Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39051
ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-3850-0556
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Efeito da texturização e abaulamento no desempenho de mancais de deslizamento radial lubrificados: uma abordagem computacional
Alternate title (s): Effect of texturing and crowning on the performance of journal bearings: a computational approach
Author: Rodrigues, Túlio Miorini Vieira Alves
First Advisor: Silva Junior, Washington Martins da
First coorientator: Profito, Francisco José
First member of the Committee: Fiocchi, Arthur Alves
Second member of the Committee: Scandian, Cherlio
Third member of the Committee: Souza, Roberto Martins de
Fourth member of the Committee: Mello, Jose Daniel Biasoli de
Summary: A melhoria da eficiência dos sistemas mecânicos tem atraído atenção significativa da comunidade científica. Nesse sentido, diversos trabalhos demonstram que reduções nas dissipações de energia por atrito aumentam a eficiência dos sistemas mecânicos. Dentre as alternativas exploradas, as mudanças topográficas têm demonstrado grande potencial na redução do atrito e desgaste. Assim, este trabalho tem como objetivo investigar o efeito do controle topográfico no desempenho tribológico de mancais hidrodinâmicos desalinhados, operando sob altas cargas e baixas velocidades rotacionais. Neste caso, o presente trabalho simula uma finalidade específica: o sistema de transmissão de aerogeradores. Um método de volumes finitos baseado em elementos (EbFVM) foi usado para resolver a simulação de lubrificação de superfícies texturizadas considerando a ocorrência do fenômeno de cavitação em interfaces de contato. O foco principal do estudo foram os parâmetros: análise da influência do abaulamento do eixo e presença de texturas superficiais de geometria complexa na eficiência de contatos lubrificados. Além disso, os parâmetros do sistema ângulo de hélice da engrenagem e torque de entrada foram investigados. Os resultados da simulação revelaram a eficácia do abaulamento do eixo na redução da perda total de potência. Além disso, a presença de geometria de textura específica aplicada parcialmente na superfície do mancal melhorou a eficiência energética e a durabilidade do sistema. De fato, a geometria e a profundidade da textura apresentaram influência mínima nas condições simuladas. No entanto, o posicionamento da área texturizada na superfície do mancal provou ser o principal fator para melhorar o desempenho dos sistemas.
Abstract: The improvement of mechanical systems efficiency has garnered significant attention from the scientific community. In this sense, several works demonstrate that reductions in friction energy dissipations increase the efficiency of mechanical systems. Among the explored alternatives, topographical changes have demonstrated substantial potential for bearings efficiency improvement due to friction and wear reduction. Accordingly, this work aims to investigate the effect of topography control on the tribological performance of misaligned hydrodynamic journal bearings, operating under high loads and low rotational speeds. In this case, the present work simulates a specific purpose: the transmission system of wind turbines. An element-based finite volume method (EbFVM) was used to resolve the lubrication simulation of textured surfaces considering the occurrence of cavitation phenomenon in contact interfaces. This study focused on the influence of axis crowning shape and complex geometry surface textures on the efficiency of lubricated contacts. Additionally, the system parameters gear helix angle and input torque were investigated. The simulation results revealed the efficacy of axis crowning in reducing total power loss. Additionally, the presence of specific texture geometry partially applied on the bearing surface enhanced both the energy efficiency and durability of the system. In fact, texture geometry and depth presented minimal influence under the simulated conditions. However, the textured area positioning on the bearing surface proved to be the main factor in improving systems performance.
Keywords: Tribologia verde
Green tribology
Mancal de deslizamento radial
Journal bearings
Desalinhamento
Misalignment
Texturas superficiais
Surface textures
Eficiência energética
Energy efficiency
Abaulamento
Crowning
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
Subject: Engenharia mecânica
Energia elétrica - Transmissão
Energia eólica
Túneis hidrodinâmicos
Mancais - Indústria
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: RODRIGUES, Miorini Vieira Alves Rodrigues. Efeito da texturização e abaulamento no desempenho de mancais de deslizamento radial lubrificados: uma abordagem computacional. 2023. 120 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.7049.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.7049
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39051
Date of defense: 31-Jul-2023
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
EfeitoTexturizacaoAbaulamento.pdfTese15.16 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons