Os novos rolamentos SKF para compressores e bombas

A SKF lançou uma linha melhorada e ampliada de rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira Explorer para uso em aplicações como compressores e bombas de parafuso, incluindo bombas de parafuso de vácuo industriais. Esses rolamentos podem ajudar a aumentar a densidade de potência e melhorar o desempenho e a eficiência da máquina, permitindo a operação em velocidades mais altas e com menor atrito, ao mesmo tempo em que proporcionam competitividade de custos, bem como disponibilidade e suporte globais.

O ar comprimido é frequentemente referido como a “quarta utilidade”. A confiabilidade e o desempenho eficiente dos sistemas de compressores são essenciais para a maioria das instalações de fabricação. Um tipo comum de compressor em plantas industriais é o compressor de parafuso duplo. Além do ar comprimido, um número crescente de processos de produção modernos exige atmosferas com vários graus de vácuo. As bombas de vácuo, geralmente muito semelhantes aos compressores de ar, são comuns em muitas indústrias, incluindo as indústrias de alimentos e bebidas e embalagens, as indústrias ópticas, eletrônicas e de semicondutores, e as indústrias química, farmacêutica e de vidro, onde são usadas em processos de revestimento industrial. como PVD (deposição física de vapor) e CVD (deposição química de vapor). Bombas de vácuo são encontradas até mesmo em experimentos científicos em larga escala,

As bombas de vácuo de parafuso, como os compressores de parafuso duplo, funcionam com dois eixos de parafuso engrenados que giram em direções opostas. Este gás fica preso entre os parafusos e transportado para o lado de descarga, enquanto no lado de entrada o gás é removido e a pressão é reduzida ao nível de vácuo esperado. Os rolamentos que suportam rotores de parafuso são componentes críticos: eles suportam cargas criadas pela pressão do gás e fornecem posicionamento radial e axial preciso do eixo, que é um critério fundamental para a eficiência das máquinas de parafuso.

No futuro, os mercados de compressores e bombas esperam velocidades mais altas, designs compactos, posicionamento de eixo axial ainda mais preciso e desempenho robusto dos chamados rolamentos originais. Os rolamentos de apoio, que suportam cargas reversas e controlam a folga axial do arranjo de rolamentos e, portanto, a folga entre os eixos e a caixa, podem sofrer com uma combinação de alta velocidade e baixas cargas. Para bombas de vácuo de parafuso, velocidade, eficiência (através de lacunas de vedação apertadas) e baixa geração de calor são fundamentais.

Design aprimorado

A SKF já está respondendo a essas novas necessidades. Ela introduziu inúmeras melhorias no projeto de rolamentos e desenvolveu uma linha completamente nova para garantir que o rolamento de contato angular de uma carreira SKF Explorer possa atender às necessidades de desempenho atuais e futuras. A primeira inovação foi uma nova gaiola com geometria significativamente melhorada e um novo material de latão, que permite uma operação mais rápida com atrito reduzido.

Além disso, a SKF adicionou uma variante de ângulo de contato de 25° à linha padrão de rolamentos de esferas de contato angular. Ambos os designs de rolamento incluem o novo design aprimorado da gaiola. Em comparação com a variante de ângulo de contato de 40°, o ângulo de contato menor de 25° permite que o rolamento opere em velocidades mais altas e, ao mesmo tempo, oferece melhor desempenho como rolamento reserva sob cargas leves. Os rolamentos de 25° também proporcionam maior capacidade de carga radial do que os rolamentos de 40°, que podem ser usados, por exemplo, para redução de tamanho de máquinas em casos específicos. Oferecer um design de catálogo padrão também garante disponibilidade global com prazos de entrega curtos.
Outra vantagem importante desta série de 25° é que esses rolamentos são universalmente compatíveis com outros rolamentos de 25° e 40°, o que significa que podem ser montados em arranjos duplex ou triplex sem a necessidade de uma operação de medição.

Uma variante com ângulo de contato de 25° foi adicionada à linha padrão de rolamentos de esferas de contato angular.
Resultado do cálculo comparando o ângulo de contato de 25° com o ângulo de contato de 40°.
Comparação de velocidade limite para rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira com gaiola de latão usinado.
Comparação da temperatura do rolamento de gaiola de latão usinado, lubrificados com graxa, rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira.

Exemplo de projeto

Um cliente solicitou suporte técnico para validar um projeto proposto para uma nova geração de bombas de vácuo de parafuso. A SKF realizou uma análise abrangente do sistema de rolamentos usando o programa de simulação 3D SimPro. A simulação destacou alguns riscos de desempenho se fossem usados ​​rolamentos de esferas de contato angular de 40°, como menor vida útil calculada, altas variações de ângulo de contato e maiores perdas por atrito. Observe que em velocidades muito altas as forças centrífugas que atuam nas esferas se tornarão relevantes; um ângulo de contato menor proporcionará melhor cinemática em tais condições.
As velocidades das bombas de vácuo analisadas foram superiores às dos compressores de parafuso de tamanho semelhante, enquanto as cargas axiais foram ligeiramente inferiores. A análise mostrou que a melhor escolha de projeto foi um arranjo de rolamentos duplex incorporando os novos rolamentos SKF Explorer com um ângulo de contato de 25° e folga leve. Os resultados dos cálculos mostrados nos gráficos abaixo demonstram claramente as diferenças de desempenho quando se trata de vida útil calculada e redução de perdas de energia.

Uma análise abrangente da dinâmica de rolamentos não lineares no sistema de bomba de parafuso a vácuo foi realizada usando a ferramenta de simulação SKF SimPro.

Beneficie-se das melhorias mais recentes

Com as mais recentes melhorias na linha SKF Explorer de rolamentos de esferas de contato angular de uma carreira, os clientes podem aproveitar uma ampla gama de benefícios, incluindo a economia de ter uma linha padrão disponível em estoque. Em termos de desempenho, a linha de rolamentos de esferas de contato angular de 25° pode operar em velocidades mais altas e também ter melhor desempenho como rolamentos de apoio sob cargas leves. A maior capacidade de carga radial também pode ser usada para reduzir o tamanho de máquinas. O novo e aprimorado design da gaiola de latão usinado ajuda a garantir uma operação mais silenciosa e menores perdas por atrito. As opções de projeto são altamente flexíveis, com três classes de folga e três classes de pré-carga. Como os rolamentos de 40° e 25° são universalmente compatíveis, a logística, o gerenciamento de estoque e a montagem da máquina são muito simples.

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