Influência dos parâmetros operacionais no comportamento dinâmico de chumaceiras axiais de esmagamento de película compressível

No presente trabalho são estudadas chumaceiras axiais de esmagamento de película compressível. A lubrificação deste componente mecânico, é conseguida por meio de um fluido gasoso justificando a obtenção de soluções por via de experimentação numérica, uma vez que atualmente ainda não é possível recorrer-se a métodos analíticos. Através da simulação numérica, analisa-se a influência de alguns parâmetros operacionais na resposta deste tipo de chumaceira. Na análise dos resultados verifica-se que a posição média final do elemento suportado é independente da espessura de película inicial utilizada, desde que esta não ultrapasse o valor limite em que a pressão gerada não consiga fazer face à aceleração da massa durante a fase descendente, resultando no contacto entre as superfícies dos elementos da chumaceira. A utilização de frequências elevadas é recomendável uma vez que promove uma maior separação de superfícies, menor dissipação de energia por parte da película lubrificante e menor amplitude de oscilação do elemento suportado, embora com as desvantagens do período transiente ser superior e do ganho do afastamento do elemento suportado se reduzir significativamente, seguindo um modelo assimptótico. Em condições de pressão constante e frequência elevada, o sistema, com o aumento da massa, reage de forma a permitir uma melhor lubrificação da chumaceira e a reduzir a oscilação do elemento suportado. Por outro lado, a rigidez do sistema aumenta fazendo face a uma possível sobrecarga.

This document presents a study of compressible squeeze film thrust bearings. The lubrication of this mechanical component is achieved by a gaseous fluid for which there are no available analytical solutions thus requiring the use of numerical experimentation. Through a numerical simulation, it was analyzed the influence of some operational parameters in the performance of this type of bearing. From the results analysis it can be concluded that the mean final position of the supported element is independent of the initial film thickness used, provided it does not exceed the threshold value at which the pressure generated can not cope with the acceleration of the mass during the downturn resulting in contact between the surfaces of the bearing elements. The use of higher frequencies is recommended since it promotes greater separation between surfaces, lower energy dissipation by the lubricating film and a lower amplitude of oscillation of the supported element, however with the disadvantages of having a larger transient period and a significantly reduced increase in the support element clearance approaching an asymptotic limit. Under conditions of constant pressure and high frequency, the system reacts to an increase in the supported mass leading to an improved lubrication of the bearing and a reduced oscillation of the supported element. It also increases the stiffness coping better with a possible overload.