COJINETES DE DESLIZAMIENTO 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

67.12 Mecanismos ‘ B’ Indirecto: por interposición de una sustancia lubricante liquida Cojinetes hidrostáticos Cojinetes de fricción hidrodinámico Cojinete 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

67.12 Mecanismos ‘ B’ Cojinete Hidrostáticos 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) Sustentación del muñón por aplicación del lubricante por presión externa Desventajas:  Incremento del coste económico  Riesgo asociado a la falla en el suministro de lubricante a presión.  Necesidad de un filtrado muy exigente. CARACTERÍSTICAS

67.12 Mecanismos ‘ B’ Cojinete Hidrostáticos En grandes máquinas para disminuir el consumo y desgaste en los arranques, hasta alcanzar el régimen hidrodinámico Sustentación de elementos de grandes dimensiones con muy bajo rozamiento y gran precisión de movimiento. (p.ej. telescopio). Apoyos axiales. APLICACIONES

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67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. de Deslizamiento Seco Ff = μ * W = FmMt = Fm * r Wn = W * cos (  ) y Wt = W * sen (  ) Fm´ = W* (f* cos(  ´) – sen(  ´))

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67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. de Deslizamiento Hidrodinámicos Autosustentación del muñón por acuñamiento del lubricante

67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. de Deslizamiento Hidrodinámicos PERFILES DE PRESIONES Sección transversalPerfil longitudinal p = p ,z = f(  )

67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. de Deslizamiento Hidrodinámicos ARRANQUE Sistema en reposoTransitorio: 1.Rozamiento seco directo entre superficies. 2.El lubricante se interpone entre las superficies 3.Se forma una cuña de lubricante Régimen Superficies separadas: Rozamiento líquido

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67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. Hidrodinámicos - Conceptos COJINETE DE LONGITUD INFINITA pp ----=0  p= p (  ) ZZ LEY DE NEWTON hh ----=0  h=cte ZZ VV  =  *---- YY  = Esfuerzo específico (tensión de corte)  = Constante de proporcionalidad. (viscosidad dinámica o absoluta del lubricante) Recta h min / h max ^ recta de acción W = 90°

67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. Hidrodinámicos - Conceptos LUBRICACIÓN LÍMITE SUPERIOR 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. hh ----=0  VV =0  Cuando

67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. Hidrodinámicos - Conceptos ROZAMIENTO SEMISECO-SEMILIQUIDO h mn   m +  c  Rozamiento Seco (Régimen de Película Delgada) h mn =  m +  c  Rozamiento Semilíquido o Semiseco (Régimen de Película Media) h mn   m +  c  Rozamiento Líquido (Régimen de Película Gruesa) h mn =R -- r  Lubricación Límite Superior ( h mn = h mx)

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67.12 Mecanismos ‘ B’ 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  f0f0 =Nºpi*  * *----- Crpm F0 = Pi * P R  Variable de P=  *-----* diseño y operacional Crpmdel sistema

67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. Hidrodinámicos - Estabilidad de funcionamiento 1 R  P=  *-----* Crpm Pf0T  P 1 2 pm P f0T  P 2

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67.12 Mecanismos ‘ B’ 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)

67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. Hidrodinámicos - Modelo de Reynolds pp  ----= XX YY pp 2V2V =  * XX Y2Y2 VV Siendo:  =  *---- YY U1 pp V=--*Y *----*Y*(Y--h) h 2 * XX

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67.12 Mecanismos ‘ B’ 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

67.12 Mecanismos ‘ B’ Coj. Hidrodinámicos - Diag. Raimondi - Boyd  R2  RP S= *( ---- )*-----=( ---- )* * NºpiCrpmCr2 * Nºpi Siendo el Número (adimensional) de Sommerfeld S: 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 P: número de Petroff

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67.12 Mecanismos ‘ B’ Administrativo TeóricaTeo FallasFatigaArbolesCin Eng Dim Eng PRACTICA Teoría Coj Des Tren Eng Exp TP Coj DesFatigaArbol Engranes Pre TP Corr Coj DesFatigaArbol Apr TP RodCorr Coj Des PARCIAL 1° Recup Día 15/0922/0929/0906/1013/1020/10 APELLIDO y NombrePadrónAus Libreta Brosto, Philippe Tarrab, Santiago Bocchincchio 2 Zanetti 2 LIBRETAS

67.12 Mecanismos ‘ B’ Gracias