E. de Máquinas - mancais-francisco oliveira

E. de Máquinas - mancais-francisco oliveira

PROF. Francisco Oliveira PROF. Francisco Oliveira

Aula MANCAIS

•Def.: são elementos de apoio e servem de suporte aos eixos;

•Função: reduzir o atrito e amortecer choques ou vibrações;

MANCAIS •De acordo com as forças que suportam:

MANCAIS •De acordo com as forças que suportam:

MANCAIS •De acordo com as forças que suportam:

• Axiais

•Impedem o deslocamento na direção do eixo, isto é, absorvem esforços longitudinais.

• Radiais

•Impedem o deslocamento na direção do raio, isto é, absorvem esforços transversais.

• Mistos

•Tem, simultaneamente, os efeitos dos mancais axiais e radiais.

MANCAIS •Dependendo da Solicitação de esforços:

- Mancais de Deslizamento

- Mancais de Rolamento

MANCAIS DE DESLIZAMENTO •São constituídos de uma bucha fixada num suporte:

•São usados em máquinas pesadas ou equipamentos de baixa rotação;

MANCAIS DE DESLIZAMENTO •Buchas:

- são corpos cilíndricos ocos que envolvem os eixos, e melhoram sua rotação;

- São feitos de materiais macios como bronze;

MANCAIS DE DESLIZAMENTO • Lubrificação:

MANCAIS DE DESLIZAMENTO • Aplicações:

•Os mancais de deslizamento são aplicados em vários tipos de máquinas tais como:

• Motores à combustão (de veículos) • Motores elétricos

• Bombas hidráulicas

• Turbinas à vapor

• Compressores

• Redutores

• Sopradores e muitos outros tipos de máquinas.

•Sua escolha basicamente se dá em função da rotação do eixo, da durabilidade esperada e da carga atuante.

•Materiais para buchas •Os materiais para buchas devem ter as seguintes propriedades:

•baixo módulo de elasticidade, para facilitar a acomodação à forma do eixo;

•baixa resistência ao cisalhamento, para facilitar o alisamento da superfície;

•baixa soldabilidade ao aço, para evitar defeitos e cortes na superfície;

•boa capacidade de absorver corpos estranhos, para efeito de limpar a película lubrificante;

•resistência à compressão, à fadiga, à temperatura de trabalho e à corrosão;

•boa condutibilidade térmica;

•coeficiente de dilatação semelhante ao do aço.

•Os materiais mais usados são: bronze fosforoso, bronze ao chumbo, latão, ligas de alumínio, metal antifricção, ligas de cobre sinterizado com adição de chumbo ou estanho ou grafite em pó, materiais plásticos como o náilon e o politetrafluretileno (teflon).

•Os sinterizados são autolubrificantes por serem mergulhados em óleo quente após sua fabricação. Este processo faz com que o óleo fique retido na porosidade do material e com o calor do trabalho venha à superfície cumprir sua função.

•Mancal inteiriço

•Feito geralmente de ferro fundido e empregado como mancal auxiliar embuchado ou não.

•Mancal ajustável

•Feito de ferro fundido ou aço e embuchado. A bucha tem sempre forma que permite reajuste radial. Empregado geralmente em tornos e máquinas que devem funcionar com folga constante.

•Mancal reto bipartido

•Feito de ferro fundido ou aço e embuchado com buchas de bronze ou casquilhos de metal antifricção. Empregado para exigências médias.

•Mancal a gás

•O gás (nitrogênio, ar comprimido, etc.) é introduzido no mancal e mantém o eixo suspenso no furo. Isso permite altas velocidades e baixo atrito. Empregado em turbinas para esmerilhamento e outros equipamentos de alta velocidade.

• Lubrificação

•À medida que o funcionamento do mancal se uniformiza, na região onde há contato entre parte móvel e fixa há produção de uma quantidade de calor em função do atrito gerado pelas partes.

•Tipos de Lubrificação:

•a) Hidrodinâmica: As superfícies da árvore e do mancal são separadas por uma película relativamente espessa de lubrificante, evitando o contato metal-metal. A película lubrificante é formada pelo movimento da árvore. Este tipo de lubrificação não requer injeção de óleo sob pressão.

•b) Hidrostática: A lubrificação é alcançada através da injeção do lubrificante sob pressão. Assim, as superfícies em movimento são separadas por uma película espessa de lubrificante.

•c) Elasto-hidrodinâmica: É a lubrificação de superfícies em movimento de rolamento.

etc

•d) Limite: As superfícies da árvore e do mancal são separadas por uma película extremamente fina de lubrificante. A espessura da película lubrificante é de escala microscópica. A perda da camada espessa de lubrificante (lubrificação hidrodinâmica) pode ser causada por diversos fatores, tais como: Aumento da temperatura de serviço, queda da velocidade do eixo, aumento da força atuante,

•e) Sólida: Em aplicações onde a temperatura de serviço é muito alta, exige-se o uso de lubrificantes sólidos tais como grafite e bissulfeto de molibdênio.

•Algumas vantagens e desvantagens dos mancais de deslizamento

•O quadro a seguir mostra algumas vantagens e desvantagens dos mancais de deslizamento.

•Para trabalhos com maiores velocidades; •Maior redução de atrito;

•Classificam-se em função dos seus elementos girantes.

•Classificação dos rolamentos

•Quanto ao tipo de carga que suportam, os rolamentos podem ser:

•Radiais - suportam cargas radiais e leves cargas axiais. •Axiais - não podem ser submetidos a cargas radiais.

•Mistos - suportam tanto carga axial quanto radial.

MANCAIS DE ROLAMENTO •Os rolamentos de esfera compõem-se em:

•O anel externo fixado no mancal e o interno no eixo:

MANCAIS DE ROLAMENTO •Características dos rolamentos:

•D: diâmetro externo; •d: diâmetro interno;

•R: raio de arredondamento;

•L: largura.

TIPOS DE ROLAMENTOS •Rolamento fixo de uma carreira de esferas

•É o mais comum; •Suporta cargas radiais e pequenas axiais;

•Apropriado para altas rotações.

•Rolamento de contato angular de uma carreira de esferas

•Admite cargas axiais somente em um sentido, portanto, deve sempre ser montado contraposto a um outro rolamento que possa receber a carga axial no sentido contrário.

•Rolamento autocompensador de esferas

•É um rolamento de duas carreiras de esferas com pista esférica no anel externo, o que lhe confere a propriedade de ajustagem angular, ou seja, compensar possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo.

•Rolamento de rolo cilíndrico

•É apropriado para cargas radiais elevadas e seus componentes são separáveis, o que facilita a montagem e desmontagem.

•Rolamento autocompensador com duas carreiras de rolos

•É um rolamento para os mais pesados serviços. Os rolos são de grande diâmetro e comprimento.

•Devido ao alto grau de oscilação entre rolos e pistas, existe uma distribuição uniforme de carga.

•Rolamento autocompensador de uma carreira de rolos

•Seu emprego é particularmente indicado para construções em que se exige uma grande capacidade de suportar carga radial e a compensação de falhas de alinhamento.

•Rolamento de rolos cônicos

•Além de cargas radiais, os rolamentos de rolos cônicos também suportam cargas axiais em um sentido.

•Os anéis são separáveis. O anel interno e o externo podem ser montados separadamente. Como só admitem cargas axiais em um sentido, de modo geral torna-se necessário montar os anéis aos pares, um contra o outro.

•Rolamento axial de esfera

•Ambos os tipo de rolamento axial de esfera (escora simples e escora dupla) admitem elevadas cargas axiais, porém, não podem ser submetidos a cargas radiais. Para que as esferas sejam guiadas firmemente em suas pistas, é necessária a atuação permanente de uma determinada carga axial mínima.

•Rolamento axial autocompensador de rolos

•Possui grande capacidade de carga axial e, devido à disposição inclinada dos rolos, também pode suportar consideráveis cargas radiais.

•A pista esférica do anel da caixa confere ao rolamento a propriedade de alinhamento angular, compensando possíveis desalinhamentos ou flexões do eixo.

TIPOS DE ROLAMENTOS •Rolamento de agulha:

•Utilizado quando espaço radial é limitado.

PROTEÇÃO EM ROLAMENTOS •BLINDADO: Z ou 2Z;

•VEDADO: RS1 ou 2RS1;

DEFEITOS NOS ROLAMENTOS •Desgaste causado por:

- deficiência de lubrificação; - presença de partículas abrasivas;

- oxidação;

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