Lubrificação e Mancais de Munhão

Alunos: Alessandro Fernandes Cauan Queiros Francisco Leonel Josenilson Edington Lazaro Thiago Albérico

Índice• Tipos de lubrificação• Viscosidade• Equação de Petroff• Lubrificação estável• Lubrificação de filme espesso• Teoria Hidrodinâmica• Considerações de Projeto• As relações das variáveis• Condições de estado permanente em mancais autocontidos• Folgas• Mancais de alimentação por pressão• Cargas e materiais• Tipos de mancal• Mancais de empuxo• Mancais de contorno lubrificado

• O principal objetivo da lubrificação é proteger os componentes da oxidação, reduzir a fricção, o desgaste e o aquecimento, formando uma película protetora que prolonga a vida útil dos componentes.

Objetivo da lubrificação

Tipos de lubrificaçãoCinco formas distintas:

1- Hidrodinâmica ou Filme completo: Condição de lubrificação plena. A película ou cunha de óleo separa completamente as superfícies em movimento relativo.

2- Hisdrostática: O fluido é introduzido sob pressão, de modo a separar as partes, fazendo com que as saliências microscópicas em uma e em outra superfície sejam separadas. Não deve existir movimento entre as partes até que o lubrificante seja introduzido.

3- Elastoidrodinâmica (EHL): Se o contato entre as superfícies não for “conformal”, isto é, envolver nominalmente uma linha ou ponto de contato, então a tensão na zona de contato será geralmente muito maior do que aquela encontrada para condições de lubrificação hidrodinâmica.

4- Contorno: Agem através da formação de filmes de moléculas adsorvidas nas superfícies. Nesse caso, a composição química é mais importante que a viscosidade do lubrificante.

5- Filme sólido: Quando os mancais têm de ser operados a temperaturas extremas. Grafite ou o dissulfeto de molibdênio são usados nessa lubrificação.

Viscosidade

Definição:

-Expressa a facilidade com que um fluido escoa.

-Resistência interna oferecida pelas moléculas de um fluido quando se tenta movimentá-lo.

-Propriedade associada a resistência que o fluido oferece a deformação por cisalhamento

- Muitos fluidos, como a água ou a maioria dos gases, satisfazem os critérios de Newton e por isso são conhecidos como fluidos newtonianos.

Onde a constante μ é o coeficiente de viscosidade, viscosidade ou viscosidade dinâmica.

Figuras

Equação de Petroff

- Foi o primeiro a explicar o fenômeno de fricção de mancais.

- Prevê um coeficiente de atrito bastante preciso, mesmo quando o eixo não é concêntrico.

-A velocidade de superfície do eixo é: U = 2π r N, onde N é a velocidade de rotação do eixo em rev / s.

- A tensão de cisalhamento no lubrificante pode ser representado como segue:

- O torque necessário para cisalhar o filme é:

Equação de Petroff

Mancal de deslizamento (munhão) de Petroff

Torque friccional:

- W é a força atuando sobre o rolamento

- P é a carga radial- f é o coeficiente de atrito

Equações

Equação de Petroff

Número Sommerfeld

Razão de folga radial

Lubrificação Estável

- Restrição de projeto para que a lubrificação de filme espesso seja consistente.

Lubrificação de filme espesso

Razão de excentricidade:

e - excentricidade

C – folga radial

Formação do filme:

Teoria Hidrodinâmica

- Teve sua origem no laboratório de Beauchamp Tower, nos idos de 1880, na Inglaterra.

- O mancal idealizado por Tower tem sua representação esquemática na figura abaixo.

- O lubrificante obedece a lei de Newton de fluxo viscoso.

- As forças devido a inércia do lubrificante são desprezadas.

- O lubrificante é suposto ser incompressível.

-A viscosidade é suposta ser constante através do filme.

-A pressão não varia na direção axial.

Teoria Hidrodinâmica

Mancal parcial utilizado por Tower. Curvas aproximadas de distribuição de pressão obtidas por Tower.

Teoria Hidrodinâmica

- Somatório de forças normais com forças de cisalhamento:

- Velocidade do lubrificante:

- Volume do lubrificante:

Considerações de Projeto

Primeiro grupo de Variáveis:

1. A viscosidade.2. A carga por unidade de area projetada de mancal. 3. A velocidade.4. As dimensões do mancal, r,c, e l.

No segundo grupo as variáveis são dependentes:

1. O coeficiente de atrito f.2. O aumento da temperatura T.3. O fluxo do óleo Q.4. A espessura mínima do filme ho.

Considerações de Projeto

-Velocidade Angular Significativa:

N = |Nj + Nb – 2Nf |

-Nj = velocidade angular do munhão, ver/s.-Nb = velocidade angular do macal, ver/s.-Nf = velocidade angular do vetor de carga, ver/s.

- Critérios de Projeto de Trumpler para Mancais de Munhão:

ho ≥ 0,0002 + 0,00004d in => ho – espessura mínima de filme

Tmax ≤ 250°F

(Wst / lD) ≤ 300 psi

nd ≥ 2 => fator de projeto

As Relações das Variáveis

- Diagramas de Viscosidade:

Viscosidade - Temperatura

- T1 : Temperatura de entrada- ΔT : Aumento na temp. do lubrificante

As Relações das Variáveis

- Espessura mínima de Filme (ho):

- Coeficiente de fricção (f ):

As Relações das Variáveis

- r/c : Variável de fricção-S : Sommerfeld

As Relações das Variáveis

- Fluxo de lubrificante:

Diagrama para determinação da razão de fluxo

Diagrama para variável de fluxo

As Relações das Variáveis

- Elevação da Temperatura de Lubrificante:

Condições de Estado Permanente em Mancais Autocontidos