Um mancal de deslizamento completo possui diâmetro do eixo de 25 mm , com tolerância unilateral de -0,0375 mm. A bucha possui diâmetro de 25,0375 mm com tolerância unilateral de 0,075 mm. A razão 1 / 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 resolver esse exercício juntos! Temos um mancal de deslizamento completo e precisamos encontrar três coisas: a espessura mínima da película de lubrificante, a perda de potência e o fluxo lateral para uma montagem com folga mínima. Para isso, vamos usar conceitos de lubrificação hidrodinâmica, que estuda como a película de óleo separa as superfícies em movimento, evitando o contato direto e reduzindo o desgaste.

Passo 2

Primeiro, vamos determinar a folga mínima entre o eixo e a bucha. A folga é a diferença entre os diâmetros do eixo e da bucha.
  • Diâmetro do eixo: 25 mm com tolerância de -0,0375 mm
  • Diâmetro da bucha: 25,0375 mm com tolerância de +0,075 mm
A folga mínima ocorre quando o eixo está no seu menor diâmetro e a bucha no seu maior diâmetro:
Folga mínima = (25,0375 , mm + 0,075 , mm) - (25 , mm - 0,0375 , mm) = 25,1125 , mm - 24,9625 , mm = 0,15 , mm í

Passo 3

Agora, vamos calcular a espessura mínima da película de lubrificante. A espessura mínima hmin = Folga mínima2 = 0,15 , mm2 = 0,075 , mm pode ser estimada usando a folga mínima dividida por 2:
í

Passo 4

Vamos calcular a perda de potência devido à viscosidade do lubrificante. A fórmula para a perda de potência P = 2 pi N tau L d60 em um mancal de deslizamento completo é:
V = pi d N60 = pi times 0,025 , m times 110060 approx 1,443 , m/s
Onde:
  • tau = eta cdot Vh = 0,05512 , Pas times 1,443 , m/s0,000075 , m approx 1061,44 , Pa (rotação)
  • P = 2 pi times 1100 times 1061,44 times 1 times 0,02560 approx 3,07 , W (tensão de cisalhamento)
  • (viscosidade)
  • (velocidade tangencial)
  • (diâmetro)
  • é o comprimento do mancal (não fornecido, vamos considerar para simplificação)
Primeiro, calculamos a velocidade tangencial :
Agora, a tensão de cisalhamento :
Finalmente, a perda de potência :

Passo 5

Por último, vamos determinar o fluxo lateral Q = pi d L V cdot folga mínima . O fluxo lateral é a quantidade de lubrificante que circula ao redor do eixo devido à rotação. A fórmula para o fluxo lateral em um mancal de deslizamento completo é:
Q = pi times 0,025 , m times 1 , m times 1,443 , m/s times 0,00015 , m approx 0,0169 , m^3/s í
Usando os valores que já temos:

Resposta

A espessura mínima da película é de 0,075 mm, a perda de potência é de aproximadamente 3,07 W e o fluxo lateral para a montagem de folga mínima é de 0,0169 m³/s.

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