Um mancal de deslizamento completo possui diâmetro do eixo de 25 mm , com tolerância unilateral de
. A bucha possui diâmetro de
com tolerância unilateral de
. A razão l/d é unitária. A carga é de 1110 N e o munhão gira a 1100 rpm . Se a viscosidade média é de 0,05512 Pa.s, encontre a espessura mínima de película, a perda de potência, e o fluxo lateral para a montagem de folga mínima.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um mancal de deslizamento completo com dimensões e tolerâncias específicas tanto para o eixo quanto para a bucha. A carga aplicada é de 1110 N, e o munhão está girando a 1100 rpm. A viscosidade do lubrificante é de
. Precisamos encontrar três coisas:
- Espessura mínima da película: A menor distância possível entre o eixo e a bucha para garantir uma lubrificação adequada.
- Perda de potência: A energia perdida devido à fricção do lubrificante enquanto o munhão gira.
- Fluxo lateral: A quantidade de lubrificante que flui lateralmente para manter a folga mínima.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de mecanica dos fluidos, especialmente relacionados à lubrificação hidrodinâmica.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a folga mínima entre o eixo e a bucha. A folga é a diferença entre o diâmetro da bucha e o diâmetro do eixo, levando em conta as tolerâncias.
Dados:
- Diâmetro do eixo:
com tolerância unilateral de . - Diâmetro da bucha:
com tolerância unilateral de .
Calculando os diâmetros máximos e mínimos:
- Diâmetro mínimo do eixo:
. - Diâmetro máximo da bucha:
.
Agora, a folga mínima
é:
Passo 3
Agora que temos a folga mínima, vamos determinar a espessura mínima da película de lubrificante. Em condições de mancal de deslizamento, a película de lubrificante deve ser suficiente para evitar contato direto entre o eixo e a bucha.
Considerando que a folga mínima
já inclui a espessura da película de lubrificante, podemos assumir que a espessura mínima da película
é igual à folga mínima:
Passo 4
Vamos agora calcular a perda de potência devido à viscosidade do lubrificante. A perda de potência
em um mancal de deslizamento pode ser calculada pela fórmula:
onde:
-
é a carga (1110 N), -
é a rotação em rpm (1100 rpm).
Primeiro, convertendo a rotação para rad/s:
Agora, calculando a perda de potência:
No entanto, sem o raio
, podemos simplificar usando:
Sem o valor de
, uma abordagem comum para mancal de deslizamento é usar a fórmula:
Onde
é a velocidade tangencial,
é a viscosidade, e
é a espessura da película.
Calculando
:
Agora, calculando
:
Esse valor parece muito alto, então vamos revisar a fórmula. A perda de potência para revestimentos de película completa é geralmente:
Calculando com os valores:
Passo 5
Por último, vamos calcular o fluxo lateral
necessário para manter a folga mínima. O fluxo lateral em um mancal de deslizamento pode ser determinado pela fórmula:
Onde:
-
, -
, -
.
Calculando
:
Convertendo para
:
Resposta
A espessura mínima da película é de
, a perda de potência é de aproximadamente
e o fluxo lateral necessário para a montagem de folga mínima é de cerca de
.
Exercícios relacionados
Dimensione o mancal
por deslizamento hidrodinâmico. Neste mancal será utilizado óleo lubrificante SAE 40 a
(calcule largura e folga radial). Dimensione também a vazão da bomba de óleo utilizada neste mancal.
O mancal B poderá ser utilizado mancais de deslizamento de lubrificação limítrofe? Caso a resposta seja negativa, quais o motivo? Caso a resposta seja positiva, qual o tipo de material da bucha e qual a folga necessária?
2
Um elevador veicular deverá ter um curso total de 2,5m e deverá levar 2 min para enguer a carga. O peso máximo do veículo é de 1ton. Utilize o fator de segurança 3
para dimensionar o fuso trapezoidal para esta aplicação. Calcule tambem o torque e a potencia necessária.
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para dimensionar o fuso trapezoidal para esta aplicação. Calcule tambem o torque e a potencia necessária.
Um mancal de deslizamento completo possui diâmetro um eixo de 30 mm , com uma tolerância unilateral de
. O orifício da bucha possui um diâmetro de
e uma tolerância unilateral de
. O comprimento da bucha é de 50 mm . A velocidade do eixo é de 1120 rpm e a carga é de
. Analise a montagem de folga mínima e encontre a espessura mínima de película, o coeficiente de atrito e o fluxo total de óleo se a viscosidade média é de
.