Entenda os Mancais de Bucha: Tipos, Funções e Aplicações

O que são Mancais de Bucha?

Um mancal de bucha, também conhecido como bucha ou casquilho, é um tipo clássico de mancal liso independente. É um componente mecânico projetado para fornecer uma superfície de apoio para aplicações rotativas, reduzindo o atrito entre eixos girantes e elementos de apoio estacionários.

Geralmente, mancais de bucha dependem de plástico, metais macios como babbitt ou filme de óleo para suportar e proteger os eixos em munhões endurecidos. Dependendo do uso e dos requisitos de carga, podem ser feitos de diversos materiais. Diferente da maioria dos mancais de bucha inseridos na carcaça de aplicações rotativas, mancais de bucha lineares são fixados com uma característica radial. Por exemplo, molda-se um anel de retenção no diâmetro externo da bucha que se encaixa no sulco da carcaça ou usa-se anéis de retenção duplos. Esses arranjos reduzem o risco de a força aplicada na bucha pressionar o mancal para fora, retendo e fixando os mancais de bucha mais firmemente.

Mancal Liso (Plain Bearing)

O mancal de bucha é o tipo mais comum de mancais lisos. Mancais lisos são amplamente utilizados em dispositivos com eixos rotativos ou deslizantes. Sem elementos rolantes, também são chamados de mancais de munhão, mancais de deslizamento ou mancais de manga. São o tipo de mancal mais custo-eficiente. Além disso, são compactos e leves, com capacidade de carga ideal. Esses benefícios tornam o mancal popular em aplicações industriais. Por exemplo, são usados em uma ampla variedade de motores, turbomáquinas como turbinas a vapor, compressores, etc. Também são preferidos em aplicações que operam em velocidades relativamente baixas, como eixos de hélice de navios. Como reduzem custos e são simples de integrar ao sistema, também são adequados para uma ampla gama de aplicações de movimento linear e intermitente.

Materiais e Lubrificação

Diferente de outros tipos de mancais que têm elementos rolantes, mancais de bucha dependem de lubrificação fluida. Tipicamente, são utilizados em aplicações relativamente críticas onde falhas do mancal levarão a problemas graves. Devido a essas razões, os materiais dos quais os mancais de bucha são feitos desempenham papel importante na seleção do mancal correto. Materiais de mancais lisos podem variar de bronze sinterizado que precisa trabalhar com óleo a estilos termoplásticos adequados para aplicações a seco com lubrificantes embutidos. O estilo plástico é mais comum em linhas de produção de processamento de alimentos que não requerem a resistência e outras propriedades dos mancais metálicos. Mancais de bucha são tipicamente impregnados com óleo, o que ajuda a reduzir o atrito e fornecer lubrificação. Geralmente são prensados em metal pulverizado ou fundidos em bronze.

Diferentes Tipos de Mancais Lisos

Mancais de Munhão Hidrodinâmicos (Hydrodynamic Journal Bearings)

Uma aplicação clássica é o apoio do virabrequim do motor. O próprio mancal é montado no bloco do motor, e as superfícies lisas são o munhão do mancal principal e o mancal da biela. Mancais de munhão que atuam como mancais de motor operam no regime hidrodinâmico; em geral, os munhões e mancais são separados pela cunha de óleo criada quando o eixo gira. Como são hidrostáticos, o eixo do motor ainda pode ser suportado pelo filme quando não está funcionando. Este tipo de mancal é amplamente usado em turbinas e compressores. Tipicamente, as superfícies dos mancais de munhão são revestidas com babbitt, um metal branco macio adequado para suportar lubrificantes de filme. Em contato com um eixo endurecido, mancais de babbitt fornecem superfícies permissivas.

Mancais de Bucha (Bush Bearings)

Mancais de bucha são semelhantes aos mancais de munhão hidrodinâmicos, porém, além de aplicações rotativas, também são populares para aplicações de movimento linear. São comumente chamados de bucha, mancal de manga ou simplesmente mancal. São mais simples que o tipo munhão, podendo ser inseridos para aplicações hospedeiras, desde guias até mancais de roda. Quanto aos materiais, são tipicamente feitos de bronze sinterizado ou fundido. Os materiais frequentemente são preenchidos com vários lubrificantes, como grafite. Vários termoplásticos também são materiais comuns de mancais de manga.

Estilos típicos de mancais de bucha incluem: bucha de manga (sleeve), bucha com flange (flanged), bucha fendida (split) e bucha com grampos (clenched). Todos são componentes semelhantes a mangas com diferentes diâmetros internos, comprimentos e diâmetros externos. Buchas de manga são inteiramente sólidas; buchas fendidas têm um corte ao longo do comprimento; buchas com grampos têm grampos ou clinches ao longo do corte; bucha com flange é semelhante à de manga mas tem flange na extremidade que se desenvolve para fora do diâmetro externo radialmente. O flange do tipo flanged pode posicionar idealmente a bucha ao fornecer uma superfície de mancal de encosto. Tamanhos em polegadas de mancais de bucha usam o sistema de numeração SAE para garantir dimensões usando o formato IIOO-LL. II é o diâmetro interno em dezesseis avos de polegada. OO é o diâmetro externo, também em dezesseis avos de polegada. LL é o comprimento em oitavos de polegada.

Mancais Esféricos (Spherical Bearings)

Este tipo de mancal liso fornece rotação angular entre braços de controle ou links. Sem elementos rolantes, a pista interna de mancais esféricos gira angularmente dentro de limites enquanto os lubrificantes fornecem a camada lubrificante entre superfícies. Em aplicações críticas como na indústria aeroespacial, pequenas esferas de mancal rolam entre as pistas, gerando atrito muito pequeno nos movimentos de links de controle. Outra aplicação comum deste estilo é para terminais de haste (rod ends).

Buchas de Dispositivo de Furação (Drill Jig Bushings)

Buchas de dispositivo de furação guiam a broca em aplicações de furação de alta precisão. Em operações de furação de metal, são amplamente usadas como componentes únicos que se adequam particularmente à forma de prensa ou forma renovável que são revestimentos substituíveis. Este tipo de mancal trabalha para guiar para uso de apoio. São feitas principalmente de aços muito mais duros e têm tolerâncias mais apertadas para manter a precisão nas operações de máquinas de furação.