COJINETES DE DESLIZAMIENTO 67.12 Mecanismos ‘B’

Agenda Cojinetes de fricción o deslizamiento Cojinetes de deslizamiento seco Cojinetes hidrodinámicos Conceptos Modelo de petroff Modelo de Reynolds Diagramas de Raimondi - Boid Trabajo Práctico: Cálculo de variables operativas

Cojinete Cojinetes de Deslizamiento Elemento que dispuesto como soporte o vínculo de un árbol (eje rotatorio), permite la rotación del mismo dentro de él, guiando dicha rotación. Cojinetes de Deslizamiento Directo: de deslizamiento seco Indirecto: por interposición de una sustancia lubricante liquida Cojinetes hidrostáticos Cojinetes de fricción hidrodinámico

Cojinete Hidrostáticos Sustentación del muñón por aplicación del lubricante por presión externa CARACTERÍSTICAS Ventajas: Las superficies se encuentran separadas incluso a velocidad cero Fricción y desgaste en los arranques nulos Se logran cojinetes de gran rigidez (Mayor que los hidrodinámicos) Desventajas: Incremento del coste económico Riesgo asociado a la falla en el suministro de lubricante a presión. Necesidad de un filtrado muy exigente.

Cojinete Hidrostáticos APLICACIONES Sustentación de elementos de grandes dimensiones con muy bajo rozamiento y gran precisión de movimiento. (p.ej. telescopio). Apoyos axiales. En grandes máquinas para disminuir el consumo y desgaste en los arranques, hasta alcanzar el régimen hidrodinámico http://usuarios.multimania.es/jrcuenca/Spanish/Turbinas/T-4.1.8.htm

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Coj. de Deslizamiento Seco Ff = μ * W = Fm Mt = Fm * r Wn = W * cos () y Wt = W * sen () Fm´ = W* (f* cos(´) – sen(´))

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Coj. de Deslizamiento Hidrodinámicos Autosustentación del muñón por acuñamiento del lubricante

Coj. de Deslizamiento Hidrodinámicos PERFILES DE PRESIONES Sección transversal Perfil longitudinal p = p ,z = f()

Coj. de Deslizamiento Hidrodinámicos ARRANQUE Sistema en reposo Transitorio: Rozamiento seco directo entre superficies. El lubricante se interpone entre las superficies Se forma una cuña de lubricante Régimen Superficies separadas: Rozamiento líquido

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Coj. Hidrodinámicos - Conceptos COJINETE DE LONGITUD INFINITA p ---- =  p p () Z h ---- =  h cte Z Recta h min / h max ^ recta de acción W = 90° LEY DE NEWTON V  =  * ---- Y  = Esfuerzo específico (tensión de corte)  Constante de proporcionalidad. (viscosidad dinámica o absoluta del lubricante)

Coj. Hidrodinámicos - Conceptos LUBRICACIÓN LÍMITE SUPERIOR h ---- =  V ---- =  Cuando a) Menor resulta la carga W. b) Mayor resulta la velocidad de rotación (mayor presión hidrodinámica). c) Mayor resulta la viscosidad dinámica del lubricante. d) Mayor es la longitud de muñón y cojinete.

Coj. Hidrodinámicos - Conceptos ROZAMIENTO SEMISECO-SEMILIQUIDO hmn  m + c  Rozamiento Seco (Régimen de Película Delgada) = Rozamiento Semilíquido o Semiseco (Régimen de Película Media)  Rozamiento Líquido (Régimen de Película Gruesa) R -- r Lubricación Límite Superior (hmn = hmx)

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Coj. Hidrodinámicos - Modelo de Petroff HIPOTESIS a) Lubricación Límite Superior b) El huelgo o juego entre cojinete y gorrón está lleno de lubricante c) La distribución de velocidades en el lubricante es lineal (V/y = cte) d) Cojinete de longitud infinita (p/Z = 0) R  f0 = Nºpi *  ------- ----- Cr pm F0 = Pi * P R  Variable de P =  * ----- diseño y operacional Cr pm del sistema

Coj. Hidrodinámicos - Estabilidad de funcionamiento 2 R  P =  * ----- Cr pm 1 1 pm P f0 T  P 2  pm P f0 T P

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Coj. Hidrodinámicos - Modelo de Reynolds HIPOTESIS a) Superfocoes planas (Cr pequeño) b) El huelgo o juego entre cojinete y gorrón está lleno de lubricante c) Cojinete de longitud infinita (p/Z = 0) d) Ejes de simetría de gorrón y de cojinete paralelos (h / Z)

Coj. Hidrodinámicos - Modelo de Reynolds p  ---- = X Y V Siendo:  =  * ---- Y p 2V ---- =  * ------ X Y2 U 1 p V = -- * Y + ------ ---- ( h ) 2 *  X

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Coj. Hidrodinámicos - Variables Variables independientes: de diseño operacional − la viscosidad μ − la carga por unidad de área proyectada, pm. − la velocidad de giro,  − las dimensiones del eje y del cojinete: r, c, L − temperatura inicial del lubricante: T0 Variables dependientes: factores de diseño − coeficiente de rozamiento, f0 − incremento de temperatura, Δt − flujo de lubricante, Q − espesor mínimo de película, ho - Presiones máximas y mínimas, pmax y pmin

Coj. Hidrodinámicos - Diag. Raimondi - Boyd Siendo el Número (adimensional) de Sommerfeld S:  R 2  P S = ---------- * ( ---- ) ----- --------- 2 * Nºpi Cr pm P: número de Petroff hmn / Cr = Variable de espesor mínimo de película Er Excentricidad relativa hmn Posición del espesor mínimo de película R * f0 / Cr Variable de fricción 2 * Nºpi * Q / R * Cr *  * L Variable de caudal circunferencial Qs / Q Relación flujos lateral / circunferencial Pm / pmx Relación presión media / presión máxima po Posición terminal de la película (presión nula) pmx Posición presión máxima

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Administrativo Día LIBRETAS Teórica Teo Fallas Fatiga Arboles Cin Eng   Dim Eng PRACTICA Teoría Coj Des Tren Eng Exp TP Arbol Engranes Pre TP Corr Apr TP Rod PARCIAL 1° Recup Día 15/09 22/09 29/09 06/10 13/10 20/10 LIBRETAS APELLIDO y Nombre Padrón Aus Libreta Brosto, Philippe 91974 2   Tarrab, Santiago 91811 1 ---- Bocchincchio Zanetti

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