Número de Sommerfeld
Calcula o número de Sommerfeld de um mancal de deslizamento, S = (r ÷ c)²·(μ·N ÷ P), a partir da razão raio/folga (r/c), da viscosidade dinâmica do lubrificante μ, da velocidade de rotação N (rev/s) e da pressão específica P (carga/área projetada). O resultado (adimensional) é o parâmetro característico que define o comportamento de um mancal hidrodinâmico: determina a espessura mínima do filme de óleo, a posição do eixo, o atrito e a vazão de lubrificante. Valores baixos indicam mancal muito carregado (risco de contato); valores altos, folga excessiva. É a base do projeto de mancais via cartas de Raimondi-Boyd. Informe a razão r/c, a viscosidade, a rotação e a pressão.
Resultado
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Número de Sommerfeld
O número de Sommerfeld (S) é o parâmetro adimensional que governa todo o comportamento de um mancal de deslizamento hidrodinâmico — aquele em que um eixo gira sobre um filme de óleo que ele próprio bombeia ao girar, sem nunca tocar o metal do mancal. Ele reúne, num único número, as quatro variáveis que importam: S = (r ÷ c)²·(μ·N ÷ P), onde r/c é a razão entre o raio do eixo e a folga radial (tipicamente ~1000), μ é a viscosidade dinâmica do lubrificante, N a velocidade de rotação (rev/s) e P a pressão específica (a carga dividida pela área projetada do mancal). Conhecido S, as clássicas cartas de Raimondi-Boyd fornecem todas as características de operação do mancal: a espessura mínima do filme de óleo (a folga real entre eixo e mancal no ponto mais carregado, que não pode ser menor que a soma das rugosidades), a posição angular do eixo, o coeficiente de atrito, a vazão de óleo bombeada e a temperatura. A leitura física é direta: S baixo significa mancal muito carregado, lento ou com óleo fino — o filme afina e há risco de contato; S alto significa filme espesso e folgado. O projeto busca um S que garanta filme suficiente sem desperdiçar potência em atrito. Informe a razão r/c, a viscosidade, a rotação e a pressão.
Ferramentas Relacionadas
Razão de Excentricidade
Calcula a razão de excentricidade de um mancal hidrodinâmico, ε = e ÷ c, dividindo a excentricidade e (deslocamento do centro do eixo em relação ao centro do mancal) pela folga radial c. O resultado (entre 0 e 1) descreve a posição do eixo dentro do mancal sob carga: ε = 0 significa eixo centrado (sem carga); ε próximo de 1 indica eixo quase tocando o mancal (muito carregado, filme mínimo no limite). A excentricidade cresce com a carga e diminui com a viscosidade e a rotação. A espessura mínima do filme é h_min = c·(1 − ε). Informe a excentricidade e a folga radial.
Parâmetro de Hersey
Calcula o parâmetro de Hersey (número de Hersey) de um mancal, H = μ·N ÷ P, a partir da viscosidade dinâmica μ, da velocidade de rotação N e da pressão específica P. O resultado (adimensional) é a variável do eixo horizontal da curva de Stribeck, que mapeia os regimes de lubrificação: valores muito baixos indicam lubrificação limítrofe (contato metal-metal, alto atrito e desgaste); valores intermediários, lubrificação mista; e valores altos, lubrificação hidrodinâmica plena (filme completo, atrito mínimo). Acompanhar o parâmetro de Hersey ajuda a manter o mancal no regime hidrodinâmico, longe do contato. Informe a viscosidade, a rotação e a pressão.
Torque de Atrito
Calcula o torque de atrito em um eixo ou mancal, T = μ·F·r, multiplicando o coeficiente de atrito μ pela força normal (carga) F e pelo raio r onde o atrito atua. O resultado, em N·m, é o momento que o atrito opõe à rotação — a parcela de torque que o motor precisa vencer apenas para girar o conjunto, sem realizar trabalho útil. Reduzir o torque de atrito (com lubrificação, rolamentos e bons acabamentos) economiza energia e diminui o aquecimento. Multiplicado pela velocidade angular, dá a potência dissipada por atrito. Informe o coeficiente de atrito, a força e o raio.
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