Investigación numérica de las condiciones de lubricación en chumaceras hidrodinámicas con el efecto del desalineamiento del eje

Resumen

Las chumaceras hidrodinámicas radiales se usan ampliamente para soportar carga en máquinas rotatorias que giran a alta velocidad. Teóricamente, las chumaceras hidrodinámicas se diseñan para una vida infinita, pero la precisión en el maquinado, el calentamiento o el desalineamiento con el rotor pueden contribuir a problemas de funcionamiento y a un desgaste indeseado. Un problema que no se puede eliminar es el desalineamiento angular del eje provocado por el peso y la flexibilidad del rotor. El desalineamiento cambia el espesor de película del lubricante afectando las condiciones de lubricación hidrodinámica. En este trabajo se presenta una investigación numérica del comportamiento del campo de presión, el flujo axial, el espesor de película y la fricción viscosa, considerando el desalineamiento del eje por el efecto del peso y la flexibilidad del rotor. El campo de presión hidrodinámica se resuelve utilizando la ecuación de la lubricación de Reynolds junto con una expresión modificada del espesor de película que incluye el desalineamiento del eje. También se presenta una expresión para calcular el máximo desalineamiento permitido por una chumacera, en función del punto de equilibrio de estado estable. Los resultados muestran que a medida que el desalineamiento del eje se incrementa el espesor de película se reduce, causando el incremento de la presión máxima y del flujo axial del lubricante, así como pequeños cambios en la fricción viscosa. Con la finalidad de validar los resultados numéricos obtenidos en esta investigación, se compararon con resultados numéricos reportados en la literatura internacional, dando una buena aproximación.