Diseño de un cojinete de deslizamiento

Enunciado
Para un cojinete hidrodinamico en las condiciones que se describen, determinar:
a) Punto de funcionamiento del cojinete (Tm, ƒÊ) mediante el metodo de la linea operativa.
b) Potencia perdida por rozamiento Hr.
c) Espesor minimo de la pelicula lubricante h0 y su ubicacion ƒ³.
d) Caudal total de aceite Q y caudal lateral o caudal de fuga Qs.
e) Presion maxima de la peliculalubricante Pmax.
f) Ubicacion del punto de presion maxima ĮPmax y del punto de fin de pelicula ĮPo.
g) Capacidad de disipacion de calor del cojinete Hd, y comparacion con el calor generado por
friccion o potencia perdida por rozamiento Hr.
h) Diagrama polar de la distribucion de presiones.
Datos generales
Velocidad de giro : n = 2000 rpm
Juego o huelgo radial : c = 0.03 mm
Espesor minimoadmisible de la pelicula lubricante : hlim = 3 ƒÊm (Corresponde a gorron y
cojinete rectificados)

Últimas dos
cifras del
padrón

Diámetro del
gorrón
D [mm]

00-09
10-19
20-29
30-39
40-49
50-59
60-69
70-79
80-89
90-99

23
30
34
25
32
27
24
30
33
34

Relación
Largo /
Diámetro
L/D
1
½
1½
1
½
1½
1
½
1½
1

Carga aplicada
W [kgf]

Tipo de aceite
utilizadoTemperaturade
inyección [ºC]

200
250
300
350
400
280
325
370
290
310

SAE 20
SAE 30
SAE 20
SAE 40
SAE 40
SAE 20
SAE 30
SAE 40
SAE 50
SAE 50

30
33
35
38
40
31
32
41
42
42

Datos particulares

Deberan incluirse en el trabajo la totalidad de los diagramas de Raimondi y Boyd utilizados
para la resolucion de los diferentes puntos.
En el diagrama Tm - ƒÊ deberatrazarse la linea operativa, mientras que en el resto de los
diagramas debera senalarse como minimo el punto de funcionamiento del cojinete.
Los diagramas de Raimondi y Boyd podran consultarse en los libros gDiseno en Ingenieria
Mecanica h de Joseph Shigley - Charles Mischke, gDiseno de Elementos de Maquinas h de
Virgil Faires, y en el siguiente link :http://www.fi.uba.ar/materias/6712M/fiuba.html

Desarrollo
DISEÑO DE UN COJINETE DE DESLIZAMIENTO
Datos Generales : Carga aplicada : W
Velocidad de giro : n
Juego radial : c
Espesor límite de la película lubricante : hlím
Diámetro del gorrón : d = 2 r
Relación Largo / Diámetro del gorrón : L/d
Temperatura de inyección del lubricante : Tiny
Lubricante utilizado
a) Determinación del punto de funcionamiento mediante el métodode la línea operativa
Cálculo de la carga unitaria : Pm
Pm =

W
W
350kgf
=
=
≅ 5.600.000 Pa = 5, 6 MPa
2rL dL ( 0, 025m ) 2 .1

Determinación del número de Sommerfeld (S)

S=

µn  r 

2

 
Pm  c 

Se toman diferentes valores de viscosidad absoluta μ , y para cada uno de ellos se calcula el
índice del cojinete o número de Sommerfeld.

Punto
1
2
3
4
5
6
7

T30
32,5
35
37,5
40
42,5
50

µ (mPa.s)
286,08
221,18
192,73
154,77
131,33
100,00
70,09

S
0,296
0,229
0,199
0,160
0,136
0,103
0,072

8

60

44,25

0,046

Pág. 1

Determinación de la variable de fricción : x
Con los diferentes valores de S se ingresa en la figura 12-17 (pág. 566), y se obtienen las
correspondientes variables de rozamiento x.
Punto
1
2
3
45
6
7

S
0,30
0,23
0,20
0,16
0,14
0,10
0,072

x=(r.f)/c
5,18
4,39
3,54
3,18
2,91
2,58
2,04

f
0,0124
0,0105
0,0085
0,0076
0,0070
0,0062
0,0049

8

0,046

1,60

0,0038

Pág. 2

Determinación de la variable de flujo : y
Tal como se hizo en el punto anterior, con los diferentes valores de S y el parámetro L/d se
ingresa en la figura 12-18 (pág.567), y sedeterminan las correspondientes variables de flujo
y.
Punto
1
2
3
4
5
6
7

S
0,248
0,207
0,155
0,134
0,124
0,103
0,072

y = Q/(r.c.n.L)
3,95
4,08
4,20
4,26
4,31
4,35
4,44

8

0,046

4,58

Pág. 3

Determinación de la relación de flujo : R
Con los valores ya citados de S y el parámetro adimensional L/d, se ingresa en la figura 12-19
(pág.568), y se hallan...