Teoria
Introdução
Você sabe o que é um Mancal?
Mancais são estruturas que servem de apoio para eixos giratórios.
Nesse tópico vamos aprender um pouco sobre a Física desses elementos. Bora lá!
Mancais Radiais
Mancais radiais são aqueles que dão suporte lateral a um eixo. Basicamente, um eixo entra em um mancal radial e é separado da superfície do mancal por uma certa folga:
No desenho, o círculo mais interno representa o eixo e o mais externo a superfície do mancal.
Bom, agora imagine que o mancal esteja submetido a uma carga axial Para o corpo ser equilibrado, surgirá uma reação da superfície para o mancal, de mesmo módulo que mas de sentido contrário:
No entanto, essas duas forças não vão ser colineares, ou seja, não estão alinhadas. Pelo contrário, a força será aplicada a uma distância do centro do eixo, numa região conhecida como círculo de atrito:
Sendo assim, a reação vai gerar um momento dado por:
Como:
E Esse carinha é dado por:
Onde é o ângulo de atrito.
Beleza, e se quisermos girar o eixo? Qual o momento necessário para que isso ocorra?
O momento necessário será exatamente
E é isso. Na maioria das questões você terá que usar essa equação do momento! Vamos ver isso melhor nos exercícios.
Mancais de Escoras e Atrito entre Discos
Nesse tipo de mancal, geralmente existem duas superfícies que são comprimidas uma contra a outra, o que gera um atrito entre elas:
Surge, então, da mesma forma que no outro tipo de mancal, a mesma pergunta: Qual é o momento necessário para fazer o mancal girar?
O momento, nesse caso, é dado pela integral:
Onde:
- : o coeficiente de atrito entre os discos;
- a pressão de contato entre os discos;
- a distância do termo infinitesimal até o centro do disco;
- o elemento infinitesimal de Área.
Sendo que essa área onde estamos integrando é a área de contato entre as duas superfícies. Se forem dois círculos, sendo um menor que o outro, será a área do círculo menor.
Quando a pressão for constante:
Para um caso em que a pressão de contato entre as placas é constante, podemos dizer que:
Assim:
Substituindo na integral:
Chamando de:
Assim:
Essa é a equação para o caso em que a pressão é constante! Guarde-a na memória.
E se o mancal que aparecer tiver o formato de um anel com raio interno () e raio externo (), você vai ter que utilizar esta fórmula aqui:
Bora praticar agora!!!