Diseño en ingenieria mecanica de Shigley

CAPÍTULO 12 Cojinetes de contacto deslizante y lubricación 633
Figura 12-30
h máx = c + e
(r + c)
e
r
h = c – e cos
h 0 = c – e
fuera de ambos extremos; el flujo lateral elemental en cualquier posición θ (figura 12-30) se
calcula mediante
dQ s = 2u prom dA= 2u prom (rhdθ)
donde d A es el área elemental. Sustituyendo u prom de las ecuaciones (j) y (h) de la figura 12-
30, se obtiene
dQ s = p sr
6μl (c − e cos θ)3 dθ
(l)
La integración alrededor del cojinete proporciona el flujo lateral total mediante
Q s =
dQ s = p sr
6μl
Reacomodando términos, con ɛ = e/c, se obtiene
0
2π
(c − e cos θ) 3 dθ = p sr
6μl (2πc3 + 3π ce 2 )
Q s = πp src 3
(1 + 1.5 2 ) (12-22)
3μl
Al analizar el desempeño de cojinetes lubricados a presión, la longitud del cojinete se considera
como l, según se definió en la figura 12-28. La presión característica en cada uno de los
dos cojinetes que constituyen el ensamble del cojinete lubricado a presión P está dada por
(k)
P = W/2
2rl
= W
4rl
(12-23)
Las gráficas de la variable del flujo y la relación de éste (figuras 12-19 y 12-20) no se
aplican a los cojinetes con lubricación a presión. Del mismo modo, la presión de la película
máxima que se presenta en la figura 12-21 se debe incrementar mediante la presión de suministro
de aceite p s , para obtener la presión total en la película.
Como el flujo de aceite se incrementó gracias a la lubricación forzada, la ecuación (12-
14) proporcionará un incremento de la temperatura demasiado alto, debido a que el flujo
lateral disipa todo el calor generado. El sistema de lubricación en un cojinete lubricado a
presión se representa de manera esquemática en la figura 12-31. El aceite sale del colector a la
temperatura externamente mantenida T s , a la velocidad volumétrica Q s . La ganancia de calor
del fluido que pasa a través del cojinete es
H ganancia = 2 ρC p (Q s /2 T = ρC p Q s T (m)
En estado estable, la velocidad a la cual el muñón realiza trabajo de fricción sobre la película
de fluido es
H f = 2πTN
J
=
2π fWrN
J
=
2π WNc
J
fr
c
(n)