ser interessante manter os mancais 
 levemente carregados dentro de um limite de carga em 
 fadiga 
 Seleção de Rolamentos: 
ROLAMENTOS 
Definidos basicamente por três fatores: 
 
1) Espaço disponível; 
2) Características dos Rolamentos; 
3) Cargas atuantes; 
4) Vida. 
 
1) Espaço disponível 
Normalmente, pelo menos uma das dimensões principais do rolamento é 
determinada no projeto: o diâmetro do furo que corresponde ao diâmetro 
do eixo. 
 
Porém, existem, para um mesmo diâmetro, vários tipos de e tamanhos 
de rolamentos adequados. Os rolamentos mais adequados são 
determinados através dos catálogos dos fabricantes, onde outros 
parâmetros de escolha, também importantes, estão disponíveis. 
 Seleção de Rolamentos: 
ROLAMENTOS 
2) Características dos Rolamentos 
 Seleção de Rolamentos: 
ROLAMENTOS 
3) Cargas atuantes (cargas ESTACIONÁRIAS*) 
 
3.1) Capacidade de carga dinâmica – C 
Carga que permitiria ao rolamento atingir uma vida nominal de 106 ciclos, 
com o anel externo estacionário e o interno girando. Utilização em 
rolamentos submetidos a cargas em rotação (falha por fadiga). 
 
C → tabelado pelo fabricante 
P → carga dinâmica equivalente. 
 P = X.Fr + Y.Fa 
 
 X → fator radial (tabelado pelo fabricante) 
 Y → fator axial (tabelado pelo fabricante) 
 Fr → carga radial [N] 
 Fa → carga axial [N] 
Ct = ft . C 
*para cargas variáveis, adota-se o valor 
máximo ou, para projetos mais otimizados, 
utiliza-se uma combinação estatística com 
base na variação do valor da carga 
(assunto não abordado neste curso) 
 Seleção de Rolamentos: 
ROLAMENTOS 
3) Cargas atuantes (cargas ESTACIONÁRIAS*) 
 
3.2) Capacidade de carga estática – Co 
Carga que produz uma deformação permanente e total da esfera (ou 
rolo) e pista, no ponto de contato mais carregado, igual a 0,01% do 
diâmetro da esfera (rolo). 
 
Aplicação: 
- baixas rotações (quando a falha não é devido à fadiga); 
- pequenas oscilações e vibrações; 
- rolamentos estacionário (carga por pequeno período de tempo); 
- cargas de choque elevadas. 
Onde: Co → tabelado pelo fabricante. 
 Po → carga estática equivalente. 
 Po = Xo.Fr + Yo.Fa (se Po < Fr ⇒ Po = Fr) 
 no → fator de segurança para carga estática 
 Xo → fator radial (tabelado pelo fabricante) 
 Yo → fator axial (tabelado pelo fabricante) 
 Fr → carga radial [N] 
 Fa → carga axial [N] 
ooo PnC .
 Seleção de Rolamentos: 
ROLAMENTOS 
3) Cargas atuantes (cargas ESTACIONÁRIAS*) 
 
As cargas equivalentes (estática Po e dinâmica P) poderão sofrer uma 
correção conforme o tipo da aplicação: 
Tipo de Aplicação 
Fator de Impacto ou Serviço 
fs 
Carga Uniforme, sem impacto 1,0 – 1,2 
Engrenagem de Precisão 1,1 – 1,2 
Engrenagem Comercial 1,1 – 1,3 
Correias dentadas 1,1 – 1,3 
Impacto Leve 1,2 – 1,5 
Correias em V 1,2 – 2,5 
Impacto Moderado 1,5 – 2,0 
Correias Planas 1,5 – 4,5 
Impacto Elevado 2,0 – 5,0 
 Seleção de Rolamentos: 
ROLAMENTOS 
4) Vida 
 
É o número de revoluções ou horas atingidas por um rolamento antes 
que se manifeste o primeiro sinal de falha por fadiga (descascamento) 
de um dos seus elementos. 
 
4.1) Vida Nominal – L10 
É a vida que 90% dos rolamentos alcançarão ou ultrapassarão sob 
rotação e carga pré-estabelecidas. 
a = 3 → rolamento de esferas 
a = 10/3 → rolamento de rolos 
6
10 10






a
P
C
L
 Seleção de Rolamentos: 
ROLAMENTOS 
4) Vida 
4.2) Correção da Vida Nominal – Lna 
Mais apurada, pois leva em consideração os seguintes fatores: 
- confiabilidade; 
- material; 
- condições de funcionamento. 
a1 → fator de confiabilidade 
a2 → fator de material 
a3 → fator de condição de funcionamento 
10321
6
321 ...10... Laaa
P
C
aaaL
a
na 






a2 x a3 = 1 → condições normais de lubrificação e utilização 
a2 x a3 = 0,2 → baixa viscosidade do óleo lubrificante 
a2 x a3 = 2 → ausência de desalinhamento e óleo 
 lubrificante de alta viscosidade 
 Seleção de Rolamentos: 
ROLAMENTOS 
Outras fórmulas e tabelas 
 Seleção de Rolamentos: 
ROLAMENTOS 
Outras fórmulas e tabelas 
 Exemplo: 
1) Determinar a vida nominal Lh do rolamento NSK 6208 sob carga 
radial Fr = 2.500 N, carga axial Fa = 1.000 N e velocidade n = 900 rpm. 
ROLAMENTOS 
 Exemplo: 
2) Se eliminássemos a carga axial no exemplo anterior, mantendo os 
demais dados idênticos, qual seria a vida nominal Lh do rolamento NSK 
6208? 
ROLAMENTOS 
 Exemplo: 
3) Selecionar um rolamento fixo de uma carreira de esferas com furo de 
50mm e externo abaixo de 100mm que satisfaça às seguintes 
condições: 
Carga radial Fr = 3.000 N 
Velocidade n = 1.900 rpm 
Vida Nominal Lh > 10.000 h 
ROLAMENTOS 
 Exemplo: 
4) Baseado no quadro abaixo, reproduzido do catálogo geral do fabricante, determinar a 
vida nominal Lh dos rolamentos NSK 6805 quando os mesmos forem montados nos 
mancais A e B da figura abaixo. Assuma velocidade de rotação n = 4.000 rpm. De quanto 
seria a vida nominal do rolamento B se fosse acrescentado sobre o mesmo uma carga 
axial (na direção y) Fa = 900 N? 
ROLAMENTOS 
 Exemplo: 
5) As duas componentes da força agem sobre o pneu do automóvel como 
mostra a figura. Sabendo que o rolamento A utilizado é do tipo fixo com uma 
carreira de esferas com diâmetro interno d = 17 mm e diâmetro externo D = 47 
mm, defina o código do rolamento e com quantos quilômetros é indicada a 
substituição desse rolamento? 
ROLAMENTOS 
 Exemplo: 
6) Na figura é mostrada uma prensa de rolo que é conjugada a um rolo livre. O rolo é 
projetado para exercer uma força normal de 5,25 N/mm pelo comprimento do rolo e um 
estiramento de 4,2 N/mm no material em processamento. A velocidade do rolo é de 300 
rpm, e a vida útil desejada é de 30.000 h. Use um fator operacional de 1,2 e selecione um 
par de rolamentos de rolos cilíndricos a serem montados em O e em A. Considere que os 
rolamentos irão trabalhar em condições normais de lubrificação, a uma temperatura média 
de 190oC. Exige-se uma confiabilidade de 95%. 
ROLAMENTOS