Rolamentos sem óleo atingem novo patamar de eficiência

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/07/2021

A equipe pretende levar os rolamentos de folha também para motores de pequeno porte.
[Imagem: Bellkim Energy]

Rolamentos de folha

Engenheiros criaram um novo tipo de rolamento, de um tipo conhecido como "rolamento de folha", que dispensa lubrificação mesmo quando usado em aplicações intensivas, como motores aeronáuticos.

E a equipe já está de olho em outras aplicações de maior demanda, como rolamentos para pequenos motores usados em drones.

"Tenho trabalhado para desenvolver um novo sistema de rolamentos que não dependa de óleo desde que comecei minha carreira, há quase 20 anos, e o progresso que fizemos até agora é excelente. Embora a tecnologia ainda não esteja pronta para ser aplicada em grandes máquinas, esta pesquisa pode ser um grande passo em direção a esse eventual uso," disse o professor Daejong Kim, da Universidade do Texas.

Os rolamentos de folha são um tipo de rolamento aerodinâmico que funciona bem em uma larga gama de temperaturas, de criogênicas até mais de 650 ºC.

Os rolamentos consistem em lâminas em relevo e lâminas superiores contidas em uma luva. Conforme um eixo gira em alta velocidade, a pressão aumenta e cria uma força hidrodinâmica no ar ou gás entre o eixo giratório e as folhas estacionárias, sustentando o eixo. Como não há atrito, não há necessidade de lubrificante.

Rolamento sem lubrificação

Um dos problemas dos rolamentos a ar/gás tradicionais é que o eixo pode se tornar instável em altas velocidades, eventualmente causando uma falha catastrófica. Os rolamentos de folha, por sua vez, têm a vantagem de produzir atrito cinético suficiente para evitar a instabilidade do eixo em altas velocidades.

O maior avanço obtido pela equipe de Kim está na criação de um rolamento de folha híbrido, que mantém a estabilidade dos rolamentos de folha tradicionais e acrescenta a capacidade de carga dos rolamentos ar/gás tradicionais.

A melhoria dramática da capacidade de carga e desempenho rotordinâmico são marcos importantes para as "turbomáquinas livres de óleo", disse o pesquisador.

"Este trabalho apresenta um novo rolamento de impulso de folha com configuração cônico-plana e ranhuras de encaixe na lâmina superior do rolamento como um mecanismo de reforço de pressão secundário. Os resultados dos testes a 90.000 rpm e 140.000 rpm mostram que, ao adicionar o padrão de ranhura de encaixe na folha superior, a perda de potência é reduzida em 16% em comparação com a configuração cônico-plana tradicional," escreveu a equipe.

Mesmo não estando pronta, a tecnologia chamou a atenção da Rolls Royce, que fabrica motores para aviões, que se comprometeu a financiar o prosseguimento do desenvolvimento dos rolamentos.

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