Um mancal de lubrificação forçada possui um diâmetro de eixo de 50 mm com uma tolerância unilateral de
. O diâmetro do orifício da bucha é de
com uma tolerância unilateral de
. O comprimento da bucha é de 55 mm . A largura do seu sulco anular central é de 5 mm sendo lubrificado com óleo SAE 30 a
de temperatura e 200 kPa de pressão de suprimento. A velocidade do eixo é de
enquanto carrega uma carga de 10 kN . O reservatório pode dissipar 300 watt por mancal, se necessário. Para folgas radiais mínimas, desenvolva uma avaliação de projeto utilizando os critérios de Trumpler.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício juntos! Você tem um mancal de lubrificação forçada com algumas medidas específicas e condições de operação. O objetivo é avaliar o projeto usando os critérios de Trumpler para garantir folgas radiais mínimas. Vamos precisar entender um pouco sobre mecânica dos mancais, propriedades do óleo lubrificante e como aplicar os critérios de Trumpler para calcular a folga adequada.
Passo 2
Primeiro, vamos listar todas as informações que temos:
- Diâmetro do eixo: 50 mm com uma tolerância de
. Isso significa que o diâmetro mínimo do eixo é . - Diâmetro do orifício da bucha: 50,084 mm com uma tolerância de
. Então, o diâmetro máximo do orifício é . - Comprimento da bucha: 55 mm.
- Largura do sulco anular central: 5 mm.
- Óleo usado: SAE 30 a
. - Pressão de suprimento: 200 kPa.
- Velocidade do eixo: 2880 rotações por minuto (rpm).
- Carga: 10 kN.
- Capacidade de dissipação do reservatório: 300 W por mancal.
Vamos focar nas folgas radiais mínimas usando os critérios de Trumpler. Para isso, precisamos entender como calcular a folga baseada nas condições fornecidas.
Passo 3
Os critérios de Trumpler são usados para determinar a folga adequada em mancais lubrificados, garantindo que o óleo forme uma película lubrificante suficiente para reduzir o desgaste e o atrito. A folga radial mínima (
) pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Onde:
-
é a viscosidade do óleo. -
é a velocidade do eixo em rotações por minuto (rpm). -
é o diâmetro do orifício da bucha.
Vamos explicar cada termo:
- Viscosidade (
): Indica a resistência do óleo ao fluxo. Um óleo mais viscoso cria uma película mais espessa. - Velocidade do eixo (
): Maior velocidade aumenta a necessidade de uma folga maior para manter a película de óleo. - Diâmetro da bucha (
): Um diâmetro maior permite uma folha mais estável de óleo, podendo reduzir a folga necessária.
Passo 4
Primeiro, precisamos determinar a viscosidade do óleo SAE 30 a
. A viscosidade do SAE 30 a essa temperatura é aproximadamente
ou
(centipoise).
Vamos agora substituir os valores na fórmula de Trumpler:
Passo 5
Vamos calcular o denominador primeiro:
Agora, o numerador:
Então,
Passo 6
Portanto, a folga radial mínima calculada usando os critérios de Trumpler é aproximadamente 0,844 mm.
Resposta
A folga radial mínima recomendada, de acordo com os critérios de Trumpler, é aproximadamente 0,844 mm.