El caballo de batalla resistente: una mirada completa a los rodamientos esféricos de empuje

Rodamientos de rodillos esféricos de empuje son maravillas de ingeniería diseñadas para manejar cargas axiales inmensas mientras acomodan la desalineación. Su diseño único y su construcción robusta los hacen componentes indispensables en una amplia gama de aplicaciones industriales pesadas. Este artículo profundiza en las complejidades de estos rodamientos, explorando su diseño, ventajas, aplicaciones, mantenimiento y cómo se comparan con otros tipos de rodamientos.

1. Empuje con rodamiento esférico Diseño y construcción

Los rodamientos de rodillos esféricos de empuje se distinguen por sus rodillos esféricos asimétricos, que se guían por una pista de carreras en la lavadora del eje y una pista de rodadura esférica en la lavadora de la vivienda. Esto permite la capacidad de carga de carga axial y la capacidad de compensar la desalineación angular entre el eje y la carcasa. Los componentes clave incluyen:

Arandela del eje (anillo interno): se monta en el eje y presenta una pista de carreras para los rodillos.
Arandela de alojamiento (anillo exterior): se sienta en la carcasa y tiene una pista de rodadura esférica que se ajusta a la forma esférica de los rodillos.
Rolleros esféricos: rodillos en forma de cañón que se autoaline y diseñan para distribuir cargas de manera uniforme.
CAGE: Guía y separa los rodillos, asegurando un espacio adecuado y evitando el sesgo.
Collar/hombro de retención: a menudo presente en una de las lavadoras para evitar que los rodillos escapen.

El diseño generalmente incorpora una gran cantidad de rodillos, contribuyendo a su alta capacidad de carga. La capacidad de autoalineación es crucial en las aplicaciones donde la desviación del eje o los errores de montaje son inevitables.

2. Ventajas de Rodamientos de rodillos esféricos de empuje

La construcción única de los rodamientos de rodillos esféricos de empuje ofrece varias ventajas significativas:

Capacidad de carga axial alta: están diseñados específicamente para transportar cargas axiales (empuje) muy pesadas, lo que las hace ideales para aplicaciones con fuerzas significativas de empuje.
Capacidad de autoalineación: el diseño esférico permite que el rodamiento compense la desalineación estática y dinámica entre el eje y la carcasa, reduciendo el estrés en el rodamiento y los componentes circundantes. Esto puede acomodar las desviaciones del eje o las inexactitudes en el montaje.
Robustidad y durabilidad: construidos para entornos exigentes, ofrecen una excelente resistencia a las cargas de choque y las vibraciones, lo que lleva a una larga vida útil.
Baja fricción: a pesar de su alta capacidad de carga, su geometría interna optimizada da como resultado una fricción relativamente baja, lo que lleva a una operación eficiente y una generación de calor reducida.
Acomoda cargas radiales (limitadas): mientras está diseñada principalmente para cargas axiales, también pueden manejar algunas cargas radiales, aunque su resistencia principal se encuentra en las aplicaciones de empuje.

3. Aplicaciones de rodamientos esféricos de empuje

Debido a su naturaleza robusta y su alta capacidad de carga, los rodamientos de rodillos esféricos de empuje se encuentran en una amplia gama de industrias pesadas:

Bombas: en bombas centrífugo, manejan el empuje axial generado por el impulsor.
Cajas de cambios: especialmente en cajas de cambios industriales donde están presentes fuerzas axiales significativas.
Pélicos de la hélice: en aplicaciones marinas, apoyan el empuje de las hélices del barco.
Extrusores: utilizado en maquinaria de extrusión de plástico y metal para manejar fuerzas axiales altas.
Equipo minero: en trituradoras, molinos de molienda y otra maquinaria pesada sometida a cargas extremas.
Máquinas de papel: soporte de rollos y cilindros en el proceso de fabricación de papel.
Turbinas eólicas: se encuentra en el eje principal para acomodar cargas de empuje del rotor.
Molinos de acero: en molinos de rodillos y otros equipos de servicio pesado.

4. Rodamiento de rodillo esférico de empuje versus rodamiento de rodillo cónico

Mientras que tanto los rodamientos esféricos de empuje como los rodamientos de rodillos cónicos están diseñados para manejar cargas axiales, tienen características distintas:

Los rodamientos de rodillos esféricos de empuje son la opción preferida cuando se anticipa una desalineación significativa y las cargas puramente axiales son dominantes. Los rodamientos de rodillos cónicos son excelentes para cargas combinadas y cuando se puede mantener una alineación precisa.

5. Cómo mantener rodamientos esféricos de empuje

El mantenimiento adecuado es primordial para garantizar la longevidad y el rendimiento óptimo de los rodamientos esféricos de empuje.

Lubricación regular: adhiera estrictamente al cronograma y tipo de lubricación del fabricante. La lubricación subyacente o sobrevalorada puede conducir a una falla prematura.
Monitorear el ruido y la vibración anormales: los sonidos inusuales (molienda, chillido) o el aumento de los niveles de vibración son indicadores tempranos de problemas potenciales.
Monitoreo de temperatura: la temperatura de funcionamiento excesiva puede degradar lubricantes y los componentes de daños. Use sensores de temperatura donde sea crítico.
Inspeccione los sellos: asegúrese de que los sellos estén intactos y libres de daños para evitar la entrada de contaminación y la fuga de lubricantes.
Limpieza: mantenga un entorno operativo limpio. La contaminación es una causa principal de falla del rodamiento.
Inspecciones regulares: inspeccione periódicamente el rodamiento de signos de desgaste, corrosión o daño durante las paradas planificadas.

6. Fallas comunes en los rodamientos esféricos de empuje

Comprender los modos de falla común ayuda en el mantenimiento proactivo y la resolución de problemas:

Spalling de fatiga: la falla más común, que aparece como descamación de la vía de pista o la superficie del rodillo debido a los ciclos de estrés repetidos.
Contaminación: las partículas abrasivas (polvo, suciedad, chips de metal) que ingresan al rodamiento pueden causar desgaste y sangrías, lo que lleva a una falla prematura.
Lubricación inadecuada: el lubricante insuficiente, incorrecto o degradado provoca un aumento de la fricción, el calor y el desgaste.
Desalineación: si bien estos rodamientos compensan la desalineación, la desalineación excesiva o continua más allá de su capacidad puede conducir a tensiones concentradas y un desgaste prematuro.
Corrosión: el óxido o la corrosión en las superficies del rodamiento, a menudo debido a la entrada de humedad, puede causar picaduras y reducir la vida útil.
Sobrecarga: exceder la capacidad de carga nominal del rodamiento puede conducir a la deformación plástica o fatiga.
Instalación inadecuada: el montaje incorrecto, como el uso de fuerza excesiva o desalineación durante la instalación, puede dañar el rodamiento.

7. Instalación y alineación de rodamientos esféricos de empuje

La instalación correcta y la alineación precisa son críticos para maximizar la vida y el rendimiento del rodamiento.

Limpieza: asegúrese de que el eje, la carcasa y el rodamiento estén completamente limpios y libres de rebabas o contaminantes.
Calentamiento (para ajuste de interferencia): para los rodamientos con un ajuste de interferencia en el eje, los calentadores de inducción o los baños de aceite deben usarse para calentar el cojinete de manera uniforme. Nunca use la llama directa.
Herramientas de montaje: Use herramientas de montaje apropiadas (por ejemplo, prensas hidráulicas, calentadores de rodamiento) para aplicar la fuerza de manera uniforme al anillo correcto. Nunca golpee los rodillos o la jaula.
Ayxial Liquiding/Prelunead: siga las especificaciones del fabricante para la eliminación axial o la configuración de precarga. La configuración incorrecta puede conducir a un desgaste o ruido prematuro.
Alineación: si bien se autoalinea, es una buena práctica garantizar que la alineación inicial sea lo más precisa posible para minimizar la compensación autoalineante requerida, reduciendo las tensiones internas. Use herramientas de precisión para verificaciones de alineación si es necesario.
Tolerancias de eje y vivienda: verifique que las tolerancias de eje y vivienda estén dentro de las especificaciones del fabricante para garantizar el ajuste adecuado.

8. Requisitos de lubricación para rodamientos esféricos de empuje

La lubricación es el alma de cualquier rodamiento, y los rodamientos de rodillos esféricos de empuje tienen necesidades específicas:

Tipo de lubricante: en general, se usan aceite mineral de alta calidad o grasas a base de aceite sintético. La viscosidad específica y el grado NLGI dependerán de la temperatura de funcionamiento, la velocidad y la carga. Consulte las recomendaciones del fabricante de rodamientos.
Viscosidad: los aceites de mayor viscosidad generalmente se requieren para velocidades más bajas y cargas más altas para mantener una película lubricante suficiente. Los aceites de menor viscosidad se utilizan para velocidades más altas y cargas más ligeras.
Aditivos: los aditivos de presión extrema (EP) a menudo son beneficiosos, especialmente en aplicaciones muy cargadas, para evitar el contacto de metal a metal. Los aditivos anti-ropa y anticorrosión también son importantes.
Método de lubricación:
Lubricación de grasa: común para aplicaciones con velocidades y temperaturas moderadas. Las pistolas de grasa se usan para reabastecer.
Lubricación de aceite: se usa para velocidades más altas, temperaturas más altas o cuando la disipación de calor es crítica. Los métodos incluyen baño de aceite, sistemas de aceite circulante o lubricación por mistón de aceite.
Intervalos de lubricación: siga los intervalos recomendados del fabricante. Estos están influenciados por condiciones de funcionamiento (velocidad, temperatura, carga, entorno). La lubricación demasiado frecuente puede provocar agitación y calor, mientras que demasiado poco frecuente puede causar el hambre de lubricantes.
Limpieza del lubricante: use siempre un lubricante limpio y asegúrese de que el equipo de lubricación esté libre de contaminantes. El aceite filtrado es esencial para los sistemas lubricados con aceite.

Al comprender estos aspectos críticos de los rodamientos de rodillos esféricos de empuje, los ingenieros y los profesionales de mantenimiento pueden garantizar su rendimiento, confiabilidad y longevidad óptimos incluso en las aplicaciones industriales más exigentes.