Análisis de estabilidad en cojinetes hidrodinámicos

Autores
Merelli, Claudio Ernesto; Barilá, Daniel Oscar; Vignolo, Gustavo Gabriel; Quinzani, Lidia Maria
Año de publicación
2018
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
Los cojinetes hidrodinámicos (CH) son elementos de máquinas extensamente utilizados como apoyos de ejes en máquinas rotativas. Están compuestos por un eje cilíndrico con capacidad de rotar, un cojinete estático que lo contiene y un fluido lubricante que fluye entre ambos. Los CH son de fácil fabricación, gran versatilidad, extensa vida útil y relativo bajo costo y tamaño si se los comparacon los rodamientos o cojinetes de bolas.Si bien pueden soportar grandes cargas a elevadas velocidades de giro y disipar altas fuerzas de impacto, en ciertas condiciones de carga-velocidad los CH sufren inestabilidades auto-excitadas que pueden conducir a fallas catastróficas. Es por ello que se requiere la comprensión de la interaccióndinámica entre el rotor y sus apoyos.El estudio dinámico de CH realizado en el presente trabajo consiste en el modelado del comportamiento de la película lubricante como un conjunto de resortes no lineales y amortiguadores viscosos que reaccionan ante pequeñas fluctuaciones en el movimiento del rotor alrededor de una posición de equilibrio. Este análisis demanda la incorporación de nuevos términos en la Ecuación de Reynolds, permitiendo el cálculo de los coeficientes elásticos y disipativos a partir de la resolución de cinco ecuaciones diferenciales.El propósito de este trabajo es estudiar la estabilidad en cojinetes de longitud finita, evaluando loscoeficientes dinámicos mediante diferentes métodos de cálculo. Para ello se hace uso de distintasaproximaciones analíticas y numéricas que resuelven la ecuación de Reynolds para flujo reptante,isotérmico e incompresible.
Hydrodynamic journal bearings (CH) are elements widely used as shaft bearings in rotating machines. They are composed of a rotating cylindrical shaft, a static bearing and a lubricant fluid between them. Under certain load-speed conditions, the CH suffer from self-excited instabilities that can lead to catastrophic failures. Thus, it is important to comprehend the dynamic interaction between the rotor and its supports. The dynamic study of CH can be performed modeling the behavior of the lubricating film as a set of non-linear springs and viscous dampers. This analysis requires the incorporation of new terms in the Reynolds Equation (ER). The purpose of this work is to study the stability of finite length journal bearings, evaluating the dynamic coefficients using different analytical and numerical methods. The ER is solved for laminar, isothermal and incompressible flow.
Fil: Merelli, Claudio Ernesto. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Barilá, Daniel Oscar. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina
Fil: Vignolo, Gustavo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina
Fil: Quinzani, Lidia Maria. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentina
XII Congreso Argentino de Mecánica Computacional
Tucuman
Argentina
Universidad Nacional de Tucumán
Asociación Argentina de Mecánica Computacional
Materia
COJINESTES HIDRODINAMICOS
ESTUDIO DE ESTABILIDAD
ECUACION DE REYNOLDS
COEFICIENTES DINAMICOS
HYDRODYNAMIC JOURNAL BEARINGS
STABILITY ANALYSIS
REYNOLDS EQUATION
DYNAMIC COEFFICIENTS
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Los CH son de fácil fabricación, gran versatilidad, extensa vida útil y relativo bajo costo y tamaño si se los comparacon los rodamientos o cojinetes de bolas.Si bien pueden soportar grandes cargas a elevadas velocidades de giro y disipar altas fuerzas de impacto, en ciertas condiciones de carga-velocidad los CH sufren inestabilidades auto-excitadas que pueden conducir a fallas catastróficas. Es por ello que se requiere la comprensión de la interaccióndinámica entre el rotor y sus apoyos.El estudio dinámico de CH realizado en el presente trabajo consiste en el modelado del comportamiento de la película lubricante como un conjunto de resortes no lineales y amortiguadores viscosos que reaccionan ante pequeñas fluctuaciones en el movimiento del rotor alrededor de una posición de equilibrio. Este análisis demanda la incorporación de nuevos términos en la Ecuación de Reynolds, permitiendo el cálculo de los coeficientes elásticos y disipativos a partir de la resolución de cinco ecuaciones diferenciales.El propósito de este trabajo es estudiar la estabilidad en cojinetes de longitud finita, evaluando loscoeficientes dinámicos mediante diferentes métodos de cálculo. Para ello se hace uso de distintasaproximaciones analíticas y numéricas que resuelven la ecuación de Reynolds para flujo reptante,isotérmico e incompresible.Hydrodynamic journal bearings (CH) are elements widely used as shaft bearings in rotating machines. They are composed of a rotating cylindrical shaft, a static bearing and a lubricant fluid between them. Under certain load-speed conditions, the CH suffer from self-excited instabilities that can lead to catastrophic failures. Thus, it is important to comprehend the dynamic interaction between the rotor and its supports. The dynamic study of CH can be performed modeling the behavior of the lubricating film as a set of non-linear springs and viscous dampers. This analysis requires the incorporation of new terms in the Reynolds Equation (ER). The purpose of this work is to study the stability of finite length journal bearings, evaluating the dynamic coefficients using different analytical and numerical methods. The ER is solved for laminar, isothermal and incompressible flow.Fil: Merelli, Claudio Ernesto. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Barilá, Daniel Oscar. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; ArgentinaFil: Vignolo, Gustavo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentina. 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Hydrodynamic journal bearings (CH) are elements widely used as shaft bearings in rotating machines. They are composed of a rotating cylindrical shaft, a static bearing and a lubricant fluid between them. Under certain load-speed conditions, the CH suffer from self-excited instabilities that can lead to catastrophic failures. Thus, it is important to comprehend the dynamic interaction between the rotor and its supports. The dynamic study of CH can be performed modeling the behavior of the lubricating film as a set of non-linear springs and viscous dampers. This analysis requires the incorporation of new terms in the Reynolds Equation (ER). The purpose of this work is to study the stability of finite length journal bearings, evaluating the dynamic coefficients using different analytical and numerical methods. The ER is solved for laminar, isothermal and incompressible flow.
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