Una Nueva Estrategia de Optimización de la Geometría de Rodamientos con una Relación de Longitud a Diámetro de 1.25 bajo Condiciones de Operación Severas Utilizando el Método de Taguchi
Autores: Jamali, Hazim U.; Mohammed, M. N.; Aljibori, H. S. S.; Jweeg, Muhsin Jaber; Abdullah, Oday I.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una Nueva Estrategia de Optimización de la Geometría de Rodamientos con una Relación de Longitud a Diámetro de 1.25 bajo Condiciones de Operación Severas Utilizando el Método de Taguchi
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Sistemas de rodamientos de rotor
Desviación del eje
Perfiles de rodamientos
Método Taguchi
Grosor de película
Coeficiente de fricción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de rotor-cojinete robustos y bien diseñados garantizan un funcionamiento seguro y un alto nivel de fiabilidad en condiciones de operación severas. Una desviación en el eje del eje con respecto al eje longitudinal del cojinete representa uno de los problemas más inevitables en los sistemas de cojinetes. Esta desviación resulta de errores de instalación, errores de fabricación, deformación del eje bajo cargas pesadas, desgaste del cojinete y muchas otras causas. Cada una de estas fuentes de desviación tiene sus consecuencias negativas en las características diseñadas del sistema. Este trabajo trata sobre el diseño geométrico de un cojinete de muñón utilizando tres formas de perfiles (perfiles lineales, cuadráticos y cúbicos) con el fin de mejorar el rendimiento del cojinete a pesar de la presencia de la inevitable desviación del eje. Además, se considera una amplia gama de parámetros del perfil del cojinete en el análisis para optimizar el perfil del cojinete basado en el uso del método de Taguchi. Se considera una forma general de desviación del eje para tener en cuenta tanto las desviaciones horizontales como las verticales. Se obtiene una solución numérica utilizando el método de diferencias finitas. Los resultados muestran que las tres formas sugeridas de perfiles de cojinetes elevan significativamente el grosor de la película y también reducen el coeficiente de fricción, pero con diferentes efectos sobre los valores de presión máxima. El método de Taguchi ilustra que los parámetros de diseño geométrico óptimos son el perfil cuadrático y la modificación de un quinto del ancho del cojinete desde ambos lados a una altura de poco menos de la mitad del despeje radial (0.4) en los bordes del cojinete. Estos valores dan la mejor combinación de las principales características del cojinete consideradas: el grosor mínimo de la película, el coeficiente de fricción y la presión máxima. Los resultados muestran que el grosor mínimo de la película se incrementa en un 184%, la presión máxima se reduce en un 15.1% y el coeficiente de fricción disminuye en un 6.4% debido al uso del diseño sugerido. El resultado de este trabajo representa un importante paso de mejora para el rendimiento del cojinete del rotor para funcionar de manera segura con alta fiabilidad bajo niveles severos de desviación del eje. Esto puede implicarse en la etapa de diseño del cojinete, que requiere un conocimiento previo sobre las condiciones de operación para tener una mejor estimación de los niveles de desviación del eje.
Descripción
Los sistemas de rotor-cojinete robustos y bien diseñados garantizan un funcionamiento seguro y un alto nivel de fiabilidad en condiciones de operación severas. Una desviación en el eje del eje con respecto al eje longitudinal del cojinete representa uno de los problemas más inevitables en los sistemas de cojinetes. Esta desviación resulta de errores de instalación, errores de fabricación, deformación del eje bajo cargas pesadas, desgaste del cojinete y muchas otras causas. Cada una de estas fuentes de desviación tiene sus consecuencias negativas en las características diseñadas del sistema. Este trabajo trata sobre el diseño geométrico de un cojinete de muñón utilizando tres formas de perfiles (perfiles lineales, cuadráticos y cúbicos) con el fin de mejorar el rendimiento del cojinete a pesar de la presencia de la inevitable desviación del eje. Además, se considera una amplia gama de parámetros del perfil del cojinete en el análisis para optimizar el perfil del cojinete basado en el uso del método de Taguchi. Se considera una forma general de desviación del eje para tener en cuenta tanto las desviaciones horizontales como las verticales. Se obtiene una solución numérica utilizando el método de diferencias finitas. Los resultados muestran que las tres formas sugeridas de perfiles de cojinetes elevan significativamente el grosor de la película y también reducen el coeficiente de fricción, pero con diferentes efectos sobre los valores de presión máxima. El método de Taguchi ilustra que los parámetros de diseño geométrico óptimos son el perfil cuadrático y la modificación de un quinto del ancho del cojinete desde ambos lados a una altura de poco menos de la mitad del despeje radial (0.4) en los bordes del cojinete. Estos valores dan la mejor combinación de las principales características del cojinete consideradas: el grosor mínimo de la película, el coeficiente de fricción y la presión máxima. Los resultados muestran que el grosor mínimo de la película se incrementa en un 184%, la presión máxima se reduce en un 15.1% y el coeficiente de fricción disminuye en un 6.4% debido al uso del diseño sugerido. El resultado de este trabajo representa un importante paso de mejora para el rendimiento del cojinete del rotor para funcionar de manera segura con alta fiabilidad bajo niveles severos de desviación del eje. Esto puede implicarse en la etapa de diseño del cojinete, que requiere un conocimiento previo sobre las condiciones de operación para tener una mejor estimación de los niveles de desviación del eje.