Em termos gerais os mancais são projetados de tal maneira que se possa substituir uma das partes, quando o conjunto apresentar desgaste excessivo. As superfícies de contato dessas partes substituíveis são de metais mais mole do que as dos elementos apoiado, para oferecerem menor coeficiente de atrito, bem como proteção contra desgaste pronunciado dos elementos mais dispendiosos e de substituição mais difícil. Conforme o serviço, munhões de aço duro, por exemplo, apóiam-se em mancais de um dos metais seguintes: metal patente, bronzes diversos e ligas ferrosas.
A lubrificação de mancais simples pode ser feita por óleo ou pr graxa. A lubrificação satisfatória de mancais simples depende da manutenção, entre as superfícies, de uma película em forma de cunha, fornecida pelo lubrificante. No caso de um mancal bem projetado e em boas condições, três fatores governam a manutenção da película: a rotação do munhão, a carga imposta ao mancal e a viscosidade do óleo (a consistência, no caso de uma graxa). A temperatura de serviço é também importante, por quanto afeta a viscosidade do óleo ou a consistência da graxa e pode também indicar um defeito no mancal.
A distribuição do óleo no interior dos mancais simples é muitas vezes facilitada por um sistema de ranhuras na superfície interna do mancal. O ranhuramento correto de um mancal simples é de importância e pode ter em vista duas finalidades: a primeira é conduzir o óleo à área de máxima pressão e distribui-lo uniformemente sobre a superfície; a segunda, permitir um maior fluxo de óleo através do mancal, a fim de possibilitar boa refrigeração. Essas ranhuras não devem nunca atingir o ponto de máxima pressão, em virtude da possibilidade de ser o óleo conduzido para fora desse ponto, nem deverão atingir as extremidades do mancal. Devem ter suas arestas chanfradas, a fim de não rasparem o óleo que está sobre o munhão.
O ranhuramento dependerá da largura do mancal, da carga apoiada, da velocidade circunferência do munhão e do método de aplicação do lubrificante.
14.1. Causas de mau funcionamento de mancais simples: As principais causas do mau funcionamento dos mancais simples são:
• Emprego de material inadequado ou imperfeições do mancal;
• Impurezas que penetram entre as superfícies de contato;
• Desalinhamento do munhão no mancal, por qualquer motivo;
• Corrosão das superfícies de atrito;
• Folga incorreta entre o munhão e o mancal. Uma folga excessiva ocasionará trepidações do munhão, enquanto uma folga insuficiente impede a entrada do lubrificante, provocando aumentos de temperatura e desgaste;
14.2. Mancais de Rolamentos: Os mancais antifricção ou de rolamento, vulgarmente conhecidos como rolamentos, compõem-se de quatro partes, a saber: um anel interno, elementos rolamentos e espaçadores.
As três primeiras partes são feitas de aço extremamente duro, com acabamento espelhado, enquanto os espaçadores são de metal mais mole para não danificar os elementos rolantes.
De acordo com o tipo de elementos rolantes, podem os mancais de rolamentos ser classificados em:
• Mancais de esferas;
• Mancais de rolos cilíndricos;
• Mancais de rolos cônicos;
• Mancais de agulhas (quando o diâmetro dos rolos cilíndricos é muito pequeno em relação ao comprimento).
Os mancais de rolamentos são fabricados dentro de tolerâncias rigorosas. Quando em serviço, os elementos rolantes e as pistas se deformam e a deformação produz calor, que, somando ao calor gerado pelo atrito, deve ser dissipado, em parte, pelo lubrificante.
14.3. Funções do lubrificante para mancais de rolamentos: As funções de um lubrificante para rolamentos são:
• Reduzir o atrito de deslizamento entre os elementos rolantes e separados;
• Proteger as superfícies contra a ferrugem ou corrosão;
• Dissipar o calor gerado;
• Completar a vedação do conjunto, a fim de evitar a penetração de qualquer impureza.
Estas funções são melhor exercidas por um óleo especialmente tratado, mas atualmente já difundido o uso da graxa, que se revela menos eficiente apenas no que diz respeito á refrigeração. Por outro lado, é mais eficiente que o óleo, no que se refere á vedação.
14.4. Falhas de lubrificação com graxa: Quatro possíveis causas provocam falhas de lubrificação com graxa:
• Folgas exageradas no conjunto, permitindo, assim que a graxa seja expelida pelas partes móveis;
• Perda de graxa através de um retentor inadequado;
• Deterioração química da graxa, devido as elevadas temperaturas de operação do mancal;
• Graxa inadequada.
14.5. Quantidade de lubrificante: A quantidade de graxa aplicada nas caixas deve ser em volume de ½ a 2/3 do volume de vazio do mancal montado.
A quantidade de óleo deve ser tal, que seu nível, em repouso, coincida com a metade do diâmetro do elemento rolante que estiver situado na parte mais baixa do rolamento.
Para rotações elevadas, as quantidades de graxa e óleo podem ser reduzidas.
A quantidades de lubrificante nas caixas dos rolamentos é muito importante; podemos dizer que o excesso é tão prejudicial quanto à falta.
Confirma esta afirmativa o fato de que, quando se trata de mancais de grande responsabilidade, as caixas terem um dispositivo especial que permite a expulsão do excesso do lubrificante, retendo apenas a quantidade necessária no interior das mesmas, isto naturalmente sem permitir a entrada de elementos exteriores.
São as caixas com “válvulas de graxa”. Para o óleo, facilmente se consegue eliminar o excesso, por meio de ‘tubo ladrão”. Daí ser um grande erro lubrificar um mancal de rolamento por meio de pino graxeiro, sem o controle da quantidade de graxa aplicada nas caixas sem válvula.
14.6. Período de troca: Admitindo-se uma vedação eficiente, o tempo de troca depende principalmente dos seguintes fatores: velocidade, carga e temperatura.
Em condições normais, ou seja, velocidades uniformes até 2.500 rpm, para rolamentos de tamanho médio e pequeno, cargas constantes sem choques ou vibrações e temperaturas até 50ºC. A graxa deve ser trocada semestralmente ou a cada 1.200 horas de trabalho. O óleo deve ser trocado anualmente ou a cada 2.400 horas de trabalho.
Se, porém, tem-se velocidade maiores ou cargas sujeitas a choque, vibrações ou ainda temperaturas acima de 50ºC. Haverá necessidades de intervalos de trocas menores.
Para os rolamentos de rolos, os intervalos acima devem ser reduzidos a metade.
14.7. Prevenções e Providências Importantes: Eis alguns conselhos de caráter geral aplicável no manuseio de rolamentos:
• Trabalhar com ferramentas adequadas, em ambiente limpo;
• Remover toda sujeira para fora dos mancais, antes de retira-los;
• Tratar o mancal usado com o mesmo cuidado que se dispensaria a um novo;
• Utilizar solvente e óleos de lavagem limpos;
• Colocar os mancais desmontados em cima de papel limpo;
• Proteger os mancais abertos contra a sujeira e a umidade;
• Usar panos limpos, sem fiapos, na limpeza dos mancais;
• Proteger os mancais com papel encerrado, quando fora de uso.
• Limpar o lugar ocupado pelo mancal, antes de instala-lo;
• Impedir a contaminação dos lubrificantes;
• Nunca misturar lubrificantes diferentes;
• Reservar sempre o mesmo recipiente de reposição para um determinado lubrificante.
