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
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:
Passo 3
Agora, vamos calcular a espessura mínima da película de lubrificante. A espessura mínima
pode ser estimada usando a folga mínima dividida por 2:
Passo 4
Vamos calcular a perda de potência devido à viscosidade do lubrificante. A fórmula para a perda de potência
em um mancal de deslizamento completo é:
Onde:
-
(rotação) -
(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
. 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:
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.