La elección del latón u otros materiales semi-suaves para los rodamientos de revistas en turbocompresores, particularmente para el rodamiento de empuje, está impulsada principalmente por su capacidad para incrustar los restos y mantener una película de fluido hidrodinámico entre el eje y la superficie del rodamiento. He aquí por qué:
-
Incrustación: Los materiales semi-suaves pueden incorporar pequeñas partículas de escombros que pueden ingresar al sistema de aceite, evitándolos from causando puntuación o daño al eje más duro. Esto es crucial en el entorno de alta velocidad y alta temperatura de un turbocompresor donde el desgaste son preocupaciones significativas. Por favor, evitando la falla turbo causada por la contaminación del aceite. Esto contrasta con los materiales más duros, que pueden rayar o anotar el eje.
- Lubricación hidrodinámica: El material semi-suave permite la formación de una película de fluido hidrodinámico, donde la presión de aceite admite el eje y evita el contacto directo de metal a metal. Esto reduce la fricción y el desgaste, mejorando la vida útil del rodamiento. La siguiente fuente es from Garrett Installer Connect Training
- Conformabilidad: Estos materiales pueden ajustarse a ligeras desalineaciones o imperfecciones en el eje, asegurando una distribución más uniforme de la carga y reduciendo las concentraciones de estrés localizadas. La siguiente fuente es from Garrett - Moción de avance
El concepto de distribuir la carga y reducir las concentraciones de estrés localizadas es crucial para garantizar la longevidad y el rendimiento de los rodamientos de turbocompresores. Aquí hay una explicación más detallada:
Distribución de carga:
En un turbocompresor, la carga se refiere a las fuerzas ejercidas en el sistema de rodamientos debido a las altas velocidades de rotación de las ruedas de turbina y compresor. Estas fuerzas pueden ser radiales (actuando perpendiculares al eje) y axial (actuando a lo largo del eje). Un sistema de rodamiento bien diseñado tiene como objetivo distribuir estas cargas uniformemente a través de la superficie del rodamiento. Esto evita el desgaste excesivo en áreas específicas, lo que podría conducir a una falla prematura.
Concentraciones de estrés:
Las concentraciones de estrés son áreas donde el estrés es significativamente mayor que el material circundante. Estos pueden ocurrir debido a varios factores, como:
- Discontinuidades geométricas: Las esquinas afiladas, las muescas o los cambios repentinos en el diámetro del eje pueden crear concentraciones de tensión.
- Defectos de material: Los defectos o inclusiones en el material del rodamiento pueden debilitarlo y conducir a concentraciones de estrés.
- Desalineación: Si el eje y el rodamiento no están perfectamente alineados, puede provocar una distribución de carga desigual y concentraciones de tensión.
Reducción de las concentraciones de estrés:
Varias estrategias de diseño pueden ayudar a reducir las concentraciones de estrés en los rodamientos del turbocompresor:
- Radio de filete: Agregar esquinas (filetes) suaves y redondeadas a las discontinuidades geométricas ayuda a distribuir el estrés de manera más uniforme.
- Selección de material: Elegir materiales con alta resistencia y tenacidad puede resistir las concentraciones de tensión y evitar la propagación de grietas.
- Acabado superficial: Un acabado superficial liso en el eje y el rodamiento reduce la fricción y minimiza el inicio de las concentraciones de estrés.
-
Lubricación adecuada: Mantener una película de fluido hidrodinámico entre el eje y el rodamiento ayuda a distribuir la carga y reducir el desgaste.
Prevención de la falla turbo causada por la contaminación del aceite
Conclusión:
Al distribuir efectivamente la carga y minimizar las concentraciones de tensión, los rodamientos del turbocompresor pueden funcionar de manera confiable bajo altas velocidades y cargas. El uso de materiales semi-suaves en los rodamientos de revistas es una estrategia clave para lograr este objetivo, contribuyendo al rendimiento general y la durabilidad de los turbocompresores.
Mientras Los rodamientos de bolas ofrecen ventajas En términos de velocidad de respuesta y durabilidad, su mayor costo y dificultad para la reconstrucción hacen que los rodamientos de revistas con materiales semi-suaves sean una opción práctica y confiable para muchas aplicaciones de turbocompresores, especialmente aquellos donde la rentabilidad y la facilidad de mantenimiento son consideraciones importantes.