Rodamientos de Crunnet y Bench

Se sabe que las inclusiones dentro de los materiales de rodamiento aumentan el riesgo de mecanismos de daño de MB, como el spalling. Por lo tanto, es importante que la calidad del proceso de fabricación de acero sea lo más alta posible.

Se han desarrollado plataformas de prueba dedicadas para investigar los efectos de las condiciones de funcionamiento, como la carga estática, la velocidad y la presión de la entrada de aceite y la velocidad de flujo en el rendimiento constante de los rodamientos de revistas de la almohadilla inclinada. También se han estudiado efectos transitorios como la inicio y las velocidades variables.

Tipos

Los rodamientos generalmente se clasifican por cómo manejan cargas radiales, axiales y combinadas. Un rodamiento de bolas, por ejemplo, puede soportar una amplia gama de combinaciones de carga gracias a su forma esférica. Esto permite que las bolas en el rodamiento funcionen juntas para transmitir cargas radiales y axiales, incluso a altas velocidades. El resultado es una fricción de rotación mínima y una vida máxima para el rodamiento. Sin embargo, otros rodamientos están diseñados para manejar un tipo particular de carga o aplicación. Los rodamientos lineales, por ejemplo, están diseñados para permitir el movimiento de componentes lineales mientras mantienen una brecha precisa entre ellos. Este diseño es ideal para aplicaciones que requieren alta precisión, como servo prensas o impresoras 3D.

Otro tipo de rodamiento es el rodamiento de rodillos, que puede transportar un mayor rango de combinaciones de carga. Esto se debe a que las razas internas y externas se desplazan entre sí a lo largo del eje del rodamiento, lo que permite que los rodillos cambien y admitan cargas axiales en ambas direcciones. El resultado es un rodamiento autoalineante que es muy fácil de instalar. Este tipo de rodamiento también puede acomodar una amplia gama de requisitos de velocidad y fuerza, por lo que es la elección de muchas aplicaciones industriales.

En las turbinas eólicas, los rodamientos deben poder resistir las cargas torsionales que se colocan en el sistema por el eje principal. Como resultado, es importante que el ajuste del eje y el ajuste de la carcasa sean correctos para garantizar que los rodamientos no precargan (tengan un espacio libre negativo) durante la operación. Esto puede provocar un exceso de calor y una falla prematura.

Se ha desarrollado un nuevo banco de pruebas que puede proporcionar los datos necesarios para el diseño y el mantenimiento del rodamiento. Este banco, llamado Beat1.1, ha sido diseñado y suministrado por IDOM a Fraunhofer Iwes y ahora está completamente operativo. Permite que los rodamientos a gran escala se caractericen de manera estadística y dinámica a velocidades periféricas de hasta 150 m/s con una capacidad de carga de hasta 270 kN.

Por lo general, la configuración montada en el objetivo y las tolerancias del eje son proporcionadas al proveedor del rodamiento por el cliente o de una revisión de ingeniería de la aplicación. La instalación de producción de cojinetes selecciona un conjunto espaciador coincidente con un ancho fijo basado en el conjunto supuesto de valores de práctica de ajuste y el valor de ajuste montado nominal objetivo. La instalación de producción de cojinetes luego completa las mediciones físicas del rodamiento para comprender la brecha del espaciador en la configuración de banca cero y determinar el ancho del espaciador final necesario para alcanzar la configuración montado nominal objetivo.

Diseño

El diseño del rodamiento de Crunnet y Bench se basa en el principio de rodamiento radial. La característica principal es que el par de fricción del rodamiento se puede determinar utilizando una técnica de medición simple y robusta. Utiliza un instrumento de medición, que se coloca directamente en el punto de contacto del rodamiento. El sensor lee la corriente inducida en el rodamiento, y la señal medida se alimenta en un software de evaluación. De esta manera, se puede obtener un resultado de medición que sea adecuado para la evaluación de las pérdidas de energía en las turbinas eólicas.

El banco de prueba ha sido diseñado para probar los rodamientos de turbina eólica escalada bajo cargas radiales y axiales durante períodos prolongados de tiempo. Es totalmente programable y se puede usar para simular diferentes ciclos de carga y estilos de cubo de ruedas. La estación de prueba también puede medir las variables lentas y de alta frecuencia. También puede detectar umbrales de vibración y velocidad del eje.

Para la determinación de la rigidez dinámica y los coeficientes de amortiguación del rodamiento, se realizaron una serie de pruebas. Una vez que se alcanzaron las condiciones de trabajo de estado estacionario deseadas, los actuadores dinámicos imponieron fuerzas sinusoidales de frecuencia múltiple en el rango de frecuencia de interés. Los resultados de las variables lentas muestran que se observó un comportamiento isotrópico para los cargadores estáticos y dinámicos.

En el caso de la carga axial, se atribuyó un comportamiento no isotrópico al cambio de lubricación laminar a turbulenta. El comportamiento no isotrópico observado para los cargadores radiales aún está bajo investigación.

Los datos medidos de los sensores de alta frecuencia se registran a 1 Hz, incluidos todos los componentes de fuerza, la potencia de salida (incluidas las contribuciones de fricción de los rodamientos y los sellos), así como las temperaturas de la almohadilla. Los resultados se compararon con el resultado de la simulación y mostraron una buena correlación.

En el futuro, el banco de pruebas estará equipado con más sensores de alta frecuencia. Esto permitirá la determinación de varios parámetros adicionales, como el desarrollo de la temperatura durante el ciclo de carga y los efectos de la desalineación. Además, el sistema podrá evaluar el impacto de diferentes alturas de lubricación e inmersión en el rendimiento del rodamiento.

Instalación

Los rodamientos pueden dañarse mediante un montaje o instalación incorrecta, por lo que es importante comprender el proceso antes de intentar montarlos. También es crucial usar las herramientas y equipos adecuados. Esto evitará daños y garantizará la precisión de su trabajo. Si no está seguro de cómo montar un tipo específico de rodamiento, comuníquese con su proveedor para obtener asesoramiento o capacitación.

Un conjunto espaciador emparejado (a veces conocido como una sola configuración de banco) consiste en un conjunto de cojinetes con un espaciador de ancho fijo terminado. Este tipo de ensamblaje está diseñado para proporcionar un soporte consistente con el ajuste de interferencia requerido entre el eje y el orificio del anillo interno. Para crear este tipo de ensamblaje, la instalación de producción de rodamientos completa las mediciones de caída para comprender la brecha espaciadora entre los componentes en la configuración del banco cero y luego determina el ancho del espaciador final necesario para alcanzar un valor de ajuste montado nominal de objetivo especificado.

El ensamblaje resultante tiene un rango más estrecho de posibles valores de ajuste de interferencia, lo que hace que sea más fácil seleccionar una posición de montaje adecuada. Además, el acabado del espaciador reduce la fricción entre el rodamiento y el eje, lo que resulta en una temperatura y vibración reducida durante la operación.

Otro beneficio de este tipo de ensamblaje es la facilidad con la que se puede reelaborar cuando cambia la aplicación. Al eliminar el espaciador y volver a crecer a un nuevo ancho, el rodamiento ensamblado se puede reutilizar con un ajuste mínimo.

Al montar un rodamiento, tenga cuidado de no aplicar presión excesiva. Demasiada presión puede dañar la carrera y conducir a una falla prematura. Además, asegúrese de evitar martillar directamente sobre el rodamiento o sus razas. Esto puede causar grietas o abolladuras que disminuyan la vida útil del rodamiento.

Si necesita martillar un rodamiento, asegúrese de usar un mazo de metal de madera o de madera. Los golpes directos con un martillo de metal duro pueden causar daños a las carreras o hacer que la carrera externa sea desalineada con el orificio de la vivienda.

Mantenimiento

Los rodamientos son componentes estructurales críticos en las estructuras de puentes. Transfieren fuerzas verticales y horizontales, movimiento y rotaciones, lo que permite una función óptima del puente. Desafortunadamente, debido a su exposición constante a los elementos (agua, tierra, arena y escombros) y cargas de tráfico, eventualmente sufrirán daños. Es importante poder reconocer los signos de deterioro para evitar el reemplazo prematuro y ahorrar dinero en presupuestos de mantenimiento.

La inspección visual puede ayudar a identificar los rodamientos dañados. Sin embargo, no siempre ayuda a identificar la causa. Es importante investigar cuidadosamente el montaje, la instalación y las piezas que afectan la operación del rodamiento para descifrar la causa. Por ejemplo, si un rodamiento muestra un ruido excesivo, esto podría deberse a una lubricación insuficiente o incorrecta, o porque el eje o los orificios de la carcasa están desalineados.

Para evaluar la condición de un rodamiento de Crunnet o Bench, es posible probar su comportamiento utilizando diferentes modos de operación. Los datos resultantes permiten la determinación de varias cantidades físicas, como el cumplimiento, la distribución de la fuerza o la amortiguación.

La plataforma de prueba consiste en una estructura principal de 4 m de largo, compuesta por vigas rectangulares huecas que soportan el peso del equipo y se estira sobre la cuenca enterrada del tanque de aceite. Está equipado con almohadillas antivibraciones que se pueden llenar con material granular para una mayor reducción de vibraciones.

Recientemente se puso en servicio una nueva herramienta para validar los rodamientos giratorios continuos: un banco de pruebas que permite el análisis de los coeficientes dinámicos bajo carga entre las configuraciones de la almo temperatura de entrada y caudal de aceite.

La nueva herramienta permite medir el rendimiento de un rodamiento en condiciones de funcionamiento variables y comparar los resultados con los cálculos teóricos. También permite la evaluación de varios modos de falla y la identificación de posibles modos de falla. El método de análisis de componentes principales utilizado para la reducción de datos permite crear características que permitan la identificación de anomalías y condiciones de operación anormales. El uso de estas herramientas puede ayudar a reducir los costos de mantenimiento y reparación, así como a mejorar la seguridad del puente.