PI9403084 MANCAL SEGMENTADO COM FILME DE ÓLEO ATIVO
Depósito: 14/09/1994
Destaque: Menção honrosa no Prêmio Governador do Estado de São Paulo de 1995
Inventor: Ilmar Ferreira Santos
Titular: UNICAMP (BR/SP)
O mancal é uma peça essencial em máquinas com partes giratórias, como turbinas, pois sustenta o eixo que gira. O problema é que, em altas rotações, o atrito e a vibração podem causar instabilidade, barulho, desgaste e até falhas graves. Para reduzir esses problemas, criou-se um mancal especial dividido em quatro segmentos móveis. Esses segmentos ficam em volta do eixo, dois na horizontal e dois na vertical, e possuem pequenos reservatórios de óleo. O diferencial é que esse óleo não é apenas lubrificante comum: ele é controlado ativamente por válvulas hidráulicas inteligentes, chamadas servoválvulas, que regulam a pressão do óleo em tempo real. Quando o rotor se desloca ou vibra, sensores captam esse movimento e enviam sinais para as válvulas, que ajustam a pressão do óleo e empurram o eixo de volta ao centro. Isso evita que a máquina entre em instabilidade. Além disso, o sistema permite alterar a “rigidez” e o “amortecimento” do óleo, ou seja, controlar o quanto ele resiste e absorve movimentos. Assim, pode-se reduzir vibrações, atravessar velocidades críticas sem danos, ampliar a faixa segura de operação da turbina e diminuir o atrito, o ruído e a necessidade de torque para girar o rotor. Outra vantagem é o resfriamento: como o óleo pode ser injetado em temperaturas diferentes, ele ajuda a controlar o calor interno. Em resumo, esse mancal segmentado ativo traz maior estabilidade, vida útil e eficiência para turbinas e máquinas rotativas de alta performance, representando um avanço em relação aos mancais tradicionais.
Ilmar Ferreira Santos possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de Campinas(1986), mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de Campinas(1988), doutorado em Institut B Für Mechanik pela Technische Universität München(1993) e pós-doutorado pela Technical University of Denmark(2000). Atualmente é Associate Professor da Technical University of Denmark
Resumo: PI9403084 A presente invenção se refere a um mancal segmentado com um sistema de controle hidráulico para reduzir as vibrações das turbinas utilizadas em sistemas rotativas. O mancal, ora proposto, é composto de quatro segmentos móveis, dois na direção horizontal (1a) e (1c) e dois na direção vertical (1b) e (1c), compostos de duas peças (2) e (3) fixadas e seladas uma a outra, através dos parafusos (4) e do conjunto vedante (5), ditas peças (2) e (3) formam um pequeno reservatório (6), onde o par da horizontal (6a) e (6c) é conectado a uma servoválvula (7a) na horizontal e o par da vertical (6b) e (6d) é conectado a uma servoválvula (7b) na vertical, sendo os segmentos dotados de superfícies sobre as quais desliza o rotor (8) e onde são construidos dos orificios igualmente espaçados (9), ditos orifícios (9) atravessam a peça (3) estabelecendo uma ligação entre a folga radial (10) do mancal e o pequeno reservatório (6), sendo o mancal dotado, ainda de sensores de deslocamento (11a) e (11b) e de sensores de pressão (12a), (12b) (12c) e (12d).
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