DIRETRIZES PARA O PROJETO DO CALIBRADOR DO DETECTOR MARIO SCHENBERG: O SISTEMA DE MANCAIS

Resumo

Este trabalho apresenta diretrizes para o projeto do calibrador do detector de ondas gravitacionais “Mario Schenberg”, com foco no sistema de mancais. Esse dispositivo deverá fazer girar dois objetos a uma rotação de 96.000 rpm e, portanto, se enquadra na classe das máquinas de alta velocidade. As diretrizes e soluções propostas neste trabalho constituem uma contribuição para essa classe de problemas de Engenharia e foram fundamentas em ampla pesquisa na literatura, contatos com especialistas, na experiência dos orientadores e do autor, bem como em resultados experimentais. Foi proposto um mancal híbrido composto por um mancal radial magnético passivo combinado com um mancal axial de escora, aqui denominado MPS (Magnetic Passive and Sliding). Um protótipo físico reduzido foi construído e ensaiado. Embora o protótipo tenha sido testado em velocidades inferiores a 12.000 rpm, as diretrizes propostas foram parcialmente validadas.

Palavras-chave: Ondas Gravitacionais. Calibrador. Detector. Mario Schenberg. Gráviton. Máquina de Alta Velocidade. Mancal Magnético Passivo. Híbrido. Mancal Escora. Rotores.

This paper presents design guidelines for the “Mario Schenberg” gravitational waves detector calibrator, focused on the bearing system. This device must symmetrically rotate two objects, with mass and at a radius as large as possible, at a speed of 96,000 rpm, and therefore falls into the high-speed machines category. The guidelines and solutions proposed in this paper constitute a contribution to this class of engineering problems and were based on an extensive literature search, contacts with experts, the tutor’s and author's experience, as well as on experimental results. A hybrid bearing that combines a radial passive magnetic bearing with an axial sliding bearing, here called MPS (Magnetic Passive and Sliding) was proposed. A reduced physical prototype was built and tested. Although the prototype has been tested at speeds below 12,000 rpm, the proposed guidelines were partially validated.

Keywords: Gravitational Waves. Calibrator. Detector. Mario Schenberg. Graviton. High Rotation Machine. Passive Magnetic Bearing. Hybrid. Sliding Bearing. Rotors.