Calculadora de carga de mancal
Uma carga radial aplicada entre dois mancais se divide entre eles na proporção inversa das distâncias. Informe a carga e as duas distâncias e obtenha a reação em cada apoio; acrescente o furo e o comprimento da bucha para ver a carga específica em N/mm².
Use a calculadora para um eixo ou pino apoiado em dois pontos com uma carga radial entre eles: um pino de articulação em duas buchas, um eixo de bomba entre dois mancais, um rolo sobre um eixo. Para várias cargas, calcule cada uma separadamente e some as reações em cada mancal.
Fórmula: reações de um eixo biapoiado
Para uma carga P a uma distância L1 do mancal 1 e L2 do mancal 2, o equilíbrio de momentos em torno de cada mancal dá R1 = P · L2 / (L1 + L2) e R2 = P · L1 / (L1 + L2). O mancal mais próximo da carga recebe mais; se a carga estiver exatamente sobre um mancal, ele recebe tudo. R1 + R2 é sempre igual a P.
As fórmulas supõem a carga entre os mancais. Com carga em balanço, fora do vão, uma das reações fica negativa (atua no sentido contrário) e o módulo dela pode superar P; esse caso merece um esboço e uma mensagem para nós, mais do que uma calculadora.
Da reação à carga específica
Os materiais de mancais de deslizamento são classificados pela carga específica, que é a reação dividida pela área projetada da bucha: p = R / (d × L), em N/mm² (1 N/mm² = 1 MPa ≈ 145 psi). Informe o furo e o comprimento e a ferramenta mostra p em cada mancal. Compare com o limite das páginas de produto: as buchas de aço temperado JBM-ST, por exemplo, são cotadas para 250 N/mm² estáticos; bronze fundido e bimetálicas têm valores menores, que dependem da liga.
Limite estático não é limite de operação. Uma bucha que se movimenta também tem limite de PV, o produto da carga específica pela velocidade de deslizamento; use a calculadora PV de mancais de deslizamento para essa verificação.
Quando os dois mancais recebem cargas muito diferentes, é normal especificar uma bucha mais comprida ou de outro material no lado mais carregado, em vez de superdimensionar as duas.
Exemplo de cálculo
Um pino de caçamba recebe P = 120 kN entre duas buchas, a 120 mm do mancal 1 e a 80 mm do mancal 2. R1 = 120 × 80 / 200 = 48 kN e R2 = 120 × 120 / 200 = 72 kN. Com buchas de furo 60 mm × 70 mm de comprimento, a área projetada é de 4.200 mm², o que dá 11,4 N/mm² no mancal 1 e 17,1 N/mm² no mancal 2, ambos muito abaixo da capacidade estática de uma bucha de pino de aço temperado ou bimetálica.
Hipóteses e limites
O cálculo é estática plana. Ele desconsidera:
- O peso do eixo e o atrito dos mancais, em geral pequenos frente à carga aplicada.
- Desalinhamento e flexão do eixo, que concentram a carga nas bordas da bucha; buchas compridas em eixos flexíveis veem nas bordas uma pressão maior do que p sugere.
- Cargas axiais (de encosto), que são absorvidas por flanges ou arruelas de encosto e não fazem parte da reação radial.
- Fatores dinâmicos e de choque. Multiplique P pelo fator de serviço da sua máquina antes de comparar com um limite estático.
Perguntas frequentes
Qual mancal é o mancal 1?
O que você escolher; a ferramenta é simétrica. Identifique o esboço, informe como L1 a distância da carga até esse mancal, e os resultados seguem a mesma identificação.
E se a carga não estiver entre os mancais?
Então o eixo está em balanço e uma das reações inverte o sentido. As fórmulas acima deixam de valer diretamente; envie o esboço e calculamos as reações com você.
Por que a ferramenta pede o furo e o comprimento da bucha?
Para converter a reação em carga específica, que é como os materiais de mancais de deslizamento são classificados. A área projetada é furo × comprimento, não a área da superfície curva.
Posso usar kN ou lbf?
Informe newtons ou libras-força conforme o seletor de unidades; digite 120000 para 120 kN. Resultados acima de 10 kN são exibidos em kN.
Conhece a carga? Nós propomos o material.
Envie as reações, o diâmetro do pino e o comprimento da bucha com a aplicação. Nossos engenheiros devolvem material, medida e cotação em até 12 horas.