Desgastes em mancais: principais causas e como evitar

O que é um mancal?

Os mancais são componentes de sistemas mecânicos responsáveis por sustentar e guiar eixos girantes, garantindo sua estabilidade, evitando o desalinhamento e reduzindo desgastes e atritos durante a rotação. Eles atuam na transmissão de potência e na operação de máquinas industriais de diversos setores.

A principal função de um mancal é fornecer suporte ao eixo, permitindo que ele gire de forma controlada e segura. Além disso, ele auxilia na:

• Redução do atrito entre as superfícies de contato;
• Distribuição de cargas aplicadas ao eixo, evitando sobrecarga em componentes críticos;
• Garantia da estabilidade do eixo, prevenindo desalinhamentos que poderiam comprometer o desempenho da máquina;
• Diminuição do desgaste das partes móveis, aumentando a vida útil dos equipamentos.

Tipos de mancais

Existem dois tipos principais de mancais, com características específicas para diferentes aplicações:

Mancais de deslizamento

Funcionam sem rolamentos, permitindo o contato direto entre o eixo e o mancal, com a presença de um lubrificante para reduzir o atrito.

Mancais de rolamento

Contêm rolamentos internos (elementos rolantes) que minimizam o contato direto entre as superfícies, reduzindo ainda mais o atrito e aumentando a eficiência da rotação.

O que é o desgaste em mancais?

O desgaste é uma degradação progressiva das superfícies em contato devido ao atrito, cargas excessivas, lubrificação inadequada e outros fatores operacionais. Essa deterioração pode levar a falhas mecânicas, afetando diretamente a produtividade e segurança dos equipamentos industriais.

Impactos do desgaste na eficiência dos equipamentos

Mancais desgastados podem gerar diversos problemas nos equipamentos industriais, como:

• Aumento do atrito: Reduz a eficiência do sistema e pode causar superaquecimento.
• Desalinhamento dos eixos: Afeta a transmissão de torque e compromete o desempenho da máquina.
• Falhas prematuras: Pode levar à quebra de componentes e paradas inesperadas.
• Aumento do consumo de energia: O esforço adicional para manter a operação pode aumentar o gasto energético.

Tipos de desgastes em mancais

Os mancais podem sofrer diferentes tipos de desgaste, dependendo das condições operacionais e do tipo de lubrificação.

Abrasivo

Ocorre quando partículas sólidas (poeira, resíduos metálicos) entram no sistema e desgastam as superfícies de contato. Esse desgaste reduz progressivamente o desempenho do mancal.

Esse tipo de problema pode ocorrer devido a:

• Contaminação do lubrificante por poeira, resíduos metálicos ou partículas de desgaste;
• Vedação ineficaz, permitindo a entrada de contaminantes;
• Superfícies ásperas ou inadequadas no contato entre os componentes.

Como identificar esse tipo de desgaste:

• Superfícies com aspecto brilhante e lustroso, mas com ranhuras ou sulcos visíveis;
• Aumento da folga interna do mancal devido à remoção de material;
• Presença de partículas metálicas no lubrificante.

Corrosivo

Ocorre quando a umidade ou produtos químicos contaminam o lubrificante, levando à oxidação das superfícies dos mancais. Esse desgaste causa fragilização das superfícies de contato e redução do desempenho.

Os principais fatores que contribuem para esse tipo de desgaste:

• Contaminação do lubrificante com água ou substâncias corrosivas;
• Ambientes de operação agressivos, como indústrias químicas e marítimas;
• Falha na vedação, permitindo a entrada de umidade.

Como identificar esse tipo de desgaste:

• Formação de óxidos (ferrugem) na superfície do mancal;
• Superfície rugosa e porosa, com perda de material;
• Presença de resíduos químicos no lubrificante.

Fadiga

Acontece devido ao carregamento cíclico excessivo, levando à formação de microtrincas e eventual falha estrutural. Esse desgaste pode resultar na redução da capacidade do mancal em suportar cargas e um padrão de vibração anormal.

Principais causas:

• Cargas elevadas e repetitivas;
• Defeitos no material ou na fabricação;
• Desalinhamento do eixo, aumentando tensões localizadas.

Como identificar esse tipo de desgaste:

• Trincas ou descascamento na superfície do mancal;
• Formação de pequenas cavidades nas pistas de rolamento;
• Vibrações excessivas e ruídos anormais.

Adesivo

Surge quando as superfícies em contato sofrem atrito excessivo devido ao contato direto, o que provoca a transferência de material de uma superfície para outra. Nesse caso, as superfícies sofrem microdeformações e acabam se aderindo momentaneamente, causando aumento da resistência ao movimento e provocando danos à estrutura do mancal.

As principais causas desse tipo de desgaste são:

• Lubrificação insuficiente ou inadequada;
• Cargas excessivas e variações bruscas de velocidade;
• Materiais com baixa resistência ao atrito.

Como identificar esse tipo de desgaste:

• Marcas de "arrastamento" nas superfícies do mancal;
• Transferência de material entre o eixo e o mancal;
• Aumento do atrito e superaquecimento.

Térmico

O desgaste térmico pode causar deformações, trincas e fissuras no material. Além disso, pode reduzir a eficácia do lubrificante, aumentando o atrito entre as superfícies.

Principais causas:

• Temperaturas elevadas;
• Ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento.

Como identificar esse tipo de desgaste:

• Trincas na superfície do mancal, geralmente em padrões circulares ou radiais.
• Descascamento ou esfoliação do material.
• Redução da resistência mecânica do mancal.

Quais são as causas do desgaste em mancais industriais?

Fatores mecânicos

Os fatores mecânicos estão diretamente relacionados às forças e movimentos que atuam sobre os mancais durante a operação. Eles são responsáveis por grande parte dos casos de desgaste e incluem:

• Atrito e abrasão
• Desalinhamento
• Vibrações excessivas
• Sobrecarga
• Impactos
• Desbalanceamento

Fatores térmicos

Temperaturas extremas podem alterar as propriedades dos materiais e do lubrificante, levando a problemas como:

• Superaquecimento
• Dilatação térmica
• Fadiga térmica
• Baixas temperaturas

Fatores químicos

Os fatores químicos estão relacionados à exposição dos mancais a substâncias corrosivas ou contaminantes que podem danificar as superfícies. Entre as principais causas químicas de desgaste, destacam-se:

• Corrosão
• Contaminação do lubrificante
• Oxidação
• Uso de lubrificante inadequado

Como identificar o desgaste

Existem várias técnicas que podem ser aplicadas no monitoramento da saúde dos mancais:

Como reduzir o desgaste dos mancais

Escolha adequada dos materiais

A seleção dos materiais utilizados na fabricação dos mancais é um fator crítico para garantir sua durabilidade e minimizar o desgaste prematuro. Materiais de alta resistência ao desgaste, como ferro fundido, aço ou ligas metálicas especiais, devem ser escolhidos com base nas condições de operação, como carga, velocidade e temperatura. 

Cuidados essenciais

Lubrificação

A lubrificação é um dos fatores mais importantes para reduzir o desgaste nos mancais. O uso de um filme de lubrificante adequado evita o contato direto entre os componentes, reduzindo o atrito e a geração de calor.

Para garantir uma lubrificação eficiente:

• Utilize lubrificantes de alta qualidade e compatíveis com as condições da operação;
• Siga um cronograma de lubrificação regular;
• Monitore o nível e condição do lubrificante, substituindo-o quando necessário.

Alinhamento

O desalinhamento do eixo é uma das principais causas de desgaste prematuro em mancais. Um eixo mal alinhado gera cargas desbalanceadas e vibrações, aumentando o atrito e o desgaste. Portanto, realize o alinhamento correto durante a instalação do mancal, utilizando ferramentas de medição precisas e faça inspeções periódicas para verificar o alinhamento.

Manutenção

Planos de manutenção preventiva e preditiva são ideais para garantir o funcionamento pleno dos componentes industriais e evitar o desgaste prematuro ou problemas que possam prejudicar a operação. Lembrando que a manutenção preventiva tem como objetivo evitar problemas antes de seu surgimento, e a manutenção preditiva prevê as falhas com base nas condições do equipamento.

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