Análisis de la lubricación de los cojinetes de apoyo del cigüeñal del compresor reciprocante

Resumen

En la Empresa de Productos Lácteos "Escambray" ubicado en el municipio de Cumanayagua ocurrió una falla mecánica en los cojinetes de apoyo del cigüeñal en uno de los compresores MYCOM Modelo 6WB del bloque energético Quesos-Pasteurizadora, que afectó sensiblemente la producción. En un artículo precedente se determinaron las reacciones en los muñones de apoyo del cigüeñal y en el presente artículo utilizando dichos resultados se aplicaron las Técnicas de Optimización para los Cojinetes de Deslizamiento para la Velocidad de Giro Mínima y Máxima del Compresor, pudiendo comprobarse que para la Clarencia Diametral recomendada por el fabricante el cojinete opera deficientemente, ya que en las condiciones cubanas la temperatura del agua de enfriamiento no garantiza una adecuada temperatura del aceite en la sección de entrada del mismo siendo esta la causa fundamental de la avería.

Introducción

En la Empresa de Productos Lácteos "Escambray" ubicado en el municipio de Cumanayagua han ocurrido varias averías en los compresores de la Planta. Ocurrió una falla mecánica en los cojinetes de apoyo del cigüeñal en uno de los compresores MYCOM Modelo 6WB del bloque energético Quesos-Pasteurizadora, que afectó sensiblemente la producción, con las consecuentes pérdidas económicas. Se plantea que esta avería está relacionada con una deficiencia en la lubricación, lo que merita realizar un estudio profundo para buscar las causas para tomar medidas que impidan su recurrencia. En el presente trabajo partiendo de un estudio previo que permitió determinar las cargas de operación sobre los cojinetes de apoyo del compresor MYCOM 6WB, en función de estas se precisó cuál es la clarencia óptima de operación de los mismos para lograr las mejores condiciones de lubricación como primer paso para el esclarecimiento de las causas de la avería de los cojinetes y como medida para proteger la vida de los mismos.

La Situación Problémica se puede definir entonces como que no se conocen los parámetros de lubricación hidrodinámica que se genera en los cojinetes de los compresores MYCOM 6WB, lo que impide analizar las causas de la falla de los mismos, la avería de la lubricación condujo a la destrucción total de la superficie de contacto. La Hipótesis formulada para el presente trabajo es que: La avería observada en el muñón de apoyo del compresor está vinculada a deficiencias en la lubricación de los mismos dadas las condiciones de elevada temperatura del clima de Cuba, que puede provocar que el espesor de la película se reduzca por debajo del mínimo admisible para evitar el agarramiento de los metales.

El Objetivo General del trabajo es por lo tanto: Realizar el estudio del régimen de lubricación que, en función de las cargas de operación, los parámetros geométricos del cojinete y las características del lubricante se establece en los cojinetes de apoyo del cigüeñal del compresor MYCOM 6WB como paso previo para poder esclarecer las causas de la falla en estos cojinetes y buscar su solución.

Desarrollo

Las cargas radiales sobre los cojinetes fueron obtenidas en un trabajo precedente y su comportamiento con relación al ángulo de giro del cigüeñal se muestran en la Fig. 1. Para la velocidad de giro mínima.

Fig. 1 a) Gráfico de la reaccion RA en kgf. b) Gráfico de la reacción Rb, en kgf contra ángulo de giro del cigüeñal para velocidad mínima del cigueñal.

Como se aprecia las reacciones no tienen valores estables. La reacción máxima se observa en el apoyo B que es el del lado del motor y tiene un valor máximo de 2 971.82 kgf. Con estas fuerzas sobre los muñones se aplicaron las ecuaciones de la lubricación hidrodinámica y las condiciones de optimización de la lubricación para poder establecer las insuficiencias de ésta. Se utilizará para el cálculo el valor máximo de la reacción RB = 2 971,82 kgf, obtenida precisamente para la velocidad de giro mínima.

• Carga por unidad de área proyectada (p).

La carga por unidad de área proyectada se calcula por la expresión:

• Cálculo de la clarencia según las ecuación de (Reshetov, 1985).

Reshetov propone la siguiente ecuación para estimar una clarencia diametral en el cojinete para iniciar el tanteo.

Dependencia entre los parámetros de operación del cojinete y la clarencia diametral.

En dependencia de los valores del número de Sommerfeld se pueden obtener los valores de los números adimensionales.