Mancais

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A roda, artefato no mínimo pentamilenar, sua invenção se perde na pré-história. É suspeita dos historiadores que este marco tecnológico seja bem mais antigo. Isto não muda o fato de que as rodas primitivas, desencravadas pelos arqueólogos, tenham sido de madeira, inteiriças embora compostas com várias tábuas, e centradas num dos nós, conhecidamente mais duros que a madeira adjacente. O cuidado tem sua motivação: é no eixo que fica o ponto de apoio da massa fixa, sobre a giratória. É deste modo que funcionou o primeiro mancal alguma vez desenvolvido.

Mancais primitivos proporcionam desempenho primitivo: pouca velocidade, alto aquecimento, pouca durabilidade, adequado para as necessidades da época.

Mancais de pouca exatidão representam atrito. Isto implica altas perdas de energia para vencer o mesmo, além de gerar aquecimento nas superfícies de contato. A madeira é conhecida pela flamabilidade como resultado da fricção. Outro fator que implica baixo desempenho são as folgas mecânicas nos mancais, pois a trepidação rouba energia do movimento, dissipando o embalo.

Evolução

Embora seja difícil precisar as épocas dos aperfeiçoamentos, veículos de combate (bigas) têm seu surgimento estimado há 4.000 anos, durante a era do bronze. Um dos avanços consiste na adoção de rodas vazadas, mais leves. Mas para um desempenho em velocidade, são essenciais mancais geometricamente precisos e isentos de folgas proibitivas. Um dos requisitos para a durabilidade é a lubrificação; precária e incipiente na época, baseada em lubrificantes de origem biológica, referenciava-se em experiência e ensaios empíricos. Lubrificantes minerais cientificamente formulados, aplicados automaticamente, estavam milênios no futuro.

As bigas permaneceram em uso até o império romano ocidental, no século IV. Os mancais de eixos de roda continuaram praticamente sem evolução, podendo ter variado no que tange à liga utilizada, e ao uso de bronzinas escamoteáveis.

Mancais modernos

Compostos com bronzinas, sustentam, durante anos e centenas de milhões de ciclos, aplicações como girabrequins, para citar algumas das mais críticas, e câmbios automotivos, de fora-de-estrada e náuticos, mencionando alguns dos mais solicitados. O fato é que esta solução é replicada diariamente milhares de vezes, em indústrias automotivas.

Uma concepção se firmou à medida que a longevidade das máquinas aumentou: a necessidade de reparação. Cada nível de reparo implica custos diferentes. Assim, um rotor é um item complexo, de alto custo de substituição ou conserto; já um mancal é geralmente mais simples e de menor custo de reposição. Seguindo este conceito, mancais sujeitos a desgaste geralmente são fabricados em liga mais macia que a usada nos eixos; no momento da reposição, os eixos estão preservados, bastando portanto substituir os mancais.

Rolamentos

As primeiros protótipos de rolamentos equiparam os veículos militares norte-americanos durante as campanhas da 2ª GG. Suspeita-se que, junto com outros itens tecnológicos, auxiliaram a vencê-la, pois a diagnose posterior de veículos capturados da máquina de guerra alemã, na 2ª GG, os classificou, em grande parte, “no limiar de travamento”. Daí, até à evolução atual, foram cerca de oito décadas, nas quais nasceram os rolamentos de elementos esféricos, cilíndricos, cônicos, sem mencionar as variedades de ligas e acabamentos, tipos de lubrificações, portes, e subprodutos, como retentores. Os rolamentos originaram girabrequins roletados, que proporcionam rotações compatíveis com ambientes de competição: equipam motores cuja rotina consiste de operação durante centenas ou alguns milhares de quilômetros, ao fim dos quais, seguem para desmontagem, para troca dos componentes desgastados, voltando em seguida para as pistas de corridas.

Os mancais são largamente empregados em máquinas estacionárias, muitas vezes aos pares, como em geradores e motores, algumas vezes até em conjuntos de vários mancais, como turbinas, sustentando eixos em processos de alto desempenho. Praticamente tudo que gira depende de apoio de mancais, independente de porte ou tipo.

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