Capítulo 3

Aula 5 e 6: Capítulo 3 

Eixos, árvores, mancais e guias 

Luziane Barbosa

História 

Luziane Barbosa SENAI - CETEMP

Árvore: 

Luziane Barbosa SENAI - CETEMP 

Elemento que gira 

transmitindo potência. 

Submetido à esforços 

de flexão.

Exemplo de árvore 

O virabrequim transforma movimento 

circular em linear. 


Eixo 


Elemento fixo ou não 

que suporta rodas 

dentadas, polias,etc... 

Sujeito principalmente 

a esforços de flexão.

Exemplos: 


Materais 

Os eixos e árvores precisam de: 

Resistência mecânica: resistência à tração de 500 à 

600N/mm²; 

Resistência ao desgaste: tratamento térmico (têmpera ou 

cementação); 

Podemos usar: 

Aço ABNT 1045 com dureza de 40 a 50 RC após 

revenimento. 

Aços liga com 28-35RC; 

Aços para cementação que devem atingir 56 à 62RC; 


Eixos maciços 

A extremidade do eixo é chanfrada para 

evitar rebarbas. 


Eixos e Árvores Vazadas 

Eixo-árvore vazado são utilizados em máquinas-ferramenta 

para facilitar a fixação de peças mais longas para a usinagem. 

Temos ainda os eixos vazados empregados nos motores de 

avião, por serem mais leves. 


Eixos cônicos 

A parte que se ajusta tem um formato cônico é 

firmemente presa por uma porca. 

Uma chaveta é utilizada para evitar a rotação 

relativa. 


Eixos roscados 

Esse tipo de eixo e composto de rebaixos e furos 

roscados, o que permite sua utilização como elemento de 

transmissão e também como eixo prolongador; 

Utilizado na fixação de rebolos para retificação interna e 

de ferramentas para usinagem de furos. 


Formas de transmissão de força e 

movimento: 

Pela forma: 

Chavetado; 

Entalhado; 

Estriado; 

Seção 

poligonal; 


Pelo atrito: 

Elementos 

anelares; 

Arruelas estreladas;

Transmissão pela forma 


Transmissão pela forma 


Elementos Chavetados 


Usado em: 

Polias; 

Engrenagens; 

Acoplamento;

Elementos Entalhados 

Transmite forças maiores que os chavetados e 

permite distribuição de forças em todo o perímetro do 

encaixe. Podendo ter de 4 a 20 entalhes. 


Elementos Estriados 


Seção transversal 

forte; 

Boa distribuição do 

momento torçor; 

Facilita a 

montagem;

Elementos com Seção Poligonal 


Momento de rotação 

máximo; 

Aproveitamento 

máximo das forças de 

torção.

Transmissão por cardan 


Terminais de cardan 



Transmissão por atrito 


Elementos Anelares 

Dois anéis cônicos apertados entre si e atuando 

simultaneamente sobre o eixo e o cubo, fazendo com que 

as peças giram sem golpe frontal e por isso com rigorosa 

circularidade. 


Arruelas Estreladas 

Proporcionam grande vigor de movimento frontal circular. 

O aperto é produzido pelo aparafusamento que força a 

arruela simultaneamente contra o eixo e o cubo. 


Formas de transmissão de força e 

movimento: 

Pela forma: 

Chavetado; 

Entalhado; 

Estriado; 

Seção 

poligonal; 


Pelo atrito: 

Elementos 

anelares; 

Arruelas estreladas;

Tipos de espiga 


Esforços radiais e eixos 


fatores considerar no projeto de eixos e 

arvores: 

Carga; 

Operação; 

Material; 

Dimensionamento; 

Tratamento térmico; 

Acabamento superficial; 

Tolerâncias. 


Temperatura de operação 

O projeto deve considerar se eixo expande-se e 

contrai-se com as mudanças de temperatura. 


Função de fusível 

Em certas máquinas, alguns eixos assumem a função de fusível 

de segurança, ou seja, sua quebra evita danificação de um outro 

componente mais caro. 


Fatores a observar na usinagem de 

eixos e árvores 

tolerâncias dimensionais; 

tolerâncias geométricas: 

Ovalização (circularidade e cilindricidade); 

Conicidade; 

Excentricidade (concentricidade); 

Estado superficial (Rugosidade); 

Rebarbas; 

Raios de concordância; 

e as posições dos furos para lubrificação. 


A rugosidade depende de cada 

processo 

Ver pág. 248 informação técnicas SENAI 


Montagem 

Durante a montagem o fator mais 

importante a ser observado é o perfeito 

alinhamento do eixo ou da árvore, pois o 

desalinhamento provoca uma rápida 

quebra por fadiga. 


Montagem de retentores 

Montar e dimensionar corretamente afim de evitar 

vazamento de óleo ou sucos no eixo. 


Em gaxetas, 

O aperto deve ser o suficiente para vedar, 

mas não provocar superaquecimento. 


Limpeza na montagem 

É fundamental para evitar o desgaste por 

abrasão provocado pela sujeira. 


Lubrificação 

Não devem esquecer os cuidados com 

lubrificação. 


Principais danos nos eixos e árvores 

Quebra ou deformação por sobrecarga; 

Quebra por fadiga; 

Desgaste acelerado 


Quebra ou deformação por sobrecarga 

Aplicação de força superior a resistência; 

Engripamento das buchas ou rolamentos; 

No caso de virabrequins, engripamentos nos pistões; 

Penetração de um corpo estranho entre os dentes 

das engrenagens; 

Pancadas ou vibrações súbitas; 


Quebra por fadiga 

Caracteriza-se pelo aparecimento de trincas 

sob esforço cíclico ( variação de carga), 

inferior ao limite de escoamento que progride 

até o momento em que a secção restante 

não e suficiente para agüentar a carga e se 

rompe. 



Cantos vivos ( principalmente internos) 

Mudança brusca de secção 

Furos de lubrificação em lugares inadequados 

Desalinhamento dos eixos rigidamente 

acoplados 

Falta de contra pesos; 

Carga radial excessiva imposta pela correia 

ou corrente muito esticada; 

Componentes desbalanceados; 



Recuperação mal feita: 

Sequência de solda errada ou eletrodo 

errado; 

Falta de remoção das trincas ou 

remoção mal feita; 

Endireitamento mal feito ou 

incompleto; 


Mancais de deslizamento 

São conjuntos destinados a suportar as 

solicitações de peso e rotação de eixos e árvores. 


Mancais de deslizamento 

Os mancais, em sua maioria, são constituídos por uma carcaça e 

uma bucha. A bucha pode ser dispensada em casos de pequena 

solicitação. 

Os mancais estão submetidos ao atrito de deslizamento que é o 

principal fator a considerar para sua utilização. 


Classificação quanto aos esforços 

Mancal axial Mancal radial Mancal misto 


Mancal axial 

Impedem o deslocamento na direção do eixo, 

isto é , absorver esforços longitudinais. 


Mancal axial 


Mancal radial 

Impedem o deslocamento na direção do raio, 

isto é, absorvem esforços transversais. 


Mancal radial 


Mancal misto 

Tem, simultaneamente, os efeitos dos mancais 

axiais e radiais. 


Formas construtivas dos mancais 


Mancal axial 

Feito de ferro fundido ou aço, tem como fator principal a forma da 

superfície que deve permitir uma excelente lubrificação. 


Mancais axiais 


Mancais axiais 


Mancal inteiriço 

Feito geralmente de ferro fundido e empregado 

como mancal auxiliar embuchado ou não. 


Mancal inteiriço 


Mancal ajustável 

Feito de ferro fundido ou aço e embuchado. 

A bucha tem sempre forma que permite reajuste radial. 

Empregado geralmente em tornos e máquinas que devem 

funcionar com folga constante. 


Mancal reto bipartido 

Feito de ferro fundido ou aço embuchado com buchas 

de bronze ou casquilhos de metal anti-fricção. 

Empregado para exigências médias. 






Mancal a gás 

O gás ( nitrogênio, ar comprimido,etc.) é introduzido através de 

furos radiais no mancal e mantém o eixo suspenso no furo. 

Isso permite altas velocidades e baixo atrito. 

Empregado em turbinas para esmirilhamento e outros 

equipamentos de alta velocidade. 


Buchas 


Buchas 


Buchas 


Buchas 

Podem ser de forma cilíndrica ou cônica; 

Apoiam eixos e guiam brocas e alargadores. 

Nos casos em que o eixo desliza dentro da 

bucha deve haver lubrificação. 

Podem ser fabricadas de metal antifricção ou 

de materiais plásticos, deve ser fabricada com 

material menos duro que o material do eixo. 


Propriedades dos Materiais para 

buchas 

baixo módulo de elasticidade, para facilitar 

a acomodação à forma do eixo; 

baixa resistência ao cisalhamento, para 

facilitar o alisamento da superfície; 

baixa soldabilidade ao aço, para evitar 

defeitos e cortes na superfície; 


Propriedades dos Materiais para 

buchas 

boa capacidade de absorver corpos estranhos, 

para efeito de limpar a película lubrificante; 

resistência à compressão, à fadiga, à 

temperatura de trabalho e à corrosão; 

boa condutibilidade térmica para dissipar o calor; 

coeficiente de dilatação semelhante ao do aço. 


Materiais para buchas 

Os materiais mais usados são: 

bronze fosforoso; 

bronze ao chumbo; 

Latão; 

ligas de alumínio; 

ligas de cobre sinterizado com adição de 

chumbo ou estanho ou grafite em pó; 

materiais plásticos como o náilon e o 

politetrafluretileno (teflon). 


Casquilho 


Bronzina/Casquilho 

É utilizado para reduzir o atrito e servir de apoio e 

guia para peças giratórias, deslizantes ou oscilantes 

de um conjunto mecânico (por exemplo um motor), 

permitindo-lhes o movimento com um mínimo de 

atrito. 


Buchas sinterizadas 

Os sinterizados são autolubrificantes por serem mergulhados 

em óleo quente após sua fabricação. Este processo faz com 

que o óleo fique retido na porosidade do material e com o 

calor do trabalho venha à superfície cumprir sua função. 


Buchas de Teflon 

Também são auto-lubrificantes por conta de 

sua composição química; 


Buchas grafitadas 

Também são auto-lubrificantes por conta 

de do grafite que é lubrificante;

Capítulo 3

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