Um pilar é uma coluna que sustenta a estrutura de uma construção. Para isso, ele precisa ser forte e resistente aos desgastes que aparecem com o tempo. Se enfraquecidos os pilares, a casa (literalmente) cai.
Mas por que estamos falando de construções? Ora, porque toda planta industrial também tem seus pilares – os mancais. Essenciais para a operação, esses componentes servem como suporte fixo aos elementos girantes da máquina, garantindo que os sistemas de transmissão mecânica funcionem normalmente.
Como o pilar de uma casa, o mancal suporta todas as cargas projetadas sobre um eixo em constante rotação. E é por conta da sua constituição e do seu trabalho duro que essa peça sofre desgastes e, quando não monitorados, podem prejudicar a produção.
A Tractian preparou este artigo para te ajudar a conhecer mais a fundo os seus mancais e cuidar melhor deles, implementando em seu plano de manutenção algumas técnicas fundamentais para preservar esses ativos e garantir que continuem sustentando o maquinário. Boa leitura!
Para que serve um mancal?
Conforme já mencionamos, a função primária do mancal é ser um apoio para os eixos girantes das máquinas. Deslizantes ou rotativos, eles suportam uma carga enquanto mantêm contato com a superfície do eixo – estando sempre sujeitos às forças de atrito geradas pela rotação.
Você deve saber que o maquinário da indústria só opera se os sistemas de transmissões mecânicas estiverem funcionando devidamente e com eficiência. É isso o que torna os mancais elementos fundamentais à indústria. Uma simples falha inesperada no mancal pode interromper o funcionamento do equipamento em que ele se encontra e, com isso, causar um grande prejuízo à produção.
Logo, a boa manutenção desses componentes é mais do que necessária, e deve priorizar estratégias que detectem antecipadamente as falhas que ainda vão acontecer e repará-las antes que consigam afetar o mancal.
São dois os tipos principais: mancais de deslizamento ou de bucha e mancais de rolamento ou rotativos.
Os do primeiro grupo usam uma bucha fixada ao suporte e apoiam máquinas pesadas e equipamentos de baixa rotação, pois a velocidade reduzida evita que as máquinas, expostas ao atrito, superaqueçam.
Já os mancais do segundo grupo são utilizados quando se deseja ter uma velocidade maior e um atrito menor, limitando as perdas de energia produzidas pelo atrito.
Mancal de deslizamento
Como citamos acima, os mancais de deslizamento são constituídos por uma bucha fixada em um suporte. Sua função é justamente servir de suporte aos eixos girantes, e estão sempre sujeitos às forças de atrito criadas pela rotação do eixo – o que os torna vítimas de vários tipos de danos e falhas.
Alguns dos mancais de deslizamento presentes na indústria são:
- Mancais hidrodinâmicos;
- Mancais hidrostáticos;
- Mancais aerostáticos;
- Mancais magnéticos.
Apesar dos atritos, uma grande vantagem do mancal de deslizamento é a facilidade de montagem e desmontagem. Ele também se adapta bem às circunstâncias e se apresenta em diferentes formatos que permitem uma variedade maior de aplicações.
Por outro lado, conta com algumas desvantagens que devem ser levadas em consideração pelo projeto e pelo plano de manutenção. Podemos citar a alta temperatura que esse tipo de mancal produz quando está em funcionamento, as deficiências de lubrificação e a rigidez que não permite desalinhamentos.
Para que a vida útil desse grupo na planta seja prolongada, é preciso garantir aos mancais de deslizamento um sistema de lubrificação eficiente, a aplicação compatível ao ambiente e o respeito ao limite de carga que o dimensionamento do mancal suporta. Além disso, é ideal que esses componentes sejam acompanhados e analisados constantemente por meio da manutenção preditiva e de algumas inspeções preventivas, a fim de antecipar as falhas e reduzir as paradas inesperadas dos equipamentos.
Mancal de rolamento
O segundo tipo de mancal é constituído de dois anéis concêntricos com elementos rolantes entre eles, que podem ser esferas, rolos ou agulhas. Ele é utilizado para reduzir o atrito de escorregamento produzido quando o eixo da máquina gira dentro do furo. Dessa forma, o rolamento permite o controle do movimento relativo entre duas ou mais partes, limitando as perdas de energia produzidas pelo atrito.
Por conta da maior velocidade e do atrito reduzido, os mancais de rolamento não exigem tantos cuidados especiais de manutenção como os mancais de deslizamento, mas isso não quer dizer que não apresentem algumas desvantagens.
Diferentemente do primeiro grupo, este é bastante sensível aos choques, possui custo de fabricação mais elevado, apresenta baixa tolerância para carcaça e alojamento do eixo, não suporta cargas muito pesadas e ocupa um espaço radial maior.
Em contrapartida, tem também suas vantagens, como a ausência de atritos e superaquecimento, como já mencionada, a necessidade menor de lubrificação, a preservação do eixo e a falta de folgas ao longo de sua utilização.
Mesmo sendo mais resistentes, os mancais de rolamento também podem apresentar falhas prejudiciais à produção e, portanto, devem ser acompanhados e verificados com frequência.
Para avaliar o processo de giro, é necessário girar o rolamento lentamente, constatando se há dificuldades ou não.
A avaliação auditiva também é importante e, para isso, o rolamento deve girar por meio de rotações reduzidas enquanto o manutentor analisa o ruído emitido. Ele pode ser raspante, estrepitoso ou metálico, o que indica que as pistas estão sujas, descascadas, com folgas ou sem lubrificação.
A manutenção de mancais
Por conta de suas características e de seu trabalho duro, é natural que o mancal sofra com os processos de desgaste e desenvolva uma necessidade maior de cuidados especiais e manutenção constante.
Os fortes atritos, principalmente nos mancais de deslizamento, fazem com que esses componentes precisem de bastante lubrificação, um dos cuidados primários. Mas, conforme percebemos diante das diversas diferenças entre os tipos de mancal, a manutenção dessas peças varia de acordo com a função e a aplicação – daí a importância de acompanhar os mancais da sua planta industrial, conhecendo-os a fundo e implementando no plano técnicas que prolonguem sua vida útil.
Quer saber mais sobre como prolongar a vida útil dos seus ativos? Confira este artigo da Tractian.
Mesmo assim, é possível convencionar algumas frequências de manutenção preventiva de um mancal:
- Uma vez ao mês se estiver aplicado a motores elétricos;
- A cada 2 meses se for um mancal de apoio;
- Uma vez ao mês se for um mancal de eixo (responsável pelo sustentamento de polias);
- A cada 15 dias (duas vezes ao mês) se for um mancal para cabeçote.
No tópico anterior, sobre os dois tipos principais de mancais, indicamos alguns cuidados e técnicas de avaliação para cada grupo. A fim de te ajudar a cuidar melhor dos pilares da sua indústria, separamos também algumas orientações gerais importantes para o processo de manutenção dos mancais. Confira:
1. Defina um plano de manutenção estratégico para os mancais
Você já deve estar cansado de saber que uma ação só tem êxito se tiver sido planejada com cuidado e atenção. Logo, para garantir o bom desempenho dos mancais, o primeiro passo deve ser elaborar um cronograma inteligente de inspeções preventivas – ou seja, um cronograma que utiliza a manutenção preditiva como ferramenta da preventiva.
A manutenção preventiva só é útil e rentável quando definida de acordo com as demandas de cada equipamento, que se tornam mais claras quando detectadas por uma tecnologia de monitoramento constante de ativos.
Assim, o gestor de manutenção consegue desenhar um plano estratégico por meio de informações confiáveis e precisas, sendo elas as orientações dos fabricantes dos mancais e os dados coletados e analisados pela ferramenta preditiva adotada.
2. Analise as condições físicas da peça
O trabalho dos mancais de segurar toda a carga colocada sobre o eixo faz com que sofram muito estresse e desgaste durante a operação. Levando isso em consideração, ao analisar um mancal os técnicos devem sempre procurar pelos danos aparentes causados pelo atrito.
Claro, é importante também estar sempre atento aos sintomas “invisíveis” de falha no mancal, como ruídos, aumento de temperatura, excesso de vibração – mas quase todos eles são identificados e diagnosticados logo de cara pelos softwares de monitoramento online que mencionamos, o que libera a equipe para se concentrar em atividades mais importantes.
3. Observe os atritos e os níveis de lubrificação
Conforme já citamos, a lubrificação industrial eficiente é um cuidado extremamente importante para os mancais, já que a maior parte de seus defeitos está relacionada aos atritos. Ao aplicar produtos lubrificantes como óleos e graxas, os atritos durante a rotação do eixo são reduzidos e a vida útil do mancal é prolongada.
É fundamental que os níveis de lubrificação da peça sejam constantemente verificados pelos manutentores, que também devem conferir se há alguma contaminação no lubrificante utilizado e se ele atende aos níveis de qualidade exigidos para reduzir o atrito naquele mancal.
Entenda mais sobre os tipos de lubrificação industrial e sua importância neste artigo.
4. Sempre verifique e siga as normas de segurança
Parece óbvio, mas é sempre importante lembrar. Ao realizar a manutenção de mancais, os profissionais ficam muito próximos às máquinas industriais, suas substâncias e fluidos, o que apresenta alguns riscos à segurança da equipe.
Cada equipamento, em seu manual, tem suas próprias normas de segurança indicadas, e elas devem sempre ser verificadas e seguidas. O uso correto dos EPIs também é extremamente necessário.
Manutenção preditiva: monitoramento online de mancais
Atualmente, não há estratégia de gestão de manutenção mais eficaz e lucrativa que o uso de softwares de monitoramento online de ativos, e com os mancais não seria diferente. Uma pesquisa do ITIC ( Information Technology Intelligence Consulting), apontou que 98% das empresas americanas tiveram prejuízos de cerca de U $100 mil por conta do tempo de inatividade de equipamentos.
Por meio da análise de vibração, temperatura, alinhamento e outros parâmetros do mancal, esse tipo de tecnologia detecta falhas antes mesmo de acontecerem e alerta o gestor de manutenção sobre a situação do componente, orientando-o também em relação à intervenção que deve ser feita, onde e quando.
A plataforma Tractian é um exemplo de software que coleta e analisa os dados dos mancais em tempo real. Automaticamente, envia insights para a equipe, deixando-a sempre a par do que está acontecendo nos pilares da indústria.
Alguns problemas comumente identificados nos mancais por meio da manutenção preditiva são:
- Desalinhamento;
- Temperatura Superior ao Limite definido;
- Aumento Súbito da Velocidade RMS;
- Folgas mecânicas.
Aliando a tecnologia à manutenção, o gestor e a equipe aumentam a confiabilidade dos mancais, o que por sua vez beneficia o desempenho de todo o maquinário. Consequentemente, o número de quebras inesperadas diminui, assim como o desperdício de tempo e recursos com manutenções corretivas emergenciais e inspeções preventivas aleatórias.
Vantagens técnicas do monitoramento ultrassônico em equipamentos rotativos industriais
O mancal vive em um equipamento rotativo, e equipamento rotativo é exatamente onde o monitoramento ultrassônico entrega o que vibração não entrega. Faz sentido entender por que essa técnica virou parte do stack de quem leva a vida útil de mancal a sério. Estamos falando de um sensor ultrassônico que captura atrito metal-metal em frequências acima de 20 kHz — faixa que o sensor de vibração tradicional não enxerga.
Veja onde isso muda o jogo:
Falha incipiente de lubrificação. A maior parte dos defeitos de mancal começa por atrito mal lubrificado. Esse atrito gera onda ultrassônica semanas antes de aparecer assinatura mecânica no espectro de vibração. Sensor ultrassônico contínuo sinaliza o início do problema enquanto ainda dá tempo de relubrificar e estender a vida útil do mancal, em vez de trocar.
Diferenciação entre falta e excesso de graxa. Lubrificação insuficiente gera padrão ultrassônico de alta intensidade. Excesso de graxa gera padrão diferente, mais arrastado. O técnico que opera com sensor ultrassônico portátil ou contínuo consegue saber qual dos dois problemas está acontecendo sem desmontar o mancal.
Detecção precoce de cavitação em bombas centrífugas. Quando a bomba opera fora da curva ideal, o impelidor entra em cavitação e o ultrassom característico aparece antes da vibração mensurável. Em mancais de bomba, isso significa antecipar não só o desgaste do próprio mancal, mas também o dano por erosão no impelidor.
A combinação prática. Para mancal em ativo rotativo crítico, o stack que melhor cobre o espectro de falhas é vibração + temperatura + ultrassom: vibração para falhas mecânicas em estágio médio a avançado, temperatura para sobreaquecimento do rolamento e ultrassom para lubrificação incipiente e cavitação. As três camadas juntas explicam por que mancais monitorados continuamente costumam dobrar a vida útil em comparação com manutenção baseada só em calendário de relubrificação.
Como a Tractian aplica esse stack em mancal de ativo crítico
Mancal monitorado por sensor que combina vibração e ultrassom na mesma cápsula é o que separa programa que descobre o problema antes da lubrificação acabar de programa que descobre depois do rolamento já estar danificado. É exatamente o que o sensor da Tractian entrega.
A vibração da Tractian opera de 0 a 64 kHz em modo HD, sem compressão, e detecta as falhas mecânicas em estágio médio a avançado: desalinhamento, folga, desgaste de pista e defeito de rolamento (BPFO, BPFI). O ultrassom contínuo até 200 kHz captura o atrito anormal por lubrificação degradada na faixa precoce da curva P-F, semanas antes de qualquer assinatura mecânica aparecer.
Para o técnico que está cuidando do mancal, isso significa relubrificar no momento certo, e não trocar o rolamento porque a lubrificação foi descoberta tarde.
A IA da plataforma compara o sinal coletado com um histórico de milhões de horas de máquina, classifica o alerta por severidade e pela criticidade do ativo, e entrega causa raiz com evidência técnica e próximos passos. Quando o caso é de alto impacto e a equipe não tem analista de vibração interno, a Análise Supervisionada da Tractian oferece segunda opinião de especialistas para validar o diagnóstico antes da intervenção.
Se o programa de manutenção dos seus mancais ainda opera por calendário de relubrificação, e a equipe descobre a degradação no momento em que o rolamento já está em curva avançada, fale com um especialista da Tractian e veja como o monitoramento contínuo muda o ponto da curva P-F em que sua equipe consegue agir.
