A importante função do Journal Bearings

Os mancais de deslizamento desempenham um papel muito importante no uso da turbina, mantendo uma interface lubrificada entre um eixo cilíndrico e uma cavidade cilíndrica maior. Seu espaço livre é preenchido com lubrificante, normalmente os casquilhos superiores e inferiores com face de babbit. Este lubrificante forma uma película fina que evita o contato direto metal com metal e a perda de peso do eixo por meio da pressão hidrodinâmica. Inicialmente, o centro do eixo é excêntrico em relação ao centro do rolamento, mas se a velocidade aumentar, o centro do eixo tende a se alinhar com o centro do rolamento, fazendo coincidência completa em alta velocidade.

Ao iniciar e desligar os rotores da turbina, o óleo de elevação de alta pressão é introduzido sob os munhões para evitar o atrito seco, causando perda de torque do rolamento. O eixo gira dentro do casquilho feito de material confiável, muitas vezes poroso, às vezes dividido em duas metades. Este invólucro se encaixa firmemente em um alojamento estático para evitar a rotação com o eixo e manter o alinhamento. Os mancais de deslizamento são produzidos com uma folga menor entre o eixo e o alojamento para facilitar a montagem, permitir a adição de lubrificante, acomodar a expansão térmica e antecipar qualquer desalinhamento.

Entre o munhão e o alojamento, o lubrificante fornece lubrificação essencial, suporta a capacidade de carga e pode enfraquecer as vibrações. Os mancais de apoio de inclinação, um dispositivo mais complexo, incluem apoios de inclinação para aumentar a estabilidade sob instabilidade dinâmica do rotor, embora ofereçam menos amortecimento do que projetos mais simples. Os mancais de rolamento, e não os rolamentos de rolos, exibem uma dinâmica de vibração complexa, impactada por fatores como flexibilidade do mancal, dinâmica de fluidos e dinâmica do rotor, tornando sua análise desafiadora e sem vibração clara da maioria das informações de falha.

O deslocamento, causado por erros de montagem ou deflexão do eixo, influencia as boas características do rolamento, alterando a capacidade de suporte de carga, aumentando as perdas por atrito, alterando a espessura do filme de fluido e alterando as características dinâmicas, como amortecimento e velocidades críticas. Os efeitos térmicos, como pontos quentes e curvaturas térmicas causadas por revestimento irregular na película de óleo, podem desencadear vibrações instáveis perto de velocidades críticas. As condições operacionais afetam a estabilidade do rolamento. Caso a película de óleo lubrificante falhe, isso leva a uma quebra catastrófica.

Os rolamentos de munhão desempenham um papel importante em muitos subsistemas de motores e trens de força, fornecendo suporte para componentes como virabrequins e eixos de comando de válvulas, e são parte integrante de sistemas como trens de válvulas de balancim. Operando principalmente em regime de lubrificação hidrodinâmica, os mancais produzem pressões mais baixas em comparação aos rolamentos de esferas e rolos, reduzindo o desgaste. O espaço entre o munhão e a bucha do rolamento é normalmente de vários micrômetros, suportando a distribuição de carga sem deformação superficial localizada, ao contrário das condições elasto-hidrodinâmicas em outros tipos de rolamento.

Por fim, os mancais são fundamentais para garantir o bom funcionamento e a longevidade das máquinas rotativas, empregando princípios de lubrificação hidrodinâmica para suportar eixos em diversas situações, desde a partida inicial até a operação em alta velocidade.