Cálculos e Considerações em Mancais de Deslizamento

Mancal de deslizamento Prof Me André Chiconi Rialto Mancal de deslizamento 𝑓 𝑟 𝑐 𝑟 𝑐 2 𝜇𝑁 𝑃 Considerações de Projeto As seguintes variáveis ficam em cargo do projetista na fase inicial do projeto geralmente grande parte dessas variáveis já são definidos pelo próprio equipamento 1 Viscosidade 𝜇 2 Carga por unidade de área projetada de mancal P Pa 3 Velocidade n revs ou rps 4 Dimensões do mancal raio do eixo r folga radial c comprimento angular de um mancal parcial 𝛽 e comprimento do mancal l Considerações de Projeto Considerações de Projeto Em consequência dos valores apresentados na concepção do projeto as seguintes variáveis são obtidas 1 Coeficiente de atrito f 2 Aumento de temperatura 𝑇 3 Razão de fluxo em volume de óleo Q 4 Espessura mínima de película ℎ0 5 Excentricidade e Exemplo 1 Determine a espessura mínima de película a excentricidade o coeficiente de filme a taxa de fluxo volumétrico total e lateral e a pressão de filme de um mancal que possui os seguintes parâmetros μ4x106Mpas n30rps F500N r075mm c 00015mm l15mm Exemplo 1 Inicialmente obtémse a pressão nominal do mancal pela equação 𝑃 𝑊 2𝑙𝑟 Para esse exemplo 𝑃 500 215075 222 Exemplo 1 Calculase então o número de Sommerfeld adimensional 𝑆 𝑟 𝑐 2 μ𝑛 𝑃 Para esse exemplo 𝑆 075 00015 2 4106 30 222 0135 Obtémse por fim a relação ld que para esse exemplo será 1520751 Exemplo 1 Do gráfico Espessura Mínima h0 e Razão de Excenticidade obtémse a relação de h0c e ϵec Nesse exemplo para S0135 e ld1 h0c 041 Então h000015041000062 Nesse exemplo para S0135 e ld1 ϵ 058 Então e05800015000087 Variável de espessura mínima de filme h₀hᵣ de film adimensional Exemplo 1 Do gráfico Localização Ângular phi obtémse Φ Nesse exemplo para S0135 e ld1 Φ 525º Posição de espessura mínima de filme φ graus Exemplo 1 Do gráfico Coeficiente de Atrito f obtémse a relação frc Nesse exemplo para S0135 e ld1 frc 35 Então f35000150750007 Variável do coeficiente de atrito Fc adimensional Exemplo 1 Do gráfico Taxa de Fluxo obtémse a relação Qrcnl Nesse exemplo para S0135 e ld1 Qrcnl 428 Então Q4280001507530150216 mm³s ou 216x1010m³s Variável de fluxo fracdotQcw adimensional Exemplo 1 Do gráfico Razão de Fluxo obtémse a relação QsQ Nesse exemplo para S0135 e ld1 QsQ 066 Então Qs066 0216 0143mm³s ou Qs066216x1010143x1010m³s Razão de fluxo fracdotQsdotQ Exemplo 1 Do gráfico Pressão Máxima obtémse a relação Ppmax Nesse exemplo para S0135 e ld1 Ppmax 042 Então pmax222042529Mpa Posição de máxima pressão na película P Pmax ld 1 12 14 Exemplo 1 Do gráfico Posição de Pressão obtémse a posição de máxima pressão ϴpmax e a posição de término de filme ϴp0 Nesse exemplo para S0135 e ld1 ϴpmax 185º ϴp0 77º Posição de término do filme θp0 graus θpmax graus ld 1 12 14 Exemplo 1 Do gráfico Variação de Temperatura obtémse a relação 012𝑇𝑒𝑚 º𝐶 𝑃𝑒𝑚 𝑀𝑃𝑎 Nesse exemplo para S0135 e ld1 012𝑇𝑒𝑚 º𝐶 𝑃𝑒𝑚 𝑀𝑃𝑎 1167 Então ΔT 2160ºC 970 ΔTF Ppsi ou 0120 ΔTC PMPa 1d 970 Tp Ppsi ou 0120 ΔTC PMPa 1 0349 109 6009 40S 0047 467S² 12 0394 552 6392 527S 0036 013S² 14 0933 828 6437 512S 0011 048S² Exemplo 1 Caso já se tenha todos os outros dados é possível usar a relação a seguir ao invés do gráfico obtendo um resultado mais preciso 012𝑇𝑒𝑚 º𝐶 𝑃𝑒𝑚 𝑀𝑃𝑎 𝑟𝑓𝑐 1 1 2 𝑄𝑠𝑄 𝑄𝑟𝑐𝑁𝑗𝑙 Nesse exemplo 𝑟𝑓𝑐 11 2𝑄𝑠𝑄 𝑄𝑟𝑐𝑁𝑗𝑙 122 𝑒𝑛𝑡ã𝑜 Δ𝑇 2260º𝐶 Exemplo 1 A perda de carga é dada pela relação 𝐻𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎 ρ𝐶𝑝Δ𝑇𝑄 1 1 2 𝑄𝑠 𝑄 Para lubrificantes à base de óleo 𝐻𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎 151371Δ𝑇𝑄 1 1 2 𝑄𝑠 𝑄 Exemplo 1 Para esse exemplo 𝐻𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎 00004𝑘𝐽