Banco de ensayos para la caracterización de cojinetes hidrostáticos

Resumen

En este trabajo de investigación, se ha diseñado y construido un banco de ensayos experimentales para analizar el comportamiento de los cojinetes lubricados y validar un modelo teórico de desarrollo propio para cálculos de cojinetes. El banco de ensayos está compuesto por un eje de alta precisión (lapeado y guiado por rodamientos de ultraprecisión) y en el centro de los dos puntos de apoyo se ubica un cojinete lubricado. Este cojinete lubricado está completamente monitorizado, con sondas de posicionamiento (de resolución micrométrica), manómetros y sensores de temperatura. El cojinete tiene cuatro celdas, y cada celda ha sido monitorizada. El aceite se bombea a presión constante y temperatura controlada, de esta manera se pueden probar diferentes condiciones de operación. El caudal del fluido de entrada se mide con un caudalímetro. La carga se aplica en la dirección radial, mediante un actuador hidráulico directamente en el cojinete, con un sistema de cables que garantiza una dirección controlada de la fuerza de tracción y estabilidad en el experimento. El movimiento axial del cojinete está limitado por elementos rodantes. De esta manera el movimiento del cojinete se limita al plano radial, midiendo con las sondas de posicionamiento desplazamientos 2D. El interior del cojinete se fabrica con material polimérico deslizante, mediante proceso de inyección. Esta solución permite cambios rápidos en la forma de las celdas del cojinete, por ejemplo, diseños más cercanos a la lubricación hidrostática o a la hidrodinámica. Los resultados experimentales se han utilizado para validar un modelo de cojinetes lubricados de desarrollo propio. Este modelo se basa en la solución de la ecuación de Reynolds para la lubricación hidrodinámica en las regiones de holgura del cojinete, y la lubricación hidrostática en las celdas, de acuerdo con la bibliografía actual. Por lo tanto, se ha desarrollado un banco de ensayos para cojinetes hidrostáticos, con el fin de validar un modelo teórico para cálculos de cojinetes.