Un rodamiento de lámina , también conocido como rodamiento de lámina de aire , es un tipo de rodamiento de aire . Un eje está soportado por un forro de diario de aluminio accionado por resorte compatible . Una vez que el eje gira lo suficientemente rápido, el fluido de trabajo (generalmente aire ) empuja la lámina fuera del eje para que no se produzca contacto. El eje y la lámina están separados por la alta presión del aire, que se genera por la rotación que empuja el gas hacia el rodamiento a través de los efectos de la viscosidad. Se requiere la alta velocidad del eje con respecto a la lámina para iniciar el entrehierro, y una vez que esto se ha logrado, no se produce desgaste. A diferencia de los cojinetes aerostáticos o hidrostáticos, los cojinetes de lámina no requieren un sistema de presurización externa para el fluido de trabajo, por lo que el cojinete hidrodinámico es de arranque automático.
Desarrollo
Los cojinetes de lámina fueron desarrollados por primera vez a finales de la década de 1950 por AiResearch Mfg. Co. de Garrett Corporation utilizando fondos independientes de I + D para servir aplicaciones militares y espaciales. [1] [2] Fueron probados por primera vez para uso comercial en turbinas de enfriamiento Boeing 727 y Boeing 737 de United Airlines a principios y mediados de la década de 1960. [3] Garrett AiResearch máquina de ciclo de aire cojinetes de papel de aluminio se instalaron primero como equipo original en 1969 en las DC-10 's sistemas de control ambiental . Se instalaron cojinetes de lámina Garrett AiResearch en todos los aviones militares de EE. UU. Para reemplazar los cojinetes de contacto de rodadura lubricados con aceite existentes. La capacidad de operar a temperaturas de gas criogénico y a temperaturas muy altas dio a los cojinetes de lámina muchas otras aplicaciones potenciales. [4]
Los cojinetes de láminas de la generación actual con recubrimientos avanzados han superado en gran medida las limitaciones de los diseños anteriores. Existen revestimientos antidesgaste que permiten más de 100.000 ciclos de arranque / parada para aplicaciones típicas. [5]
Aplicaciones
La turbomáquina es la aplicación más común porque los cojinetes de lámina funcionan a alta velocidad. [6] La principal ventaja de los cojinetes de lámina es la eliminación de los sistemas de aceite requeridos por los diseños de cojinetes tradicionales. Otras ventajas son:
- Mayor eficiencia, debido a una menor pérdida de calor por fricción; en lugar de la fricción del fluido , la principal fuente de calor es el arrastre parásito
- Mayor confiabilidad
- Capacidad de mayor velocidad
- Operación más silenciosa
- Rango de temperatura de funcionamiento más amplio (40 a 2500 K )
- Gran capacidad de carga de vibraciones y golpes
- Sin mantenimiento programado
- Sin sistema de apoyo externo
- Realmente libre de aceite donde la contaminación es un problema
- Capaz de operar por encima de la velocidad crítica
Las áreas de investigación actual son:
- Mayor capacidad de carga
- Amortiguación mejorada
- Recubrimientos mejorados
Las principales desventajas son:
- Menor capacidad que los rodamientos de rodillos o de aceite
- Usar durante la puesta en marcha y la parada
- Se requiere alta velocidad para la operación
Ver también
Referencias
- ^ Giri L. Agrawal (1997). "Tecnología de cojinetes de aire / gas de lámina: una descripción general" (PDF) . Publicación 97-GT-347 . Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos .
- ^ Giri L. Agrawal (julio de 1998). "Rodamientos de lámina despejados para aterrizar" (PDF) . 1978-1980 (120). Archivado desde el original (PDF) el 15 de abril de 2016. Cite journal requiere
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( ayuda ) - ^ Scholer Bangs (febrero de 1973). "Los cojinetes de aluminio ayudan a los pasajeros aéreos a mantenerse frescos". Diseño de transmisión de potencia .
- ^ MA Barnett y A. Silver (septiembre de 1970). "Aplicación de cojinetes neumáticos a turbomáquinas de alta velocidad" . Documento técnico No. 700720 . Sociedad de Ingenieros Automotrices . 700720.Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ Heshmat, Hooshang (septiembre de 2005). "Gran avance en la capacidad de carga, la velocidad y la temperatura de funcionamiento de los cojinetes de empuje de lámina" . Documento técnico No. WT2005-63712 . Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos . WT2005-63712. Archivado desde el original el 14 de febrero de 2008 . Consultado el 25 de septiembre de 2006 .
- ^ RM "Fred" Klaass y Christopher DellaCorte (2006). "La búsqueda de motores de turbina de gas sin aceite" . Papeles técnicos SAE . SAE . 2006-01-3055. Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2007 . Consultado el 18 de agosto de 2007 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ Alguna historia temprana se informa en Giri L. Agrawal (1997), " http://www.rddynamics.com/pdfs/foil-97-gt-347.pdf - An Overview" (PDF). Publicación 97-GT-347. Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.
enlaces externos
- Centro de Investigación Glenn de la NASA "Creando una revolución de turbomaquinaria"
- Rama de Tribología y Componentes Mecánicos de la NASA
- R&D Dynamics Corporation Turbomáquinas de alta velocidad con soporte de láminas
- Laboratorio de Turbomáquinas y Sistemas Energéticos de la UTA
- Mohawk Innovative Technology, Inc.
- Grupo de Tribología en Texas A&M
- Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología KIST
- Centro de maquinaria rotativa en LSU