Projeto e avaliação do comportamento dinâmico de um conjunto de mancais hidrodinâmicos aplicados a um rotor Jeffcott

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Medeiros, Everton Coelho de [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Mancal hidrodinâmico; Tribologia; Dinâmica de rotores; Rotor Jeffcott; Hydrodynamic bearing; Tribology; Rotordynamics; Jeffcott rotor
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/151475

Os estudos relacionados a máquinas rotativas são muito importantes no apoio e manutenção da operação de máquinas de grande porte, tais como turbo compressores ou turbinas. Modelos analíticos e numéricos têm sido aplicados por anos, entretanto, eles nem sempre apresentam as condições reais dessas máquinas. Por isso, o uso de procedimentos experimentais para a avaliação e validação de resultados de máquinas rotativas é importante para a etapa de projeto mecânico. O uso de modelos em escala, por exemplo, turbinas hidráulicas ou turbinas a vapor, tem sido comum nesta área. Um rotor é dividido em várias partes, sendo uma delas os elementos de suporte, mais especificamente os mancais. Os mancais podem ser divididos em vários tipos, os mais utilizados são os do tipo rolamento e tipo hidrodinâmico. Devido este último ser o mais encontrado em máquinas pesadas, seu estudo é muito importante. Este trabalho objetiva apresentar o projeto de um protótipo de um mancal hidrodinâmico e sua avaliação experimental. O mancal desenvolvido consiste de uma bucha de bronze montada sobre uma casa de mancal de alumínio e sistemas de vedação para o óleo lubrificante. As geometrias das buchas e as propriedades dos fluidos foram analisadas pela medição do comportamento dinâmico de um rotor apoiados por esses mancais. Esta avaliação foi baseada na medição de uma bancada do tipo Jeffcott apoiada em um par de mancais hidrodinâmicos em condições diversas, incluindo combinações entre mancais do tipo rolamento e hidrodinâmico, variação da geometria interna da bucha de bronze e uso de mancal de material compósito com lubrificação de contorno. Podendo concluir que mancais com buchas de geometria fixa e cilíndrica mostram um comportamento anisotrópico, causado pela diferença de rigidez entre os planos horizontal e vertical. Ao variar para mancais de geometria assimétrica (Elíptico e Offset-halves), buchas de material compósito e modificação do tipo de lubrificação este fenômeno de anisotropia é reduzido, levando a condição de apoio para mais próxima de isotrópica. A combinação entre diferentes mancais (rolamento e hidrodinâmico) levou à observação da análise de mancais montados próximo a região do acoplamento de torque e também a importância do sentido da rotação do rotor para a formação do filme de óleo e evitar o seu sobreaquecimento.