Ruídos em mancais de rolamento: Quais as causas? Como proceder?

Marcos Thadeu Lobo

Engenheiro Mecânico Graduado Pela Universidade Estadual De Campinas ( Unicamp ) em 1985. Ingressou na Petrobras Distribuidora S/A em 1986 como profissional de Suporte Técnico em Produtos. E atualmente exerce a função de Consultor Técnico Sênior.

Quando são percebidos ruídos anormais em mancais de rolamento lubrificados a graxa, a reação imediata é associar o ruído à deficiência em lubrificação e proceder-se, de imediato, à relubrificação. Em algumas situações, algo intrigante ocorre, então: o ruído no mancal de rolamento retorna aos níveis originais após certo período de tempo. Surge, desta forma, uma pergunta:  qual era a real causa do ruído no mancal de rolamento?

Figuras 1/2 – A reação primeira é associar ruídos anormais à falta de lubrificação

Vamos dividir, em partes, o problema de ruídos em mancais de rolamento:

1. Se foi efetuada a relubrificação a graxa e o ruído cessou por breve período de tempo, é importante verificar se a causa-raiz do problema está relacionada à condição de serviço do mancal de rolamento, visto que modos de desgaste bastante incipientes nos elementos constituintes dos mancais de rolamento (pistas interna e externa, elementos rolantes, gaiola) são suficientes para provocar operação ruidosa.

Figuras 3/4 – Se após a relubrificação o ruído persistir: provável avaria no rolamento

2. Deve-se, após este passo, analisar a situação para a identificação de uma provável causa-raiz de falha em mancal de rolamento lubrificado a graxa. Entre as causas-raiz mais comuns, podemos citar os seguintes modos de falha:

Figuras 5/6 – Os modos de falha em mancais de rolamento podem ter várias causas

2.1. Defeitos de fabricação;

2.2. Uso de graxa inadequada;

2.3. Intervalos de relubrificação excessivamente longos;

2.4. Contaminação da graxa em serviço por material particulado sólido abrasivo;

2.5. Deficiência na montagem (ex.: desalinhamento e desbalanceamento )

2.6. Aplicação ou dimensionamento incorretos.

Figuras 7/8 – Falha por contaminação da graxa  com material particulado sólido abrasivo

É importante frisar que se tem verificado ser pequena a proporção de falhas em mancais de rolamento reconhecidamente provenientes de defeitos de fabricação, quando tais elementos de máquina são produzidos por OEMs tradicionais e adquiridos de fornecedores confiáveis.

Figuras 9/10 – Um rígido controle de qualidade na fabricação de mancais de rolamento

Os OEMs de mancais de rolamento possuem meios técnicos precisos e controle de qualidade confiável, com intento de se detectar falhas de fabricação e se evitar, desta forma, que sejam enviados aos usuários produtos defeituosos. Alojamentos de mancais de rolamento desbalanceados, pistas de rolamento do anel interno ou anel externo contaminadas com material particulado sólido abrasivo, retentores ou blindagens girando no eixo por ajuste com folga excessiva são causas de ruídos e oriundos de falhas de montagem.

Figuras 11/12 – Desalinhamento e contaminantes externos são causa de ruídos

Os ruídos oriundos de falhas de montagem são notados já no início de operação dos mancais de rolamento. Já falhas em retentores e blindagens podem ocorrer em função de falha na relubrificação dos mancais de rolamento (ex.: pressão pneumática da pistola graxeira muita elevada).

Figura 13/14 – Pressão pneumática excessiva em pistolas graxeiras pode causar falhas em retentores e blindagens

Diversas causas de falhas e ruídos em mancais de rolamento

Excesso ou falta de graxa na relubrificação, frequência de relubrificação incorreta, uso de graxa imprópria à aplicação, viscosidade inadequada do óleo básico que compõe a graxa, uso de graxa lubrificante contaminada por material particulado sólido abrasivo, partículas sólidas abrasivas aderidas ao bico da pistola graxeira ou ao pino graxeiro que podem adentrar ao mancal de rolamento etc., são causas de falhas e ruídos em mancais de rolamento causados por deficiências na lubrificação.

Figuras 15/16 – Excesso de graxa e contaminação por partículas abrasivas: causa de falhas e ruídos em mancais de rolamento

Caso, após a aplicação de graxa por relubrificação do mancal de rolamento o ruído existente cessar, podemos avaliar algumas situações para esta ocorrência:

– Partícula de material sólido abrasivo se alojou em uma das pistas do anel interno ou externo e retirou material da superfície metálica, originando um “pitting”;

– O volume de graxa na caixa do mancal de rolamento estava abaixo do recomendado, quando da operação de relubrificação;

– Excessivo engraxamento levou ao aumento da temperatura de serviço da graxa e à separação entre óleo básico e espessante, ou à perda de consistência do espessante, provocando falta de graxa na caixa do mancal de rolamento;

– Relubrificação com graxa incompatível à existente na caixa do mancal de rolamento ou graxa inadequada para a aplicação.

Figuras 17/18 – Remoção de material metálico e falta de graxa: causa de ruído

Busca pela causa-raiz do ruído em mancais de rolamento

Fato é que a adição de graxa como forma de solucionar a ocorrência de ruído em mancais de rolamento pode mascarar a causa-raiz do problema. Para se determinar a real intensidade do problema é importante utilizar-se de dados já existentes como, por exemplo, quais seriam os intervalos de relubrificação para que os mancais de rolamento possam operar sem ruídos.

Várias técnicas de monitoramento como a análise de vibração, a análise por inspeção termográfica e a tecnologia ultrassônica estão disponíveis e serão de grande auxílio na verificação da condição dos mancais de rolamento e na eventual substituição desse elemento de máquina antes que ocorram falhas catastróficas.

Figuras 19/20 – Análise de vibração e monitoramento por tecnologia ultrassônica

Os ruídos apresentados por mancais de rolamento são fortes indícios de anormalidades, podendo ser prenúncio de avaria catastrófica iminente e, tão logo sejam notados, devem ser objeto de ação imediata, visto que bastante mais custoso que o elemento de máquina em si é a indisponibilidade do maquinário.

Figuras 21/22 – Avarias catastróficas em mancais de rolamento