El sistema de soporte del rotor del simulador se operó mientras estaba colocado en varias orientaciones. Se completaron pruebas posteriores para demostrar también las capacidades de los cojinetes de láminas de empuje en miniatura. Se observa una buena correlación entre medición y análisis. También se midieron tiempos de aceleración del rotor muy cortos desde el reposo hasta la velocidad máxima. Se ha utilizado un simulador de prueba paralelo para acumular más de 1.000 ciclos de arranque y parada para demostrar la vida útil del rodamiento y el revestimiento. Sobre la base de estas pruebas exitosas, se espera alcanzar el objetivo de desarrollar turbocompresores exentos de aceite y pequeños motores turborreactores que funcionen a altas velocidades con una larga vida útil.
Los requisitos para rodamientos de alto rendimiento y larga duración para esta nueva clase de máquinas son estrictos. Los rodamientos de elementos rodantes convencionales se ven seriamente desafiados por la velocidad y la capacidad de carga requeridas. Además, a menos que el fluido del proceso pueda usarse como lubricante, es casi seguro que un sistema de lubricación externo lo hará.
La eliminación de los cojinetes lubricados con aceite y el sistema de suministro asociado simplificará el sistema del rotor, reducirá el peso del sistema y mejorará el rendimiento, pero aumentará las temperaturas internas del compartimiento de los cojinetes, lo que en última instancia requerirá cojinetes capaces de funcionar a temperaturas cercanas a los 650 °C y a altas velocidades y cargas. Además de sobrevivir a temperaturas y velocidades extremas, los rodamientos sin aceite también deberán adaptarse a las condiciones de impacto y vibración que se experimentan en las aplicaciones móviles.
La viabilidad de aplicar cojinetes de lámina compatibles a motores turborreactores pequeños se ha demostrado en una amplia gama de condiciones de temperatura, impacto, carga y velocidad. Las pruebas a 150.000 rpm, a temperaturas de rodamiento superiores a 260 °C, bajo cargas de impacto de 90 g y orientaciones del rotor que incluyen 90 grados de inclinación y balanceo, se completaron con éxito. En todas las condiciones probadas, el rotor soportado por cojinetes de lámina se mantuvo estable, las vibraciones fueron bajas y las temperaturas de los cojinetes fueron estables. En general, este programa ha proporcionado la base necesaria para desarrollar un turborreactor o un motor turbofan de alta eficiencia completamente exento de aceite.
Referencia
Isomura, K., Murayama, M., Yamaguchi, H., Ijichi, N., Asakura, H., Saji, N., Shiga, O., Takahashi, K., Tanaka, S., Genda, T., y Esashi, M., 2002, “Desarrollo de microturbocompresor y microcombustor para un motor de tres
Turbina de gas dimensional a microescala”, documento ASME n.º GT-2002-3058.
Hora de publicación: 28 de junio de 2022