Estudio experimental de cojinetes hidrodinámicos

Abstract

Los cojinetes hidrodinámicos son elementos que se utilizan generalmente para soportar rotores en máquinas que requieran gran vida útil. Son, por lo tanto, parte fundamental de un sinnúmero de equipos, de las más diversas aplicaciones y potencias. La determinación de los parámetros de flujo en la película lubricante es una herramienta esencial a la hora de diseñar o estudiar el desempeño de tales dispositivos. No obstante, los medios analíticos conocidos son muy limitados debido a la gran cantidad de simplificaciones. Por otra parte, los métodos de simulación numérica requieren de validación experimental cuando sus modelos incorporan complejidades como transferencia de calor y cavitación. Dada la dificultad para encontrar datos de ensayos representativos que comprueben estas formulaciones físico-matemáticas y, como parte de un proyecto integral de estudio de cojinetes hidrodinámicos, se diseñó y construyó un banco de ensayos con el objetivo de medir experimentalmente las variables principales de la película fluida y del cojinete en conjunto. Conforme a los requerimientos, el equipo puede medir presión de lubricante y temperatura del cojinete en distintos puntos y así determinar el perfil circunferencial y longitudinal de ambas magnitudes. Además, determina la posición del rotor y todas las cargas presentes en un ensayo: fuerza vertical, horizontal y par de fricción. El presente trabajo muestra un conjunto de mediciones realizadas con el equipo descripto para un cojinete dado, en diversos estados de carga y a distintas velocidades de rotación. Como es de esperar, las presiones en la película manifiestan una fuerte dependencia con la carga aplicada, mientras que las temperaturas sobre el cojinete lo hacen con la velocidad de rotación. Los resultados de los ensayos son comparados con un modelo numérico termohidrodinámico previamente desarrollado.