14 tipos de buchas: guia de projeto, materiais e seleção

Existem mais tipos de buchas do que a maioria dos catálogos deixa evidente.

Parte dessa confusão vem do fato de que a classificação de "bushing" costuma ser feita de duas formas: pela configuração física (mancal de deslizamento, flangeada, esférica...) e pelo material (bronze, компósito de PTFE, grafite...).

Ambos os critérios são importantes.

Uma bucha flangeada no material inadequado falha com a mesma certeza que um projeto incorreto no material correto.

Este guia aborda os dois aspectos. Cada seção explica não apenas o que é cada tipo, mas também onde ele realmente funciona — e onde não funciona.

Tipos de buchas por configuração física

Bucha lisa (mancal de deslizamento) — a referência universal

Um cilindro reto — diâmetro interno uniforme, diâmetro externo uniforme, sem recursos adicionais. O eixo passa pelo diâmetro interno; a bucha é alojada na carcaça.

• Ela suporta cargas radiais: forças que atuam sobre o eixo perpendicularmente à sua linha de centro.

Ao pedir a um engenheiro de rolamentos que indique um ponto de partida padrão, é isso que ele responderá.

Simples, econômica e disponível em praticamente todos os materiais — e, justamente por sua ampla utilização, a maior parte do que se escreve sobre seleção de buchas (folga, lubrificação, limites de PV e tolerâncias de ajuste) é baseada na bucha lisa.

Da LILY Bearing buchas lisas estão disponíveis em dimensões padrão e sob medida, nos materiais bronze, compósito de PTFE e polímero.

Para uma análise completa dos tipos de buchas lisas, materiais e critérios para selecionar a opção correta, consulte nossoguia completo de buchas lisas.

Bucha flangeada — carga radial e axial em uma única peça

Uma bucha lisa com colar integrado em uma das extremidades.

A flange assenta-se na face do alojamento, suporta cargas axiais e impede que a bucha seja empurrada para fora do furo.

Não é necessária arruela de encosto separada.

As buchas flangeadas são a escolha adequada quando é preciso suportar cargas radiais e realizar o posicionamento axial.

Elas simplificam a montagem — uma peça em vez de duas — e a flange torna a instalação precisa e repetível.

São comuns em redutores, articulações e em qualquer aplicação em que um eixo precise de localização axial.

Bucha de encosto (arruela de encosto) — gestão dedicada de carga axial

Plana, com formato de arruela, projetada especificamente para cargas axiais — forças que atuam ao longo da linha central do eixo.

A bucha de encosto fica entre duas superfícies rotativas ou alternadas e permite deslizamento controlado com desgaste mínimo.

A confusão com as buchas flangeadas surge com frequência.

A flange suporta carga axial como consequência de sua geometria.

A bucha de encosto é projetada exclusivamente para isso — plana, dedicada às forças axiais e normalmente combinada com uma bucha lisa radial separada.

É comum em transmissões, colunas de direção e conjuntos de engrenagens, em que cargas axiais e radiais precisam ser suportadas por componentes distintos.

Bucha bipartida — projetada para facilitar a manutenção

A bipartição existe por um motivo: evitar a desmontagem da máquina para substituir a bucha.

Em equipamentos industriais de grande porte, isso pode significar a diferença entre uma intervenção de 10 minutos e uma desmontagem que consome meio dia.

O custo está na capacidade de carga: a bipartição reduz a área de contato, de modo que esses casquilhos suportam menos carga do que suas versões maciças.

Posicione a linha de bipartição 90° afastada da direção principal da carga e não os utilize em aplicações com cargas elevadas.

Casquilho esférico — compensa o desalinhamento angular

O desalinhamento ocorre com mais frequência do que os engenheiros preveem.

Dilatação térmica, deflexão sob carga, tolerâncias de fabricação e desgaste — tudo isso gera desvio angular, que um casquilho cilíndrico padrão suporta com dificuldade.

Instala-se o carregamento de borda, e o desgaste se acelera a partir daí.

O projeto esférico absorve esse desalinhamento: o anel interno convexo gira dentro de um anel externo côncavo, permitindo vários graus de movimento angular sem emperramento.

São amplamente utilizados em bieletas de suspensão automotiva, conexões de comando aeronáuticas, articulações agrícolas e ligações industriais pesadas — em qualquer aplicação em que a geometria do conjunto não possa ser mantida perfeita לאורך do tempo.

Tipos de casquilhos por material e construção

O material muitas vezes é mais determinante do que a geometria.

Dois casquilhos de guia idênticos, porém fabricados com materiais diferentes, podem apresentar capacidades de carga, limites de temperatura e necessidades de manutenção totalmente distintas.

Veja o que cada família de materiais oferece — inclusive os limites reais, e não apenas os números de catálogo.

Bronze sinterizado — autolubrificante, baixa manutenção

O pó de bronze é prensado na forma desejada e sinterizado (aquecido até um ponto logo abaixo da fusão), formando uma estrutura porosa que depois é saturada com óleo sob vácuo.

À medida que o casquilho aquece durante a operação, o óleo migra para a superfície de deslizamento.

Ao resfriar, o óleo é reabsorvido. Autolubrificação eficaz para aplicações de serviço leve a moderado, sem necessidade de fornecimento externo de lubrificante.

• Amplamente aplicado em motores elétricos, ventiladores, equipamentos de escritório, eletrodomésticos e máquinas industriais leves.

• Limite de PV a seco: aproximadamente 1,75–2,5 MPa·m/s para graus padrão (SAE 841), até 4,0 MPa·m/s para graus impregnados com óleo de alto desempenho; com lubrificação, o valor é significativamente superior.

• Faixa de operação: −40°C a +150°C (graus padrão) / +180°C (graus de alto desempenho).

Bronze fundido / forjado — máxima capacidade de carga

Bronze maciço usinado a partir de tarugo fundido.

Sem porosidade, portanto não é autolubrificante — porém oferece maior capacidade de carga e resistência à fadiga do que o bronze sinterizado.

Requer lubrificação externa, mas o desempenho sob cargas elevadas e contínuas é significativamente superior.

As buchas de bronze enrolado, conformadas a frio a partir de tira laminada, ampliam a flexibilidade de projeto — cavidades de óleo em formato de losango ou tampões de grafite podem ser incorporados diretamente à superfície para proporcionar autolubrificação limitada.

As ligas mais comuns são CuSn8, CuSn12 e bronze ao chumbo; as ligas com chumbo apresentam usinabilidade superior e, por isso, são frequentemente especificadas para aplicações de maior velocidade.

• Aplicado em redutores industriais pesados, bombas e articulações de equipamentos de construção.

• Faixa de temperatura: −40°C a +150°C.

Composto metal-polímero (PTFE) — funcionamento a seco, atrito ultrabaixo

Estrutura de três camadas: suporte em aço para resistência mecânica e dissipação de calor, camada intermediária de bronze sinterizado para ligação e superfície de deslizamento à base de PTFE para redução do atrito.

Coeficiente de atrito tão baixo quanto 0.04–0.08 — inferior ao do bronze com boa lubrificação.

Opera totalmente a seco, sem necessidade de lubrificação externa em nenhuma etapa da vida útil.

Nas primeiras horas de operação, forma-se uma película de transferência de PTFE sobre a superfície do eixo, que permanece de modo permanente e lubrifica continuamente o contato.

Essa é a tecnologia empregada em pivôs automotivos modernos, articulações aeroespaciais e juntas de automação industrial.

As versões com superfície termoplástica, em substituição ao PTFE, são projetadas para condições de lubrificação marginal.

• Faixa de temperatura: −40°C a +260°C para graus padrão (graus especializados para baixa temperatura alcançam −200°C).

Por que os compostos de PTFE substituíram o bronze em muitas aplicações?

A principal vantagem não está apenas no baixo atrito, mas na eliminação da manutenção. Não há programação de lubrificação, não há necessidade de engraxadeiras, não existe risco de sobrelubrificação ou sublubrificação, e não há lubrificante contaminando o produto. Para articulações seladas ou de difícil acesso, o composto de PTFE muitas vezes é a única solução viável.

Composto bimetálico — ajuste de precisão com alta capacidade de carga

Carcaça externa em aço unida a um revestimento de liga de bronze.

O aço proporciona rigidez estrutural e um diâmetro externo (OD) preciso para ajustes justos no alojamento.

O revestimento de bronze pode ser de bronze fundido maciço para aplicações com óleo ou graxa, ou de bronze sinterizado com lubrificantes sólidos dispersos para uso com lubrificação limitada.

• Uma vantagem importante: após a instalação, as buchas bimetálicas podem ser remanufaturadas por usinagem para obter tolerâncias de furo mais estreitas do que as fornecidas de fábrica.

Importante em equipamentos de precisão, nos quais a folga entre eixo e furo deve ser mantida em 0.001" ou menos. Alta resistência à fadiga e elevada capacidade de carga.

Metálico autolubrificante — alta carga e funcionamento a seco

Base metálica de alta resistência com lubrificantes sólidos — grafite, MoS₂ ou PTFE — uniformemente incorporados em inserções ou dispersos ao longo da camada de deslizamento.

O metal suporta a carga estrutural; os lubrificantes sólidos reduzem o atrito sem necessidade de fluido.

Isso oferece o que os compósitos de PTFE não conseguem: capacidade de carga muito elevada combinada com operação a seco.

• A faixa de temperatura normalmente se estende até 300–400°C— bem acima do limite dos compósitos de PTFE.

• Utilizadas em articulações de serviço pesado, pinos de equipamentos de construção, aplicações marítimas e em qualquer situação que exija elevada carga e operação isenta de manutenção.

Polímero / plástico — resistente à corrosão e leve

Nylon (PA), acetal (POM), UHMW-PE, PTFE, PEEK — imunes à maioria das formas de corrosão, resistentes a agentes químicos, leves e autolubrificantes.

Os graus padrão de nylon têm limite de 100–130°C; o acetal (POM) é inferior, em torno de ~100°C. O PEEK de alto desempenho alcança cerca de ~250°C.

Escolha padrão para equipamentos de processamento de alimentos (materiais em conformidade com a FDA), dispositivos médicos, eletrodomésticos e máquinas industriais leves, em aplicações nas quais a limpeza química é um requisito relevante.

Quando a temperatura elevada também entra em cena, o PEEK costuma ser a opção final da maioria dos engenheiros — o custo é mais alto, mas nenhum outro polímero chega perto em 200–250°C.

Grafite — quando todo o restante já se degrada

A estrutura cristalina em camadas da grafite desliza com facilidade em escala atômica, proporcionando lubrificação a seco sem qualquer fluido carreador.

Eficaz até aproximadamente 350–400°C no ar (a oxidação se inicia acima dessa faixa); em atmosferas inertes, a temperatura admissível é significativamente maior.

Padrão para fornos industriais, válvulas de vapor, linhas de produção de vidro e transportadores de alta temperatura.

Há uma limitação importante: a grafite é frágil.

Ela suporta bem cargas contínuas, mas se rompe sob impacto ou choque — especificá-la em uma aplicação com vibração é um erro comum e oneroso.

Também é eletricamente condutiva, o que raramente importa, mas deve ser considerado quando esse fator for relevante.

Sem líquidos, sem manutenção programada e sem degradação por calor contínuo — dentro desses limites, é difícil encontrar solução superior.

Compósito enrolado por filamento — corrosão e impacto reunidos

A bucha indicada quando é necessário, ao mesmo tempo, resistir à corrosão e suportar cargas reais de impacto — exatamente o cenário de pinos de guindastes offshore, articulações navais e mecanismos de ligação em plantas químicas.

Fibra de vidro ou de carbono enrolada em resina epóxi de alta temperatura, com revestimento interno de baixo atrito.

Os metais corroem em água do mar; os polímeros não suportam a carga estrutural.

O compósito enrolado por filamento reúne as duas funções — o reforço de fibras suporta cargas reais de impacto, enquanto a matriz resiste ao ataque químico.

Uretano / Poliuretano — desempenho elastomérico entre a borracha e o plástico rígido

O poliuretano é um elastômero, não um plástico rígido — em comportamento, situa-se entre a borracha e o plástico duro, com dureza ajustável pela formulação (Shore A 70–95).

Essa flexibilidade o torna especialmente adequado para aplicações com articulação oscilante:

• braços de suspensão

• suportes da barra estabilizadora

• articulações de equipamentos agrícolas

• máquinas industriais em que a resistência a choque e abrasão é mais importante do que o baixo atrito

A capacidade de carga chega a cerca de 2,500 psi (17 MPa) — suficiente para a maioria dessas aplicações, mas abaixo do limite do nylon.

• Dois limites importantes: ele se degrada acima de aproximadamente 120–150°C e não é adequado para ambientes de alta temperatura.

Aplicações de pivô dinâmico também exigem lubrificação com graxa — o contato seco entre poliuretano e metal gera ruído e desgaste.

Não é um material para operação a seco.

Referência rápida: todos os tipos em resumo

Use esta tabela para identificar rapidamente os tipos indicados para cada aplicação.

Como selecionar o tipo adequado

Siga esta sequência na ordem indicada. A primeira condição que elimina uma opção costuma ser a resposta correta:

Comece pela direção da carga

• Apenas radial: bucha.

• Axial: adicione arruela de encosto ou utilize versão flangeada.

• Ambas: projeto flangeado ou bucha + arruela de encosto.

Determine a disponibilidade de lubrificação

Junta vedada, sem acesso para manutenção ou ambiente alimentício/farmacêutico: é necessário material autolubrificante.

As opções dependem da temperatura —

• bronze sinterizado e polímero para faixas mais baixas,

• compósito de PTFE até 260°C,

• acima disso, autolubrificante metálico ou grafite

Com sistema de lubrificação externo disponível: a seleção de materiais se amplia em todos os casos.

Verifique a temperatura de operação

• Abaixo de 150°C: a maioria dos materiais é aplicável — observe que o limite do poliuretano está na faixa inferior desse intervalo (~120–150°C).

• 150–260°C: compósito de PTFE ou autolubrificante metálico.

• Acima de 260°C: autolubrificante metálico ou grafite.

Avalie a exposição a agentes químicos e ao ambiente de operação

Água do mar ou produtos químicos agressivos: polímero, compósito enrolado por filamento ou versões com suporte em aço inoxidável.

Calcule o valor de PV

Pressão de contato (MPa) × velocidade de deslizamento (m/s) = PV.

Confirme que o resultado está abaixo do limite de PV nominal do material, com uma margem de segurança de 2× para aplicações severas.

Verifique o ajuste e a folga

Consulte a folga recomendada pelo fabricante entre eixo e furo para o material e o tamanho específicos.

Para montagem com ajuste por interferência, confirme se a tolerância do furo do alojamento gera a interferência correta.

O erro de seleção mais comum

Escolher o material antes de analisar as condições de operação — ou decidir apenas pelo preço. Uma bucha de bronze sinterizado barata não gerará economia se a aplicação operar a seco em 200°C. Selecione o material com base nas condições reais de operação, e não na ordem de compra

Perguntas frequentes

Qual é o tipo de bucha mais comum?

A bucha lisa cilíndrica é, de longe, a mais comum. Trata-se de um tubo cilíndrico reto — simples, econômico e disponível em todos os materiais.

A maioria das máquinas industriais, motores e produtos de consumo utiliza alguma variante desse projeto.

Qual é a diferença entre uma bucha flangeada e uma bucha cilíndrica?

A bucha cilíndrica é um corpo liso que suporta apenas cargas radiais. Já a bucha flangeada possui uma aba integral em uma das extremidades, que apoia contra a face do alojamento e permite suportar cargas axiais simultaneamente.

Quando é necessário posicionar o eixo axialmente, ou quando há forças atuando ao longo de sua linha de centro, o modelo flangeado atende a ambas as funções sem a necessidade de uma arruela de encosto separada.

Qual material de bucha apresenta a maior vida útil?

Não existe uma resposta única — a vida útil depende integralmente de o material estar ou não adequado à aplicação.

Um composto de PTFE operando dentro do seu PV nominal, em uma junta vedada, pode durar toda a vida útil da máquina.

A mesma bucha, se submetida a sobrecarga ou temperatura excessiva, falhará rapidamente.

Os projetos bimetálicos e metálicos autolubrificantes geralmente oferecem a melhor combinação de capacidade de carga e durabilidade em condições severas.

Que tipo de bucha é mais indicado para altas temperaturas?

O grafite suporta as temperaturas mais elevadas em ambientes inertes ou com vapor — bem acima de 500°C em condições livres de oxigênio.

Em ar livre, a oxidação se inicia em torno de 350–400°C; portanto, considere esse valor como o limite prático.

Para 260–400°C quando são exigidas simultaneamente alta carga e operação a seco, as soluções metálicas autolubrificantes (grafite ou MoS₂ em matriz metálica) são a opção mais confiável.

Os compósitos com PTFE suportam até 260°C; as buchas poliméricas variam: acetal ~100°C, nylon 100–130°C, PEEK ~250°C.

É possível substituir uma bucha de bronze por uma de borracha?

Não são intercambiáveis.

As buchas de borracha são projetadas para absorver vibrações e permitir flexibilidade controlada — por isso são aplicadas em sistemas de suspensão e fixação automotivos.

As buchas de bronze funcionam como superfícies de apoio rígidas para eixos rotativos ou deslizantes. Atendem a funções distintas e não podem ser substituídas.

Defina corretamente as condições de operação, selecione o material adequado e verifique a montagem — em essência, é isso.

Para conhecer os fundamentos de funcionamento das buchas e sua especificação, consulte nosso artigo O que são buchas?.

Para uma comparação detalhada com rolamentos de elementos rolantes, acesse Buchas vs. rolamentos: tudo o que você precisa saber.

A LILY Bearing é especializada em mancais de deslizamento e buchas autolubrificantes há mais de 25 anos.

Se a sua aplicação não se enquadrar claramente em nenhuma das categorias acima, nossa equipe de engenharia pode ajudar a encontrar a solução adequada — entre em contato conosco para suporte na aplicação.