O que é um mancal liso? Tipos, materiais, aplicações e como funciona

Se você já desmontou uma bomba, um motor elétrico ou um equipamento industrial pesado, é quase certo que tenha encontrado um mancal liso — mesmo que não soubesse como ele é denominado.

Trata-se de uma das tecnologias de rolamento mais antigas da engenharia e, ainda assim, continua sendo especificada diariamente em aplicações que vão de virabrequins automotivos a sistemas de yaw de aerogeradores.

O que é um mancal liso?

Um mancal liso — também chamado de plain bearing, journal bearing ou bushing — é um componente cilíndrico que apoia um eixo em rotação ou deslizamento e reduz o atrito entre superfícies móveis.

Ao contrário de rolamentos de esferas ou rolamentos de rolos, um mancal liso não possui elementos rolantes.

Em vez disso, depende de uma película fina de lubrificante (óleo, graxa ou um material autolubrificante integrado ao próprio mancal) para separar o eixo da superfície de apoio.

A estrutura é simples: um cilindro oco, usinado com tolerâncias dimensionais rigorosas, ajustado por interferência no alojamento. O eixo gira ou desliza em seu interior. Não há esferas, gaiolas nem pistas de rolagem — apenas uma bucha de ajuste preciso e a física da lubrificação realizando o trabalho.

Essa simplicidade define o principal compromisso técnico: os mancais lisos são compactos, silenciosos e economicamente atrativos, porém seu desempenho depende fortemente das condições de operação e da seleção de materiais, de forma que os rolamentos de elementos rolantes não exigem no mesmo grau.

Como funciona um mancal liso?

A mecânica se resume a um único conceito: regime de lubrificação.

Dependendo da carga, da velocidade e da viscosidade do lubrificante, um mancal de deslizamento opera em um de três regimes — e saber qual deles se aplica à sua aplicação define praticamente todas as decisões de projeto subsequentes.

Fig. 1 — Em repouso, o eixo apoia-se na superfície do mancal (contato metálico, μ = 0.10–0.20). Com velocidade suficiente, a rotação do eixo arrasta o lubrificante para uma cunha convergente, gerando pressão hidrodinâmica que suspende o eixo e o afasta totalmente do furo. O atrito cai para μ ≈ 0.001, sem contato metálico.[1]

Lubrificação hidrodinâmica (filme completo)

Esse é o regime de operação preferencial para mancais de deslizamento lubrificados a óleo.

À medida que o eixo gira, ele arrasta o lubrificante para a folga em forma de cunha entre o eixo e o furo do mancal, gerando pressão hidrodinâmica suficiente para suspender o eixo e afastá-lo totalmente da superfície de apoio.

Não há contato metal com metal.

Em condições de filme completo, os coeficientes de atrito podem cair para valores tão baixos quanto 0.001 — em nível equivalente ao de um rolamento de esferas de precisão e superior ao da maioria dos rolamentos de rolos sob cargas comparáveis.[1]

Como não há contato, o desgaste é praticamente nulo.

A restrição prática é clara: são necessários velocidade adequada do eixo e viscosidade apropriada do lubrificante para manter o filme.

As condições hidrodinâmicas não podem ser mantidas na partida ou na parada, razão pela qual a seleção de materiais continua sendo relevante mesmo em mancais projetados para operação em filme completo.

Lubrificação limítrofe

Quando a velocidade é baixa demais, a carga é excessiva ou o filme lubrificante se rompe, o mancal entra em regime de lubrificação limítrofe.

As asperezas superficiais entram em contato de forma intermitente, o atrito aumenta e o desgaste passa a depender das propriedades do material do mancal, e não mais do lubrificante.

Esse é o regime em estado estacionário de muitas aplicações com oscilação lenta e cargas elevadas — como pinos de articulação de máquinas de construção ou munhões de comporta de barragem.

Materiais autolubrificantes (bronze com grafite, composto de PTFE) são especificamente desenvolvidos para atuar nessa condição.

Lubrificação em filme misto

Estado transitório entre a lubrificação de filme completo e a lubrificação de limite. Parte da carga é suportada pelo filme fluido, e parte pelo contato ocasional entre asperezas.

O atrito e o desgaste ficam entre os outros dois regimes.

A maioria dos rolamentos passa por condições de filme misto na partida e na parada, mesmo quando opera em regime hidrodinâmico em estado permanente.

Fig. 2 — Curva de Stribeck: o atrito é mais alto na lubrificação de limite (partida, oscilação lenta), diminui no regime de filme misto e atinge o mínimo com o filme hidrodinâmico completo. Em velocidades muito elevadas, ocorre uma leve elevação em razão das perdas por arrasto viscoso.

Esses três regimes explicam a física que mantém o mancal liso separado do eixo e do furo, mas não indicam quando, de fato, aplicar óleo ou graxa — ou mesmo se isso é necessário. Para intervalos de manutenção, seleção de graxa por material e quais tipos de mancais nunca devem ser lubrificados com graxa, consulte nosso guia de lubrificação de mancais lisos.

Tipos de Mancais Lisos

Os mancais lisos se dividem em duas dimensões: geometria (quais direções de carga o mancal suporta) e método de lubrificação (se o mancal requer lubrificação externa ou se já a incorpora).

As três geometrias são cilíndrica, flangeada e axial — cada uma disponível nas versões impregnada de óleo e de funcionamento a seco, além de classes de uso geral e resistentes à corrosão.

Em conjunto, elas abrangem toda a linha de produtos.

Fig. 3 — As três geometrias de mancais lisos. Cada uma está disponível nas versões impregnada de óleo e de funcionamento a seco; as arruelas axiais normalmente são combinadas com uma bucha cilíndrica no mesmo conjunto.

Mancais Lisos Cilíndricos (Lisos)

Cilindro reto, com diâmetro interno e externo uniformes. Suporta apenas cargas radiais. É a geometria de mancal liso mais comum em máquinas industriais em geral — bombas, ventiladores, motores e transportadores. É montado por interferência diretamente no furo da carcaça.

Mancais Lisos Impregnados de Óleo

Fabricado em bronze sinterizado, compactado e impregnado a vácuo com óleo mineral — sob carga e aquecimento, o óleo migra para a superfície, proporcionando lubrificação contínua sem necessidade de alimentação externa.

A opção padrão para cargas radiais de leves a moderadas, em velocidades intermediárias, quando a relubrificação rotineira não é prática.

Classificado para aproximadamente 80–120°C. Dentro dessa categoria, há versões para alta carga, atrito ultrabaixo, amortecimento de vibração e montagem em painel.

Mancais de deslizamento autolubrificantes para a indústria alimentícia

Com a mesma construção em bronze sinterizado dos mancais com óleo incorporado padrão, mas fabricados com lubrificantes de grau alimentício certificados pela NSF e materiais atóxicos em conformidade com os requisitos da FDA.

Especificados sempre que houver possibilidade de contato incidental do lubrificante com alimentos ou bebidas — acionamentos de transportadores, equipamentos de envase e máquinas de embalagem.

Há versões de alta carga para a indústria alimentícia, adequadas a aplicações mais severas nos mesmos ambientes regulados.

Mancais de deslizamento a seco

Mancais autolubrificantes em compósito ou polímero, que não exigem óleo ou graxa externos.

O próprio material — normalmente compósito de PTFE, polímero de engenharia ou bronze grafitado — fornece a função de lubrificação diretamente na interface de deslizamento.

Apresentam faixa de temperatura mais ampla que o bronze sinterizado (compósito de PTFE: −200°C a +260°C) e estão disponíveis em versões para alta carga, alta temperatura, atrito ultrabaixo, resistência química, resistência à água, ambientes severos e montagem em painel, para atender a condições específicas de operação.

Multifuncional e Mancais de deslizamento resistentes à corrosão

Mancais de deslizamento cilíndricos de uso geral, projetados para operar com confiabilidade em uma ampla faixa de cargas, velocidades e condições de lubrificação, sem serem otimizados para um único cenário extremo.

As versões resistentes à corrosão são fabricadas em aço inoxidável, bronze-alumínio ou compósitos poliméricos resistentes à corrosão, para ambientes úmidos, marítimos ou quimicamente agressivos, nos quais o bronze convencional sofreria corrosão.

As versões ranhuradas — com canal circumferencial ou axial integrado — melhoram a distribuição e a retenção do lubrificante em aplicações nas quais a relubrificação periódica faz parte da rotina de manutenção.

Mancais de deslizamento flangeados

Um mancal cilíndrico com uma aba em uma das extremidades, projetada para se estender radialmente para fora. O flange oferece uma superfície de posicionamento positiva durante a montagem e resiste ao deslocamento axial do eixo — assim, é possível obter suporte radial e axial em um único componente. É comum em redutores, acionamentos de transportadores e em qualquer aplicação em que o eixo precise ser posicionado axialmente com precisão. Para dimensões conforme a ISO 4379, limites de PV por material e o processo completo de seleção em 7 etapas, consulte o nosso guia de Mancais de deslizamento flangeados.

Mancais de bucha flangeados impregnados com óleo

Geometria flangeada com construção em bronze sinterizado impregnado com óleo — autolubrificante em condições normais, sem necessidade de lubrificação externa. A face do flange realiza o posicionamento axial e suporta cargas axiais leves, enquanto o diâmetro interno absorve a carga radial. Estão disponíveis versões para alta carga, de baixíssimo atrito e certificadas, além de versões para a indústria alimentícia com lubrificantes em conformidade com a NSF, destinadas a ambientes de processamento regulados.

Mancais de bucha flangeados para funcionamento a seco

Rolamentos flangeados sem lubrificação, fabricados em materiais compósitos ou poliméricos, abrangendo a mais ampla gama de versões especiais na categoria flangeada. Os projetos autoalinhantes compensam automaticamente o desalinhamento do eixo até uma faixa angular especificada — uma solução útil quando o alinhamento do alojamento não pode ser garantido. Os modelos de encaixe rápido reduzem o tempo de montagem na linha de produção. As versões para alta temperatura atendem a ambientes termicamente exigentes; já as versões para a indústria alimentícia, resistentes a produtos químicos e resistentes à água respondem a requisitos específicos de contaminação ou corrosão. Também estão disponíveis versões autoalinhantes de alta velocidade para aplicações com rotação mais elevada.

Multifuncional e Mancais de bucha flangeados resistentes à corrosão

Rolamentos flangeados versáteis para uso geral, adequados a uma ampla faixa de cargas e velocidades, sem otimização específica de material. As versões flangeadas resistentes à corrosão, em aço inoxidável ou liga especial, são a escolha adequada para ambientes marítimos, químicos ou externos, nos quais materiais convencionais sofreriam degradação. As versões certificadas contam com certificação de material e dimensional para aplicações em que a rastreabilidade é exigida.

Rolamentos axiais (arruelas)

Geometria de anel plano — sem diâmetro interno, com contato exclusivo de face — projetada para suportar cargas axiais que uma bucha cilíndrica não consegue absorver. Na maioria dos conjuntos, a arruela axial atua em conjunto com a bucha cilíndrica: a bucha suporta a carga radial e a arruela axial absorve o componente axial. Estão disponíveis versões impregnadas com óleo e para funcionamento a seco, nas mesmas classes especiais das linhas cilíndricas e flangeadas.

Rolamentos axiais impregnados com óleo

Arruelas axiais em bronze sinterizado com óleo permanentemente incorporado à matriz porosa, proporcionando autolubrificação na face de contato sem necessidade de alimentação externa de óleo.

Adequados a cargas axiais moderadas e velocidades médias em conjuntos nos quais o acesso para relubrificação é limitado. Nesta categoria, há versões para alta carga, de atrito ultrabaixo e para a indústria alimentícia, voltadas a aplicações mais exigentes ou reguladas.

Rolamentos axiais para funcionamento a seco

Arruelas axiais totalmente isentas de lubrificação, fabricadas em materiais compósitos ou poliméricos.

A linha para funcionamento a seco abrange a mais ampla variedade de condições ambientais:

• versões para serviço leve, destinadas ao posicionamento axial em baixa velocidade e baixa carga;

• versões para alta carga, destinadas a esforços axiais elevados;

• versões para alta temperatura, voltadas a conjuntos termicamente exigentes;

• versões de atrito ultrabaixo, para aplicações em que a redução do arrasto axial é essencial;

e versões para a indústria alimentícia, resistentes à água e resistentes a produtos químicos, para ambientes especializados.

Multifuncional e Rolamentos axiais resistentes à corrosão

Arruelas de encosto de uso geral para aplicações com carga axial padrão, em ampla faixa de velocidades e condições de lubrificação.

Rolamentos axiais resistentes à corrosão, em aço inoxidável, bronze alumínio ou polímero resistente, atendem ambientes agressivos — conjuntos de eixos marítimos, equipamentos de processamento químico ou instalações externas — em que arruelas de encosto de bronze padrão sofreriam corrosão ou degradação prematura.

Materiais para Mancais Deslizantes

A seleção do material é a decisão de maior impacto na especificação de mancais deslizantes — ela define, de uma só vez, o modo de lubrificação, os limites de carga, a temperatura máxima admissível e os requisitos de manutenção.

Dois rolamentos que parecem idênticos podem apresentar vida útil completamente diferente dependendo apenas do material de fabricação.

●●●●● = capacidade de carga muito alta · ●○○○○ = apenas carga leve · Os coeficientes de atrito apresentados referem-se às condições de lubrificação limite / operação a seco. Em operação com filme completo, o bronze lubrificado hidrodinamicamente atinge μ ≈ 0,001.

Fig. 4 — Comparação de materiais. Em operação com filme completo, o bronze lubrificado hidrodinamicamente atinge μ ≈ 0,001.[1] Limites de temperatura do Babbitt: base de estanho (Sn) 100–110°C, base de chumbo (Pb) 120–130°C.[2]

Ligas de Bronze

O bronze é, por boas razões, o material padrão para mancais deslizantes: reúne resistência à compressão respeitável, excelente resistência ao desgaste e desempenho confiável tanto em condições de lubrificação hidrodinâmica quanto de lubrificação limite.

Três famílias de ligas predominam:

• Bronze de estanho (C90500, C90700): O material de uso mais amplo. Apresenta boa resistência à corrosão, ampla disponibilidade em estoque e aplicação em bombas, motores e máquinas industriais em geral.

• Bronze ao chumbo: Maior teor de chumbo melhora a capacidade de incorporação de partículas — os pequenos contaminantes se alojam na fase macia de chumbo, em vez de riscar o eixo. É um material padrão para mancais de virabrequim e de biela em motores.

• Bronze de alumínio: Apresenta resistência mecânica e à corrosão significativamente superiores. É a escolha adequada para ambientes marítimos, processamento químico e exposição à água salgada.

Babbitt (metal branco)

Liga macia à base de estanho ou chumbo, utilizada como material de revestimento em mancais de deslizamento de grande porte. As propriedades distintivas do babbitt são a conformabilidade e a capacidade de incorporação de partículas.

Em contrapartida, sua capacidade de carga é menor e o limite de temperatura é relativamente baixo — o babbitt à base de estanho começa a amolecer em torno de 100–110°C; as versões à base de chumbo ampliam esse limite para aproximadamente 120–130°C.

Composto de PTFE (tipo DU)

A construção autolubrificante mais comum: base de aço, camada intermediária de bronze sinterizado e superfície deslizante de PTFE, normalmente com espessura de 0,01–0,03 mm.

Coeficiente de atrito típico em operação a seco: μ = 0.03–0.15.[2] Faixa de temperatura de operação: −200°C a +260°C em regime contínuo.

Bronze sinterizado (impregnado com óleo)

Fabricado por compactação de pó de bronze e sinterização para formar uma matriz porosa, seguida da impregnação a vácuo dos poros com óleo mineral.

Conforme a ASTM B438, o teor de óleo é normalmente 15–25% em volume. Apresenta bom desempenho sob cargas leves a moderadas e velocidades moderadas.

Não é indicado para cargas elevadas nem para altas temperaturas (classificação de aproximadamente 80–120°C).

Plásticos de engenharia (POM, nylon, PEEK)

O polioximetileno (POM/Delrin) e a poliamida (nylon/PA) oferecem resistência química, ausência de corrosão e imunidade a muitos lubrificantes — o que os torna escolhas adequadas para aplicações em processamento de alimentos e equipamentos médicos.

O PEEK suporta temperaturas mais elevadas, com operação contínua de até aproximadamente 250°C.

Bronze com grafite

Bronze com insertos de grafite distribuídos ao longo da superfície de apoio.

Durante a operação, o grafite é transferido para o eixo, formando um filme lubrificante sólido. Coeficiente de atrito em condições de trabalho: μ = 0.10–0.20, superior ao compósito de PTFE, porém com maior capacidade de carga em temperaturas elevadas.

Aço e aço inoxidável

O aço carbono temperado integralmente ou temperado superficialmente oferece capacidade de carga muito elevada e excelente resistência ao desgaste, mas, ao contrário do bronze ou do compósito de PTFE, não apresenta propriedades autolubrificantes e requer alimentação contínua de óleo ou graxa por fonte externa.

Os aços inoxidáveis das classes 303, 304 e 316 sacrificam parte da dureza e da capacidade de carga em favor da resistência à corrosão, o que os torna a escolha padrão em processamento de alimentos, aplicações marítimas e ambientes com lavagem frequente, onde o aço carbono ou o bronze comum sofreria corrosão.

Principais parâmetros de desempenho

Valor PV (pressão × velocidade)

O limite fundamental de desempenho para buchas autolubrificantes.

P é a pressão projetada no mancal (carga ÷ diâmetro interno × comprimento, em MPa), e V é a velocidade superficial do eixo (em m/s).

Valores de referência: bronze sinterizado (SAE 841) ≈ 1.75–2.5 MPa·m/s; limite de PV a seco do compósito de PTFE (tipo DU) ≈ 0.04–0.10 MPa·m/s.

Consulte as fichas técnicas dos materiais para as condições reais de aplicação.

Coeficiente de atrito (μ)

Varia de cerca de 0.001 para bronze com lubrificação hidrodinâmica em regime de filme pleno, até 0.03–0.15 para compósito de PTFE operando a seco, e 0.10–0.20 para bronze com grafite.

O coeficiente de atrito não é uma propriedade fixa — ele varia conforme a carga, a velocidade, a temperatura e o estado de lubrificação.

Temperatura de operação

Bronze sinterizado com óleo mineral: normalmente especificado para 80–120°C.

Composto de PTFE: de −200°C a +260°C.

Bronze com grafite: até 300°C+ em algumas classes. Plásticos à base de PEEK: até aproximadamente 250°C em regime contínuo.

Mancais de deslizamento versus rolamentos de esferas

Essa comparação surge em praticamente toda discussão sobre seleção de rolamentos. Nenhuma das opções é universalmente superior — cada uma se destaca em condições específicas. Para uma análise mais detalhada, lado a lado, de capacidade de carga, limites de velocidade e custo, consulte nosso guia completo guia comparativo entre mancal de deslizamento e rolamento de esferas.

A regra prática é a seguinte: quando a velocidade é baixa, as cargas são elevadas, o espaço é restrito ou o acesso para manutenção é limitado, os mancais de deslizamento costumam ser a melhor escolha. Quando a velocidade é alta, a precisão é crítica ou as cargas de choque são severas, os rolamentos são, em geral, a opção mais adequada.

Aplicações por setor

Automotivo

Todo motor de combustão interna contém mancais de deslizamento.

Os mancais principais do virabrequim e os mancais da biela são mancais de deslizamento trimetálicos ou bimétálicos — com base de aço e revestimento de liga de cobre-chumbo ou alumínio — projetados para operar sob carga elevada e calor contínuos.

À medida que as arquiteturas de veículos elétricos evoluem, os casquilhos passam a ser aplicados em novos contextos: apoio do eixo do motor, articulações da caixa de engrenagens e conjuntos de bombas de refrigeração da bateria.

Além do trem de força, os casquilhos também atendem a diversos mecanismos de chassi e carroceria: articulações da coluna e do eixo de direção, pinos da suspensão e das ligações da direção, mecanismos de ajuste e reclinação do assento, dobradiças de portas e capô, e conjuntos de acionamento dos limpadores — aplicações em que o movimento de deslizamento silencioso e de baixo atrito é mais importante do que a rotação em alta velocidade.

Máquinas Industriais

Os apoios de eixo em bombas, compressores, ventiladores, motores elétricos, acionamentos de transportadores, turbinas e equipamentos de moagem estão entre as aplicações de maior volume para casquilhos em todo o mundo.

Sua durabilidade em regime de operação contínua, combinada à baixa necessidade de manutenção, faz deles a escolha preferencial para equipamentos que operam 24 horas por dia, 7 dias por semana, com tempo de inatividade limitado.

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Equipamentos de Construção e Agrícolas

Pinos de braço de escavadeiras, elos de esteiras de tratores de esteira, pinos de cilindros hidráulicos, articulações de implementos e juntas pivotantes e de direção em máquinas agrícolas — sempre que houver cargas estáticas elevadas, movimento oscilante ou rotação lenta, e alta probabilidade de contaminação, os casquilhos de bronze grafitado ou compósitos bimétálicos são a solução padrão.

Marítimo

Os mancais de tubo de popa que sustentam os eixos de propulsão devem suportar cargas radiais elevadas, operar com lubrificação por água — utilizando a água do mar como lubrificante — e tolerar desalinhamento do eixo e incrustações marinhas.

Os mancais com revestimento de borracha, compósitos poliméricos e do tipo cutlass são as opções de material mais comuns nessa aplicação.

Aeroespacial e Defesa

Buchas de atuadores de superfícies de controle, mancais do munhão do trem de pouso e determinados mancais de acionamento de acessórios do motor utilizam casquilhos compostos de alto desempenho.

São comuns os mancais em compósito de PTFE e à base de PEEK.

Energia — Aerogeradores

Os sistemas de controle de passo e os acionamentos de giro de aerogeradores utilizam cada vez mais mancais lisos de grande porte.

Ao contrário das alternativas de elementos rolantes, os mancais lisos suportam o movimento oscilante lento e severamente carregado desses sistemas sem as limitações de fadiga que restringem a vida útil dos elementos rolantes nessa aplicação específica.

Processamento de Alimentos e Dispositivos Médicos

Mancais deslizantes de polímero autolubrificante e de compósito de PTFE sao essenciais sempre que a contaminação do lubrificante possa comprometer a segurança ou a esterilidade do produto.

Neste caso, a especificação é definida por materiais em conformidade com a FDA, resistência a produtos químicos de lavagem e imunidade à corrosão. Ambos os com impregnação de óleo para a indústria de alimentos e de funcionamento a seco graus com certificação NSF estão disponíveis para essas aplicações.

Como Selecionar o Mancal Deslizante Adequado

Analise estes seis fatores em sequência. Deixar qualquer um deles de fora é o que leva a falhas prematuras.

Fig. 5 — Processo de seleção em seis etapas. Siga a sequência; cada etapa condiciona a seguinte.

Defina a carga

Carga radial, axial ou combinada? Calcule a pressão específica projetada do mancal: P = carga aplicada ÷ (diâmetro do furo × comprimento do mancal). Isso define se a aplicação exige uma configuração cilíndrica, flangeada ou com arruela de encosto.

Estabeleça a velocidade do eixo

A velocidade superficial (V = π × diâmetro do eixo × RPM), combinada com P, fornece o valor de PV — o principal critério de seleção de material para mancais autolubrificantes.

Determine o modo de lubrificação

É possível fornecer óleo de forma contínua? Se sim, o bronze com lubrificação hidrodinâmica é viável. Caso contrário, os materiais autolubrificantes — bronze sinterizado para cargas leves, compósito de PTFE ou bronze grafitado para serviços mais severos ou de maior temperatura — são a solução prática.

Identifique o ambiente de operação

Extremos de temperatura, exposição à umidade, a produtos químicos e a partículas abrasivas, além da presença de cargas de choque ou vibratórias, restringem as escolhas de material e projeto.

Considere a dureza e o acabamento da superfície do eixo

Bronze e babbitt exigem eixos temperados com dureza mínima de HRC 45–50 e acabamento Ra 0,4–0,8 μm para obter os melhores resultados. Os compósitos de PTFE são mais tolerantes às condições da superfície do eixo.

Escolha a geometria

Cilíndrico liso para cargas puramente radiais; flangeado quando houver necessidade de posicionamento axial; arruela de encosto quando as cargas axiais precisarem ser suportadas em conjunto com uma bucha radial.

Em caso de dúvida, leve os parâmetros de operação à equipe de engenharia do fornecedor de rolamentos. A consulta não tem custo; um rolamento especificado de forma incorreta gera perda de tempo de produção e retrabalho na substituição.

Modos de falha mais comuns e causas-raiz

Mesmo buchas especificadas corretamente podem falhar quando as condições de operação se alteram. Conhecer os modos de falha contribui tanto para o diagnóstico da causa-raiz quanto para a especificação preventiva.

Perguntas frequentes

O que são buchas?

Buchas são mancais lisos cilíndricos — também chamados de bushings, mancais de deslizamento ou mancais lisos — que suportam um eixo em rotação, oscilação ou deslizamento por meio de contato direto de deslizamento, e não de elementos rolantes.

Sua especificação normalmente considera o conjunto formado por carcaça, bucha e eixo, sendo que a bucha pode ser montada por interferência em um alojamento, como inserto independente, ou fornecida como unidade autônoma, impregnada com óleo ou para funcionamento a seco.

Como funcionam as buchas?

As buchas suportam o eixo sobre um filme fino de lubrificante — ou, em projetos para funcionamento a seco, diretamente sobre um material autolubrificante — e não sobre elementos rolantes. Conforme a carga, a velocidade e a viscosidade do lubrificante, o mancal opera em lubrificação hidrodinâmica (filme completo), mista ou de limite, com o atrito caindo para valores tão baixos quanto μ ≈ 0.001 quando o filme de óleo completo separa o eixo do alojamento.

Qual é a diferença entre uma sleeve bearing e uma bucha?

No uso cotidiano da engenharia, os termos são intercambiáveis — ambos se referem a um mancal liso cilíndrico que suporta um eixo sem elementos rolantes.

Tecnicamente, "bushing" às vezes indica um inserto mais curto, de parede fina e montado por interferência, usado como camisa substituível, enquanto "sleeve bearing" pode indicar um componente mais longo e robusto, destinado a serviço contínuo sob cargas elevadas.

Uma bucha é normalmente especificada por diâmetro interno × diâmetro externo × comprimento — por exemplo, uma bucha de 10 × 12 × 15 mm tem 10 mm de diâmetro interno para o eixo, 12 mm de diâmetro externo e 15 mm de comprimento total. Essa forma abreviada é usada em catálogos de buchas e mancais lisos, independentemente do termo adotado pelo fornecedor.

Na prática, a maioria dos engenheiros e fornecedores utiliza ambos os termos para a mesma categoria de produto. Para materiais específicos de buchas e um critério de seleção dedicado, consulte nosso guia sobre tipos e materiais de buchas.

As buchas precisam de lubrificação?

Isso depende do tipo. Mancais lisos lubrificados a óleo (bronze em aplicações hidrodinâmicas) exigem fornecimento contínuo de óleo.

Rolamentos lubrificados com graxa exigem relubrificação periódica. Já os tipos autolubrificantes — bronze sinterizado, bronze com grafite,

e compósito de PTFE — incorporam o próprio lubrificante e não requerem lubrificação externa em condições normais de operação.

Qual é a vida útil dos mancais de deslizamento?

Em condições hidrodinâmicas de filme integral, com lubrificante limpo, um mancal de deslizamento corretamente especificado não apresenta mecanismo intrínseco de desgaste — sua vida útil é limitada por corrosão, contaminação ou alterações nas condições de operação, e não por fadiga.

Rolamentos de bronze sinterizado em aplicações leves costumam ser especificados para dezenas de milhares de horas de operação.

Rolamentos compósitos de PTFE em aplicações de suspensão automotiva são, em geral, projetados para durar toda a vida útil do veículo.

Qual é a diferença entre um mancal de deslizamento e um rolamento de esferas?

Um mancal de deslizamento não possui elementos rolantes — o eixo desliza dentro de um furo cilíndrico, apoiado por um filme de lubrificação ou por material autolubrificante.

Um rolamento de esferas utiliza pequenas esferas de aço que rolam entre os anéis interno e externo para minimizar o atrito.

Os mancais de deslizamento são, em geral, mais silenciosos em baixas velocidades, mais compactos na direção radial, de menor custo e mais adequados a cargas radiais elevadas com movimento oscilante lento.

Os rolamentos de esferas suportam velocidades mais altas, cargas axiais em ambos os sentidos e cargas de choque com maior eficiência.

Os mancais de deslizamento podem suportar cargas radiais e axiais?

Um mancal cilíndrico liso suporta apenas cargas radiais.

Um mancal de deslizamento flangeado suporta cargas combinadas radiais e axiais por meio da face do flange.

Quando é necessário gerenciar as duas direções de carga com um mancal cilíndrico, adiciona-se uma arruela de encosto separada para absorver o componente axial.

O que provoca a falha de um mancal de deslizamento?

As causas mais comuns são lubrificação inadequada (ruptura do filme, levando ao contato metal com metal), entrada de contaminantes (partículas abrasivas que riscam a superfície), operação fora da faixa de carga ou velocidade de projeto (ultrapassando os limites de PV em tipos autolubrificantes) e folga de montagem incorreta — folga excessivamente apertada provoca superaquecimento, enquanto folga excessiva causa vibração e distribuição irregular da carga.

Para que serve um mancal de deslizamento?

Os mancais de deslizamento apoiam eixos em aplicações nas quais um suporte radial ou axial silencioso, compacto e de baixa manutenção é mais valioso do que velocidades muito altas: motores elétricos, bombas, ventiladores, redutores, turbinas e acionamentos de transportadores em máquinas industriais; virabrequins, bielas, sistemas de direção e pontos de articulação ou pivô em equipamentos automotivos e fora de estrada; além de mecanismos de dobradiça, pivô ou deslizamento linear em praticamente todos os sistemas mecânicos.

Fontes

1. Copper Development Association — Seleção de materiais para rolamentos de bronze: Ver referência técnica

2. GGB Bearings — Soluções de rolamentos de bronze autolubrificantes GGB-DB: Baixar o catálogo em PDF da GGB-DB

3. ASTM B438 — Especificação padrão para rolamentos de metalurgia do pó (PM) à base de bronze, impregnados de óleo: Acessar a ASTM International

4. Wikipedia — Mancal de deslizamento: Leia na Wikipedia