Cojinetes hidrodinámicos

COJINETES HIDRODINÁMICOS

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UNIVERSIDAD DE NAVARRA

Cojinetes Hidrodinámicos

INDICE

2.

COJINETES HIDRODINÁMICOS. ....................................................................................... 18
2.1
TEORÍA DE LA LUBRICACIÓN HIDRODINÁMICA..................................................................... 18
2.2
GENERALIZACIÓN DE LA EC. DEREYNOLDS UNIDIMENSIONAL. ........................................... 20
2.3
SOLUCIÓN DE LA EC. DE REYNOLDS EN CASOS PARTICULARES ............................................ 22
2.3.1 Cojinete infinitamente corto. .......................................................................................... 22
2.3.2 Cojinete infinitamente largo........................................................................................... 22
2.4
FACTORES DE DISEÑO. ......................................................................................................... 24
2.5
RELACIÓN ENTRE LAS VARIABLES DE DISEÑO. ..................................................................... 25
2.5.1 Diagramas de viscosidad............................................................................................... 25
2.5.2 Espesor mínimo de película............................................................................................ 25
2.5.3 Coeficiente de rozamiento. ............................................................................................. 25
2.5.4 Flujo de lubricante......................................................................................................... 25
2.5.5 Presión en la película de lubricante............................................................................... 26
2.5.6 Incremento de temperatura. ........................................................................................... 26
2.5.7 Balancetérmico.............................................................................................................. 26
2.6
ORIENTACIÓN AL DISEÑO DE COJINETES. ............................................................................. 27
2.6.1 Orientaciones generales. ................................................................................................ 27
2.6.2 Técnicas de optimización................................................................................................ 28
2.7LUBRICACIÓN HIDRODINÁMICA CON ALIMENTACIÓN A PRESIÓN.......................................... 29

Elementos de Máquinas

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2. COJINETES HIDRODINÁMICOS.
2.1

Teoría de la lubricación hidrodinámica.
La teoría actual de la lubricación hidrodinámica se origina con los
experimentos de Tower en 1880explicados por O. Reynolds. Se resuelve con las
siguientes hipótesis:
− h es pequeño frente a r, se desprecia la curvatura.
− el lubricante cumple la ley de Newton para fluidos viscosos.
− se desprecian las fuerzas debidas a la inercia del lubricante.
− se supone que el lubricante es incompresible.
− la viscosidad es constante en toda la película de lubricante.
− la presión del lubricante no varíaen la dirección axial.
En el caso unidimensional se supone además:
− no existe flujo de lubricante en la dirección z.
− la presión sólo es función de la variable x.
− la velocidad de una partícula de lubricante es función de x e y.
Partiendo del equilibrio de fuerzas sobre diferencial de lubricante se deduce:

Fig. 2.1 Equilibrio de un diferencial de fluido.

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dp ∂τ
=
dx ∂y
∂u
τ =µ
∂y
Sustituyendo, integrando y aplicando las condiciones de contorno (u=0 para
y=0, u=U para y=h).

u=

1 dp 2
U
. ( y − h. y ) + . y
2 µ dx
h

llamando Q al caudal de lubricante y sabiendo que es incompresible:
h

∫

Q = u.dy
0

Q=

como

dQ
=0
dx

U .h h 3...