Mancais. TECNÓLOGO EM MECATRÔNICA Elementos de Máquinas. Professor: André Kühl

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1 Mancais TECNÓLOGO EM MECATRÔNICA Elementos de Máquinas Professor: André Kühl

2 Introdução à Mancais O mancal pode ser definido como suporte ou guia em que se apóia o eixo; No ponto de contato entre a superfície do eixo e a superfície do mancal, ocorre atrito; Dependendo da solicitação de esforços, os mancais podem ser de deslizamento ou de rolamento.

3 Mancais de Deslizamento Em geral, os mancais de deslizamento são constituídos de uma bucha fixada num suporte; São usados em máquinas pesadas ou em equipamentos de baixa rotação, porque a baixa velocidade evita superaquecimento dos componentes; O uso de buchas e de lubrificantes permite reduzir o atrito e melhorar a rotação do eixo; As buchas são cilindros ocos que envolvem os eixos, permitindo melhor rotação. São feitas de materiais macios, como bronze e ligas de metais leves.

4 Mancais de Rolamento Esse tipo de mancal utiliza um elemento rolante (rolamento) ao invés de uma bucha, no contato eixo-suporte; Em geral, permitem maior velocidade e menos atrito; Os rolamentos minimizam a perda de energia por atrito, causado pela rotação do eixo; Os rolamentos são classificados em função dos seus elementos rolantes:

5 Rolamento x Deslizamento Existem situações que só os mancais de deslizamento podem ser usados, outras em que só o de rolamentos são indicados e ainda situações que ambos correspondem de forma adequada; Nesse último caso, a decisão implicará na propriedade de maior importância para cada aplicação.

6 Classificação dos Mancais

7 Definição: Mancais de Rolamento São elementos de máquinas caracterizados pela existência de corpos rolantes entre anéis, destinados a suportar cargas e permitir movimento com atrito reduzido; Importância: Na construção da maioria dos equipamentos é fundamental o uso de rolamentos. Atualmente, cerca de 98% dos equipamentos usam mancais de rolamentos.

8 Tipos de Elementos Rolantes a) Esferas: os corpos rolantes são esferas. Suportam baixas cargas, porém permitem rotações elevadas. b) Rolos: os corpos rolantes são cilindros, rolos cônicos ou barriletes. Suportam cargas maiores e velocidades menores.

9 Tipos de Elementos Rolantes c) Agulhas: os corpos rolantes são de pequeno diâmetro e grande comprimento. São recomendados para mecanismos oscilantes, onde a carga não é constante e o espaço radial é limitado.

10 Componentes dos Rolamentos

11 Vantagens x Desvantagens dos Rolamentos Vantagens: Menor atrito e aquecimento; Baixa exigência de lubrificação; Intercambiável internacionalmente; Não há desgaste do eixo; Pequeno aumento de folga durante vida útil. Desvantagens: Maior sensibilidade aos choques; Maiores custos de fabricação; Não suporta cargas tão elevadas quanto os mancais de deslizamento; Ocupa maior espaço radial;

12 Tipos de Mancais de Rolamento

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22 Fabricação de Rolamentos Tipos de Rolamentos

23 Critério de Seleção Vários são os fatores que deverão ser levados em consideração na seleção do tipo de rolamento. Dentre os quais: a) Diâmetro do furo; b) Capacidade de carga e vida; c) Atrito; d) Velocidades permissíveis; e) Folga interna ou pré-carga; f) Temperatura; g) Lubrificação.

24 Diâmetro - Especificações Diâmetros de 1 a 9 mm Diâmetros < 20 mm

25 Diâmetro - Especificações Diâmetros de 20 mm ou acima Diâmetros > 490 mm

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27 Demais Dimensões X X X X X Símbolo do furo Símbolo diâmetro externo Símbolo da largura Símbolo do tipo do rolamento

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30 Capacidade de Carga Dinâmica Usada pára cálculos envolvendo rolamentos carregados dinamicamente. Ela expressa a carga que permitirá atingir uma vida nominal de de revoluções. A capacidade de carga estática C 0 é usada quando os rolamentos giram a rotações muito baixa, estando submetidos a movimentos lentos e ficam estacionários sob carga em certo períodos.

31 Vida do Rolamento A vida de um rolamento é definida como sendo o número de revoluções que o rolamento pode atingir antes que se manifeste o primeiro sinal de fadiga (descascamento) em um de seus anéis ou em um de seus corpos rolantes Magnitude da carga: normalmente é o fator que determina o tamanho do rolamento! Rolamento de rolos são capazes de suportar cargas maiores que o rolamento de esferas, com as mesmas dimensões externas.

32 Folga Interna A folga interna de um rolamento é definida como a distância total que um anel pode ser movido em relação ao outro nas direções radial e axial. É necessário distinguir entre a folga antes e depois da montagem, pois quando o rolamento atinge sua temperatura de trabalho, a folga inicial acaba diminuindo por causa da dilatação.

33 Atrito O coeficiente de atrito pode ser obtido de forma tabelada, de acordo com o tipo de rolamento. Quando menor o atrito, menos perda de energia e menor o aumento da temperatura de trabalho.

34 Velocidades A rotação máxima permissível varia em função do tipo de rolamento, da dimensão, do tipo e material da gaiola, carga aplicada e método de lubrificação.

35 Temperatura Os anéis dos rolamentos podem ser dimensionalmente estabilizados para trabalhar nas seguintes temperaturas:

36 Lubrificação Os principais tipos de lubrificação nos rolamentos são vedadores e blindagens.

37 Dimensionamento Para dimensionar um rolamento é importante definir o tipo de solicitação ao qual estará submetido: estática ou dinâmica; Também, é necessário definir o tipo de esforço que o rolamento estará submetido: axial e/ou radial

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