Mancal deslizamento

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ELEMENTOS DE MÁQUINAS II

PROJETO DE MANCAIS DE DESLIZAMENTO

Natal – RN
Março, 2012
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
CÂMARA DE PROJETOS MECÂNICOS E FABRICAÇÃO
DISCIPLINA: DEM0403-ELEMENTOS DE MÁQUINAS II –T01
PROF.:JOÃO WANDERLEY RODRIGUES PEREIRA
ESTUDO DIRIGIDO: FAÇA UMA ANÁLISE DO PROJETO DE UM MANCAL DE DESLIZAMENTO COM AS CARACTERÍSTICAS MOSTRADAS A SEGUIR
GRUPO VI: Gustavo Santos de Lucena Lira, Igor Guedes Rebouças e Isac Barbosa de Almeida - DATA DA ENTREGA E DEFESA DO TRABALHO: 29/03/2012

QUESTÃO: Um mancal radial de deslizamento, mostrado na figura seguinte, suporta um rotor de turbina avapor com uma carga gravitacional constante de 17kN girando numa velocidade de rotação de 1.800rpm. O diâmetro do munhão foi estabelecido como 150mm, naturalmente para proporcionar suficiente rigidez no eixo. Um sistema de lubrificação forçada suprirá o mancal com óleo SAE 10 com uma temperatura média no filme lubrificante de 82oC. Determinar uma combinação apropriada do comprimento do mancal e dafolga radial. Pede-se para determinar, também, os valores correspondentes do coeficiente de atrito, da perda de potência por atrito, a razão de fluxo de óleo para o mancal e do mancal e, ainda, o aumento da temperatura do óleo ao longo do mancal.
A solução deve ser desenvolvida a partir dos seguintes dados: um mancal radial de deslizamento lubrificado por óleo com um dado diâmetro que suporta o eixodo rotor de uma turbina a vapor com uma carga e velocidade conhecidas. Portanto, com base nestes dados pede-se para determinar o comprimento e a folga radial do mancal. Também estimar os valores correspondentes do coeficiente de atrito, da perda de potência por atrito, das razões de fluxo de óleo e do aumento de temperatura do óleo.
W = 17kN
150
75
c = ?
L = ?
Óleo SAE 10
Tméd =82oC
1.800rpm
Figura – Desenho esquemático do mancal
W = 17kN
150
75
c = ?
L = ?
Óleo SAE 10
Tméd = 82oC
1.800rpm
Figura – Desenho esquemático do mancal

1. OBJETIVO
Projetar um mancal que suporta um rotor de turbina a vapor, calculando alguns parâmetros desconhecidos, como comprimento do mancal, folga radial, coeficiente de atrito e a perda de potência devido a essefenômeno, razão do fluxo de óleo lubrificante e ainda a temperatura do óleo ao longo do mancal.

2. DESENVOLVIMENTO DO PROJETO
Para uma análise mais facilitada do projeto, é necessário fazer algumas considerações e simplificações. As hipóteses a serem consideradas são:
1. Os parâmetros dos mancais são selecionados para que os mesmos operem numa faixa ótima.
2. As condições do mancal sãosupostas em regime (estado permanente) com uma carga fixada em magnitude e direção.
3. O lubrificante é fornecido ao mancal na pressão atmosférica.
4. A influência sobre a razão de fluxo de óleo de quaisquer orifícios ou ranhuras é desprezível.
5. A viscosidade do óleo é constante e correspondente à temperatura média do filme lubrificante fluindo para o mancal e do mancal.
6. Todocalor gerado no mancal é carregado constantemente pelo óleo.

3.1. Comprimento do Mancal (L)
Por se tratar de uma turbina de vapor, podemos estimar a Pressão do Mancal (P) entre 1 MPa e 2 MPa. Sabendo disso, estimamos a pressão em um valor médio igual a 1,55 MPa. A partir da equação para o cálculo da pressão (P), podemos encontrar o valor do comprimento do mancal (L):
P=WDL∴L=WDP=170000,150×1,55×106→L=73,11 mm
Como nas cartas de Raimondi e Boyd as curvas referentes à relação L/D variam entre 1, 1/2 e 1/4, podemos estimar o valor de L de modo que a relação seja 1/2 fazendo L=75 mm. Dessa forma, calculamos um novo valor para P, que é P=1,51 MPa.

3.2. Folga Radial (c)
Analisando o gráfico da Figura 1, em Anexo, percebemos uma faixa que compreende os valores ótimos para...
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