Cojinete de ranura espiral

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Surco espiral rodamientos axiales de son automáticos utilizados para reducir la fricción y desgaste sin el uso de lubricantes a presión los rodamientos. Tienen esta capacidad debido a patrones especiales de surcos. Rodamientos de espiral son automáticos porque su rotación se acumula la presión necesaria para separar las superficies de contacto. Por esta razón, son también rodamientos 'sin contacto'.

Contenido

  • 1 Operación
  • 2 Fabricación
    • 2.1 Aguafuerte
    • 2.2 Grabado selectivo
    • 2.3 Mortajadoras mecánicas
    • 2.4 De soldadura
  • 3 Tipos
    • 3.1 Rodamientos de empuje plana
    • 3.2 Cojinetes de empuje esféricos
    • 3.3 Rodamientos cónicos axiales
  • 4 Historia y aplicaciones
  • 5 Ventajas
  • 6 Referencias
  • 7 Acoplamientos externos

Operación

Rodamientos de espiral producen la presión necesaria para mantener las superficies de cojinete lubricado y separadas por el efecto wedging y bombeo. Cuando las partes de los rodamientos giran con respecto a uno a los surcos empuje los lubricantes hacia las pequeñas aberturas entre las superficies causando un aumento en la presión general.

El movimiento de las superficies luego hará que el líquido fluya sobre los surcos y se forma una onda de presión, perpendicular a la dirección del movimiento. Entre la superficie plana de los rodamientos y el líquido, un aumento de presión se produce porque este flujo es limitado. A suficiente velocidad y espesor de la película de líquido, las superficies de contacto están separadas completamente. Es la presión actúa perpendicular a la dirección del movimiento que soporta la carga.

Esta explicación deja de lado los efectos de la inercia, compresibilidad del lubricante y otros factores.[1]

Fabricación

Las dimensiones de los surcos se adaptan a las condiciones previstas de funcionamiento del rodamiento. Si las hendiduras en la superficie acanalada son demasiado profundas, entonces será importante fuga de lubricante. Si se reduce la profundidad, el efecto de la bomba se detendrá. La velocidad de la rotación de las superficies de contacto y la exactitud de las dimensiones debe tenerse en cuenta. Diseñadores y fabricantes de calculan las dimensiones óptimas para mayor eficiencia.[2] Las ranuras son hechas por los siguientes métodos;

  • Aguafuerte
  • Grabado selectivo
  • Mortajadoras mecánicas
  • De soldadura

Aguafuerte

Grabado es la manera más fácil de hacer rodamientos de espiral. La superficie del metal está cubierta con un grabador - laca resistente, entonces la ubicación prevista de los surcos se eliminan a mano. Los factores que afectan las propiedades de las ranuras de este método son;

  • tiempo de grabado
  • temperatura del baño del grabador
  • movimiento del metal a través de la bañera
  • circulación del grabador

A pesar de la sencillez de este método, hay una desventaja significativa: la profundidad de la ranura es no uniforme y por lo tanto es bastante inexacta.

Grabado selectivo

Este método difiere de la regular grabado como dos capas se colocan en la superficie que se ranurará, pero solamente la capa superior se expone al grabador, dejando las superficies inferiores protegidas.

Mortajadoras mecánicas

Este método se utiliza cuando se requieren ranuras más precisos y más uniformes. Las ranuras se cortan por un cortador eléctrico diámetro, la superficie del disco se gira y la herramienta de corte es dirigido por un anillo de guía, para que las espirales tienen la forma logarítmica requerida. Una desventaja de este método es que equipo más especializado es necesario para cortar con precisión pequeñas ranuras. (aproximadamente 6 cm menos).

De soldadura

De soldadura se utiliza cuando otros métodos de fabricación no están disponibles o inaplicable a la situación dada. por ejemplo, el rodamiento es demasiado grande para un baño de aguafuerte. Una hoja en la que las ranuras han sido grabadas se obtiene y se suelda a la superficie de apoyo plana.
Los factores que se consideran en este método son;

  • la temperatura a la que el rodamiento debe ser utilizado
  • el tamaño de los rodamientos
  • la naturaleza de los materiales a ser conectado.

Tipos

Los principales tipos de rodamientos de espiral son:[3]

  • Plano
  • Cónico
  • Esférico

Rodamientos de empuje plana

Cojinetes de empuje plana, los rodamientos de ranura espiral más comunes, son llamados así porque uno consiste en una superficie plana que se opone a la superficie ranurada.

Variaciones en este tipo de rodamiento provienen de la naturaleza de la superficie de la espiral y el tipo de fluido. La siguiente es una lista de los diferentes tipos de cojinetes de empuje plana.

  • rodamientos de empuje plana con flujo transversal
  • cojinetes de empuje plana, espiga acanalada, sin flujo transversal
  • cojinetes de empuje plana, parcialmente acanalados (interior o exterior de bombeo)
  • cojinetes de empuje plana con restricción constante a flujo transversal.

Cojinetes de empuje esféricos

Un cojinete de empuje esférico consta de una esfera que gira concéntricamente en una copa esférica con patrones del surco

Rodamientos cónicos axiales

En estos rodamientos, se corta un cono sale del extremo de un eje cilíndrico. En la superficie del cono al lado de la parte cilíndrica, se hacen los surcos.

Historia y aplicaciones

Rodamientos de espiral fueron utilizados con más éxito en giróscopos inerciales para aviones y naves.[4]

En esta aplicación, los espiral del surco Cojinetes de aleaciones metálicas, estaban operando a baja velocidad, alta precisión y alta eficiencia.[5] Debido a las múltiples ventajas técnicas, cojinetes de empuje se siguen usando en giroscopios como en la Telescopio Hubble.[6]

Otro uso notable de los rodamientos de ranura espiral es en criogénicos Expansores de. Aquí se utilizan para apoyar la rotación de alta velocidad de turbinas y minimizar las pérdidas de energía debido a la ineficiencia. Criogénicos Expansores de Extracto de la energía de las corrientes de gases que entran en él, causando una disminución rápida de la temperatura y la energía extraída se utiliza para girar las turbinas.[7][8]

Ventajas

La siguiente enumera las ventajas de usar rodamientos de espiral a diferencia de otros automática rodamientos.

  • Son fácil y barato para la fabricación de
  • Que soportar desgaste durante muy largos períodos de tiempo
  • Tienen alta-capacidad de carga y estabilidad
  • Se puede hacer para su uso en dispositivos más pequeños y mantener la eficiencia

Referencias

  1. ^ "Espiral cerámica rodamientos en compresores libres de aceite". Docstoc.com. 06 de febrero de 2012.[acoplamiento muerto]
  2. ^ Muijderman, e. A.. Rodamientos de espiral. Nueva York: Springer-Verlag, 1966. Imprimir. <https://www.emeraldinsight.com/journals.htm?ArticleID=1688586&Show=Abstract
  3. ^ Muyderman, E.A. (1966). "Construcciones con los rodamientos de ranura en espiral". Desgaste 9 (2): 118-141. doi:10.1016/0043-1648 (66) 90129-3.
  4. ^ Rodamientos de cerámica espiral en compresores libres de aceite. Docstoc: documentos, plantillas, formas, libros electrónicos, documentos y presentaciones. Parque Nacional, s.f. Web. 06 de febrero de 2012. <https://www.docstoc.com/docs/68697394/Ceramic-Spiral-Groove-bearings-in-Oil-Free-compressors>.
  5. ^ Breadman, G. desarrollo del giroscopio de cojinete de gas serie 700. 5 º Gas internacional teniendo Simposio, 1971. Universidad de Southampton, Reino Unido.
  6. ^ https://www.spacetelescope.org/about/general/Gyroscopes/
  7. ^ Molyneaux, K (1989). El uso del espiral Gas rodamientos en una rpm 350 000 expansor criogénico. Transacciones de tribología 32. págs. 197 –. doi:10.1080/10402008908981879.
  8. ^ "fundamentos de la compresor de turbinas - archivo MIT." documento Finder, convertidor y descarga - archivo MIT. Parque Nacional, s.f. Web. 13 de febrero de 2012. <https://www.mitfile.com/pdf/Fundamentals-Turboexpander.html>.
  • Broman, GoÌran. En la espiral plana ranura cojinete de empuje. Lund: [División de elementos, Universidad técnica de Lund de la máquina], 1991. Imprimir.
  • Hamrock, Bernard J.. Fundamentos de lubricación de película fluida. Nueva York: McGraw-Hill, 1994. Imprimir.
  • "espiral de rodamientos - SKF Industrial comercio y compañía de desarrollo, B.V." información búsqueda y patentabilidad de la invención de la patente. Web. 26 de enero de 2012. <https://www.freepatentsonline.com/3836214.html>.
  • Malanoski, S. B.; Pan, C. H. T. (1965). "Las características estáticas y dinámicas del cojinete de empuje de ranura en espiral". J. ingeniería básica de 87: 547. doi:10.1115/1.3650603.
  • Posibilidades de uso de cojinetes de gas en giroscopios. Unterberger, R. AA(Muenchen, Technische Universität, Munich, West Germany). Simposio sobre tecnología de giroscopio, Heidelberg, Alemania, 25 de abril, 26, 1974, actas. (A75-10151 01-35) Duesseldorf, Deutsche Gesellschaft fuer Ortung und navegación, 1974, p. 189-209. En alemán. Instrumentación (1974) y la fotografía.
  • Rodamientos lubricados por gas de giroscopios: curso realizado en el Departamento de Mecánica General, septiembre – octubre de 1970. Edición 43 de la serie de CISM, número 43 de cursos y conferencias. Gerhard Heinrich. Springer-Verlag, 1972. La Universidad de Cornell ISBN 0-387-81147-8, 9780387811475.

Acoplamientos externos

  • Calcular el número necesario de revoluciones y de las pérdidas por fricción
  • Calcular las condiciones nominales de funcionamiento

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