Lección 1: ¿Qué es un rodamiento?
Conocimientos básicos que se deben entender y la función de los rodamientos.
¿Sabes qué tipo de componente mecánico es un rodamiento? Los rodamientos, conocidos como "la base de la industria de la maquinaria", son componentes importantes que se utilizan ampliamente en diversas máquinas. En la Lección 1 sobre Columnas de rodamientos, explicaremos los conocimientos básicos y la función de los rodamientos.
1. ¿Qué es un rodamiento?
Un rodamiento es un componente que ayuda a que los objetos giren. Como sugiere el nombre, un rodamiento es un componente que soporta el "eje" que gira dentro de una máquina.
Las máquinas que utilizan rodamientos incluyen automóviles, aviones, generadores y más. Los rodamientos también se utilizan en electrodomésticos como frigoríficos, aspiradoras y aires acondicionados. En estas máquinas, los rodamientos se encargan de sostener el “eje” que tiene instalados diversos componentes, como ruedas, engranajes, turbinas, rotores, etc., ayudando a que el eje gire suavemente.
Dado que en diversos tipos de máquinas se utiliza una gran cantidad de “ejes” giratorios, los rodamientos se han convertido en un componente indispensable conocido como “el elemento básico de la industria de la maquinaria”. Aunque los rodamientos puedan parecer discretos, en realidad son esenciales. Sin ellos, no podríamos llevar una vida normal.
2. ¿Por qué son importantes los rodamientos? ¿Cuál es la función de los rodamientos?
Para que las máquinas funcionen sin problemas, ¿cuál es exactamente la función de los rodamientos?
Hay dos funciones principales de los rodamientos:
La fricción se produce entre el “eje” giratorio y su soporte, pero el rodamiento se instala entre ellos para reducir la fricción, haciendo que la rotación sea más suave y reduciendo el consumo de energía. Esta es la función de los rodamientos.
El “eje” giratorio y su estructura de soporte soportan una cantidad significativa de fuerza. Los cojinetes evitan daños al soporte giratorio debido a esta fuerza y ayudan a mantener el “eje” giratorio en la posición correcta. Gracias a estas funciones de los rodamientos podemos utilizar las máquinas repetidamente durante mucho tiempo.
3. ¿Cuántos rodamientos se utilizan? ¿Qué pasaría si no se utilizaran los rodamientos?
Es inimaginable cuántos rodamientos sustentan nuestra vida diaria, ya que los rodamientos no pueden verse directamente con nuestros ojos. Tomemos como ejemplo un automóvil común. ¿Alguna vez jugaste con un juguete de carreras que funciona con baterías cuando eras joven? Mucha gente recordará que se instaló un rodamiento en la estructura de soporte de las ruedas del automóvil. ¿Cuántos rodamientos necesita realmente un coche?
①Sistema de tren motriz (componentes)
Ejemplos: generador de CA, turbocompresor, etc.
②Sistema de dirección (componentes)
Ejemplos: caja de dirección, bomba, etc.
③Sistema de transferencia de energía (componentes)
Ejemplos: Transmisión, engranajes diferenciales, etc.
④Sistema de suspensión (componentes)
Ejemplos: Ruedas, suspensión, etc.
Los automóviles de última generación pueden utilizar hasta 150 rodamientos y todos ellos desempeñan un papel fundamental. Si no existieran rodamientos en los automóviles, los componentes no girarían suavemente, consumirían más energía y las piezas que soportan la rotación pronto se dañarían, lo que supondría que el vehículo no podría funcionar de forma segura y cómoda. Por eso, detrás de nuestras maravillosas vidas corren silenciosamente innumerables rumbos.
Conclusión
Los componentes de los rodamientos funcionan para nuestras vidas. Debido a que los rodamientos son componentes esenciales que sustentan nuestras vidas, a lo largo de la historia se les ha exigido alta durabilidad y precisión. Además, con el desarrollo continuo de la tecnología mecánica, se desarrollarán y aplicarán rodamientos nuevos y cada vez más especializados para adaptarse a entornos hostiles.
En el futuro, los rodamientos seguirán mejorando y desarrollándose para que nuestras vidas sigan funcionando.
Lección 2: Leonardo da Vinci, el “Padre de los rodamientos” – La inesperada historia de los rodamientos.
Como ya comentamos en la Lección 1, los rodamientos son herramientas que reducen la fricción y ayudan a que los objetos se muevan suavemente. Pero, ¿cuándo y cómo se inventaron y cómo evolucionaron y se difundieron? Esta lección le presentará la inesperada historia de los rodamientos.
1. ¿Los rodamientos se originaron antes de AD?
En la antigüedad, los humanos crearon muchas formas de reducir la fricción, y podemos ver un ejemplo en la construcción de las pirámides egipcias.
Las enormes pirámides, que se construyeron acumulando enormes “pesados bloques de piedra”, todavía hoy inspiran asombro a innumerables personas en todo el mundo. Entonces, ¿cómo movía la gente de la antigüedad estos “pesados bloques de piedra”? La respuesta se ha deducido aproximadamente de numerosas pinturas murales encontradas en el antiguo Egipto.
Varias pinturas murales del antiguo Egipto representan la construcción de las pirámides, algunas de las cuales muestran escenas de personas colocando objetos circulares de madera debajo de los “pesados bloques de piedra” y haciéndolos rodar. Se puede inferir que los antiguos egipcios redujeron la fricción y movieron los "bloques pesados de piedra" con menos fuerza mediante el uso de objetos rodantes de madera.
Este método de transporte se asemeja al uso de elementos rodantes (rodillos) en los rodamientos.
Se pueden encontrar registros de intentos humanos de reducir la fricción en todo el mundo, aunque varían en términos de período de tiempo y métodos empleados. Esto demuestra el importante valor que se otorga al transporte fluido de mercancías mediante la reducción de la fricción a lo largo de la historia de la humanidad.
2. ¿Leonardo da Vinci inventó el rodamiento con jaula de retención?
Leonardo da Vinci fue un artista genio de Italia durante el período del Renacimiento. Tenía una profunda conexión con los rodamientos y, con razón, se le llamaba el "padre de los rodamientos modernos".
Da Vinci sentía una profunda curiosidad por todo e hizo importantes contribuciones al diseño mecánico. Su manuscrito contenía bocetos de cojinetes indispensables para dispositivos mecánicos.
Con una creatividad incomparable, creó una estructura de soporte que redujo significativamente la fricción. El marco es un dispositivo que intercala una bola rodante (elemento rodante) entre dos placas circulares (anillos de seguimiento). Sorprendentemente, el boceto del diseño del rodamiento también incluía una "jaula de retención" que evita que las bolas rodantes entren en contacto entre sí.
Esta estructura es casi idéntica a la utilizada en los rodamientos modernos.
Por lo tanto, la “estructura de soporte básica” que consta de anillos de rodadura, elementos rodantes (como “bolas” o “rodillos”) y una jaula de retención se inventó hace aproximadamente 500 años. El brillante Leonardo da Vinci revolucionó el curso con su creatividad.
Sin embargo, incluso después de la invención de la estructura básica de los rodamientos, la fabricación y la producción en masa no fueron fáciles. No fue hasta la Revolución Industrial que los rodamientos se utilizaron ampliamente en las máquinas.
3. La popularidad de los rodamientos comenzó con la Revolución Industrial.
Durante la Revolución Industrial, desde mediados del siglo XVIII hasta el siglo XIX, se empezó a producir acero a gran escala. Por lo tanto, los rodamientos de acero de alta resistencia podrían producirse en masa y utilizarse ampliamente en diversos campos.
Uno de los grandes inventos surgidos durante la Revolución Industrial fue el “eje de vehículo que utiliza rodamientos”. Los primeros rodamientos ampliamente utilizados fueron los rodamientos de bolas multiusos utilizados en los ejes de las bicicletas. Posteriormente se inventaron también los rodamientos de rodillos para ejes de automóviles que utilizaban rodillos como elemento rodante.
La aparición del “eje de vehículo que utiliza cojinetes” ha mejorado enormemente la movilidad y la eficiencia del transporte. Como resultado, muchas máquinas industriales de aquella época también introdujeron activamente rodamientos y contribuyeron enormemente al desarrollo industrial.
Durante la Revolución Industrial, los rodamientos se convirtieron en un componente importante que apoyaba el desarrollo industrial entre bastidores y en una herramienta indispensable en la vida de las personas.
Conclusión
La historia del desarrollo de los rodamientos es la historia del progreso de la civilización humana. Sin la invención de los rodamientos, los humanos todavía tendríamos dificultades para mover objetos pesados y nuestras vidas no tendrían tantas máquinas que nos brinden servicios convenientes y cómodos.
El nacimiento y el progreso de los rodamientos tuvieron un tremendo impacto en el desarrollo de la civilización. Se puede decir que los rodamientos son la cristalización de la sabiduría y la tecnología de nuestros predecesores y los héroes anónimos detrás de la “historia del desarrollo industrial”.
Clase 3: Estructura de soporte – Estructura para reducir la fricción y función de cada pieza.
En la Clase 3 presentaremos la estructura portante y la función de cada componente.
1. Principio de los rodamientos
Los rodamientos reducen la fricción mediante el uso de movimiento de rodadura. Como se muestra en la Figura 1, cuando el “eje” comienza a girar, varios “elementos rodantes” (como “bolas” o “rodillos”) en el rodamiento comenzarán a rodar. Los rodamientos reducen la fricción cuando se utiliza este movimiento rodante.
En comparación con los cojinetes lisos de "movimiento deslizante", los rodamientos que utilizan "movimiento de rodadura" son mejores para reducir la fricción y minimizar el consumo de energía de rotación. Entonces, ¿cuál es la estructura de los rodamientos? A continuación le proporcionaremos una introducción detallada.
2. Estructura portante
Aunque existen muchos tipos de cojinetes modernos, su estructura básica es similar a la estructura de soporte diseñada por Leonardo da Vinci hace unos 500 años.
Los componentes de un rodamiento incluyen:
- Anillos de carreras… componentes en forma de anillo.
- Elementos rodantes...componentes que ruedan entre anillos rodantes (los elementos rodantes incluyen “bolas” y “rodillos”)
- Jaula… componente que evita que los elementos rodantes entren en contacto entre sí y los mantiene a cierta distancia entre sí.
Anillos de carreras
Los anillos de rodadura soportan la fuerza que actúa perpendicular al eje en el caso de los "cojinetes radiales" que se muestran en la Figura 2. En los rodamientos de bolas, los elementos rodantes son bolas, mientras que en los rodamientos de rodillos, los elementos rodantes son rodillos.
El anillo de rodadura se utiliza para este tipo de rodamiento radial.
El anillo de carrera montado en el lado interior del eje se llama anillo interior.
El anillo de carrera en el lado exterior se llama anillo exterior y está montado en la carcasa (※1: ver Figura 3).
Alojamiento
La carcasa se refiere a la parte que entra en contacto con el aro exterior del rodamiento cuando se monta el rodamiento.
anillo de seguimiento
El rodamiento que se muestra en la Figura 4 se llama "cojinete de empuje" y soporta la fuerza en la misma dirección que el eje.
El anillo de rodadura se utiliza para este tipo de cojinete de empuje.
El anillo de rodadura montado en el lado del eje se llama anillo de eje.
El anillo de carrera montado en el lado de la carcasa se llama anillo de asiento.
Para lograr una rotación suave, se alisa meticulosamente la superficie sobre la que ruedan los elementos rodantes del anillo de rodadura.
elemento rodante
Como se muestra en la Tabla 1, los elementos rodantes incluyen "bolas" y "rodillos".
Tabla 1 Tipos de elementos rodantes
|
Pelota | Rodamientos de bolas |
|
rodillo cilíndrico | Rodamientos de rodillos cilíndricos |
|
rodillo de agujas | |
|
Rodillo cónico (cónico) | |
|
Rodillo esférico (en forma de barril) |
Dependiendo de las condiciones de uso, como la capacidad de carga y la velocidad de rotación, se pueden seleccionar varios tipos de elementos rodantes. Discutiremos los tipos de rodamientos en la sección de rodamientos de la Clase 4 y los estudiantes interesados pueden consultar la página siguiente.
Soporte
Como se muestra en la Figura 5, cuando el aro interior del rodamiento gira, los elementos rodantes también comienzan a rodar. Si no hay obturación en el rodamiento, los elementos rodantes adyacentes entrarán en contacto entre sí.
Cuando la dirección de rodadura de dos elementos rodantes sobre una superficie de contacto es opuesta, se dificulta el movimiento de rodadura de los elementos rodantes.
Para evitar que esto suceda, se utiliza un retenedor para mantener separados los elementos rodantes adyacentes para que puedan rodar suavemente. Hay varios tipos de sellos disponibles para seleccionar dependiendo de las condiciones de uso, como la capacidad de carga y la velocidad de rotación del rodamiento. La Figura 6 muestra un tipo representativo de contención.
Está claro que el anillo de carrera, los elementos rodantes y el sello desempeñan respectivamente funciones diferentes. Estas funciones se complementan para que el rodamiento gire suavemente.
Sin embargo, con sólo estas piezas constituyentes, el rodamiento aún no puede girar de forma continua y suave con estabilidad. A continuación, presentaremos otro componente importante de los rodamientos.
3. Lubricantes necesarios para una rotación estable
Para garantizar una rotación estable y suave de los rodamientos, se debe reducir la fricción del movimiento de rodadura y se debe evitar el desgaste de las piezas. Ahí es donde entran los lubricantes.
Los lubricantes utilizados en los rodamientos son principalmente “grasa” semisólida (pastosa) y “aceite” líquido.
Además, los lubricantes también reducen el calor interno dentro del rodamiento giratorio y prolongan la vida útil del rodamiento. Por lo tanto, los lubricantes también son un "componente importante" para garantizar una rotación estable y suave de los rodamientos.
Conclusión
Los componentes y el lubricante son necesarios para garantizar una rotación estable y suave de los rodamientos.
Los componentes del rodamiento incluyen el anillo de carrera, los elementos rodantes y el sello, cada uno de los cuales realiza una función diferente. Estas funciones se complementan entre sí para permitir que el rodamiento gire suavemente.
Además, los “lubricantes” ayudan a reducir la fricción en el movimiento de rodadura y previenen el desgaste de las piezas. Cada componente desempeña su papel fundamental al permitir que el rodamiento gire de forma continua, suave y estable.
Clase 4: Diferencias entre varios tipos de rodamientos – Tipos y características de los rodamientos.
1. Clasificación de rodamientos
Los rodamientos recibirán fuerzas desde diferentes direcciones, por lo que pueden clasificarse según la “dirección de la fuerza”.
Primero, introduzcamos la fuerza de apoyo.
La Figura 1 muestra la fuerza sobre el rodamiento utilizado en la rueda del automóvil con un neumático instalado. Una es la fuerza que soporta el peso del automóvil (mostrada por la flecha azul en la Figura 1), y el rodamiento debe soportar la fuerza perpendicular al eje de la rueda del automóvil.
Además, la fuerza centrífuga se produce cuando el automóvil gira (como se muestra con la flecha roja en la Figura 1), y el rodamiento soportará la fuerza en la misma dirección que el eje del automóvil.
Como se muestra arriba, los rodamientos generalmente soportan fuerzas desde diferentes direcciones. Por tanto, los rodamientos se pueden clasificar según la dirección de la fuerza y la capacidad de carga. Los rodamientos soportan cargas radiales y axiales; la fuerza que soportan los rodamientos se llama “carga”; la fuerza perpendicular al eje se llama “carga radial”; la fuerza en la misma dirección que el eje se llama "carga axial".
Clasificación de rodamientos
Según la dirección de la fuerza que el rodamiento puede soportar y la forma del elemento rodante, los rodamientos se pueden dividir en los cuatro tipos que se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1: Clasificación de rodamientos
| Elemento rodante | |||
| Pelota | Rollo | ||
| Dirección de Fuerza Principal | Perpendicular al eje (carga radial) | Rodamientos radiales de bolas | Rodamientos radiales de bolas |
| Misma dirección del eje (carga axial) | Rodamientos axiales de bolas | Rodamientos axiales de bolas | |
2. Rodamientos radiales de bolas
Rodamientos radiales de bolas
Los rodamientos radiales de bolas son rodamientos de “bolas” que soportan fuerzas “perpendiculares a la dirección del eje”. Los rodamientos rígidos de bolas (rodamientos de bolas) son un tipo de rodamiento radial de bolas.
Los rodamientos rígidos de bolas son tipos de rodamientos de uso común.
Los rodamientos rígidos de bolas no solo pueden soportar cargas radiales, sino también un cierto grado de cargas axiales bidireccionales. Cuando se soporta una carga axial mayor, se deben utilizar rodamientos de bolas de contacto angular, que se presentarán más adelante.
Rodamientos de bolas de contacto angular
Los rodamientos de bolas de contacto angular pueden soportar simultáneamente cargas radiales y cargas axiales unidireccionales. Cuando se soportan cargas axiales bidireccionales, se deben utilizar en combinación dos o más rodamientos de bolas de contacto angular.
Cuando los rodamientos soportan “carga radial” y “carga axial”, el ángulo entre la dirección de la carga soportada por el anillo de rodadura y el elemento rodante y la dirección perpendicular al eje se denomina ángulo de contacto.
El ángulo de contacto generalmente se divide en 15°, 30° y 40°, los cuales están representados por las letras C, A y B, respectivamente.
3. Rodamientos de rodillos radiales
Los rodamientos de rodillos radiales son rodamientos de “rodillos” que soportan fuerzas “perpendiculares a la dirección del eje”. Los rodamientos de rodillos radiales soportan cargas mayores que los rodamientos de bolas radiales y tienen diferentes tipos según el tipo de rodillo, como rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos de agujas, rodamientos de rodillos cónicos y rodamientos de rodillos esféricos.
Rodamientos de rodillos cilíndricos
Los rodamientos de rodillos utilizan “rodillos cilíndricos”. Los rodamientos de rodillos cilíndricos soportan cargas radiales mayores que los rodamientos rígidos de bolas y pueden usarse en máquinas que generan fuerza de impacto.
Rodamientos de agujas
Los rodamientos de rodillos utilizan “rodillos en forma de aguja”. Los rodamientos de agujas utilizan rodillos en forma de aguja con un diámetro más pequeño que los rodillos cilíndricos, como se muestra en la Figura 5. La baja altura de la sección transversal de este tipo de rodamiento ayuda a lograr la miniaturización e iluminación de la máquina.
Rodamientos de rodillos cónicos
Los rodamientos de rodillos cónicos utilizan “rodillos cónicos”.
Los rodamientos de rodillos cónicos se utilizan ampliamente en rodamientos de rodillos radiales y pueden soportar simultáneamente cargas radiales y cargas axiales unidireccionales. Cuando se soportan cargas axiales bidireccionales, se deben combinar dos o más rodamientos de rodillos cónicos.
Rodamientos de rodillos esféricos
Los rodamientos de rodillos esféricos utilizan “rodillos esféricos” en forma de barril, como se muestra en la Figura 7, montados entre la “superficie de la pista de rodadura del anillo exterior esférico” y la “superficie de la pista de rodadura del anillo interior”. Por lo tanto, el aro interior, el elemento rodante y la jaula del rodamiento de rodillos a rótula pueden girar mientras están inclinados con respecto al aro exterior.
Como se muestra en la Figura 8, los rodamientos de rodillos a rótula se utilizan en máquinas que soportan grandes cargas y tienen ejes propensos a doblarse. Figura 8: Aplicación de rodamientos de rodillos a rótula.
Resumen
Hay varios tipos de "cojinetes" disponibles según la dirección y la magnitud de la carga aplicada. Se debe elegir el tipo de “cojinete” apropiado según la estructura o el uso de la máquina. Además de los tipos presentados aquí, existen muchos otros tipos de “cojinetes”.
Clase 5: Usos de los rodamientos (Parte 1)
Las áreas de aplicación de rodamientos en automoción.
1. ¿Cómo se utilizan los rodamientos en los automóviles?
En esta columna explicaremos cómo se utilizan los rodamientos con el ejemplo de la transmisión y los engranajes diferenciales que transmiten la potencia del motor a los ejes del vehículo en los automóviles.
2. Rodamientos utilizados en transmisiones.
La fuerza motriz requerida para los automóviles depende de las condiciones de conducción, como la conducción a alta velocidad o la necesidad de una mayor fuerza motriz en pendientes, etc. La transmisión es un dispositivo que convierte la potencia del motor en fuerza motriz adecuada para la conducción y la transmite al eje. Dentro de la transmisión, se utilizan diferentes tipos de cojinetes para realizar sus respectivas funciones, y muchos cojinetes también se utilizan en piezas de automóviles.
La transmisión se puede dividir en dos tipos: manual y automática. En los automóviles que utilizan transmisión manual, la palanca de cambios está ubicada en el lado del conductor.
El operador acciona manualmente la palanca de cambios para convertir la potencia del motor en fuerza motriz adecuada a las condiciones de conducción. La transmisión manual se compone de ejes y engranajes. A continuación presentamos los rodamientos que soportan estos componentes.
Cojinetes que soportan los ejes.
Los tipos apropiados de rodamientos se eligen en función de la potencia del motor para soportar la rotación del eje y la fuerza generada por los engranajes.
Tabla 1. Cojinetes que soportan los ejes.
| carga radial | Carga axial | Tipos de rodamientos |
| Pequeño | Pequeño | Rodamiento rígido de bolas (rodamiento de bolas) |
| Grande | Pequeño | Rodamiento de rodillos cilíndricos |
| Grande | Grande | Rodamiento de rodillos cónicos |
Rodamientos para soportar engranajes.
En una transmisión manual, los engranajes siempre están engranando y girando.
Para transmitir la fuerza motriz adecuada para conducir, seleccione la marcha adecuada (A) accionando la palanca. Luego, el engranaje seleccionado (A) se conecta al eje y gira a la misma velocidad que el eje.
Cuando las condiciones de conducción cambian y es necesario transmitir una fuerza motriz diferente a las ruedas, el engranaje (A) conectado al eje se retira del eje accionando la palanca y se selecciona el engranaje (B) adecuado para la fuerza motriz diferente. . Luego, el engranaje seleccionado (B) se conecta al eje y gira a la misma velocidad que el eje.
En este momento, el engranaje (A) que se retira del eje gira a una velocidad diferente a la del eje. Para permitir que el engranaje y el eje giren a diferentes velocidades, se instalan rodamientos de agujas (componentes con rodillos de agujas y jaulas) entre la superficie interior del engranaje (lado interior) y la superficie exterior del eje (lado exterior) para desplazarse entre a ellos.
3. Cojinetes utilizados en engranajes diferenciales.
Cuando un automóvil gira hacia la izquierda o hacia la derecha, la velocidad del eje de la rueda interior se reduce, mientras que la velocidad del eje de la rueda exterior aumenta. El engranaje diferencial es un dispositivo que convierte la fuerza motriz de la transmisión en una fuerza motriz mayor y la transmite a los ejes de las ruedas izquierda y derecha para lograr diferentes velocidades.
El engranaje diferencial se instala con el eje del engranaje pequeño (el eje del lado de la transmisión) y el engranaje del lado del eje que se acopla verticalmente. Los rodamientos soportan la rotación del eje y la fuerza generada por los engranajes.
Rodamientos de rodillos cónicos para eje de soporte
La combinación de rodamientos de rodillos cónicos soporta cargas axiales radiales y bidireccionales, lo que garantiza un engrane adecuado de los engranajes y transmite grandes fuerzas motrices a los ejes de las ruedas izquierda y derecha.
Resumen
Este artículo ha introducido los rodamientos utilizados en los dispositivos que transmiten potencia desde el motor a los ejes de las ruedas, pero en los automóviles muchas otras piezas también utilizan una gran cantidad de rodamientos.
Cada rodamiento desempeña su propia función y mejora el rendimiento de conducción y la seguridad del vehículo. Para mejorar aún más la seguridad y la comodidad de los automóviles, los requisitos de rendimiento y confiabilidad de los rodamientos seguirán aumentando en el futuro.
Clase 6: Usos de los rodamientos (Parte 2): rodamientos utilizados en la fabricación de productos
Presentaremos los rodamientos utilizados en máquinas en las tres áreas de “fabricación de energía”, “fabricación de materias primas” y “procesamiento de productos”.
1. Rodamientos utilizados en la fabricación de energía: turbinas eólicas
Los generadores son máquinas cruciales para producir energía para alimentar nuestra vida diaria. Las turbinas eólicas han ganado una inmensa popularidad en todo el mundo.
Sin embargo, debido a la elevada ubicación de los aerogeneradores, presentan importantes desafíos de mantenimiento. Por lo tanto, los rodamientos utilizados en las turbinas eólicas deben tener una alta confiabilidad, con tasas mínimas de falla y una larga vida útil.
Hay muchos rodamientos utilizados en las turbinas eólicas, y aquí discutiremos los principales rodamientos del husillo responsables de aceptar la fuerza de rotación del viento y transmitirla al generador.
Cojinetes del eje principal
Las turbinas eólicas utilizan la energía eólica para girar su eje principal y transmitir energía rotacional al generador para generar energía.
El cojinete del husillo principal es responsable de soportar el peso de las palas y los componentes giratorios, al mismo tiempo que soporta fuerzas del viento desiguales que varían en tamaño y dirección. Debido a estos estrictos requisitos funcionales, los rodamientos de rodillos a rótula son la principal opción para los rodamientos del eje principal, conocidos por su capacidad para soportar grandes fuerzas y excelentes características de autoalineación.
■ ¿Cuál es la propiedad de autoalineación?
Autoalineación se refiere a la calidad del anillo interior, los elementos rodantes y la jaula para girar suavemente incluso cuando el anillo exterior está inclinado.
Para soportar la importante carga, los rodamientos del husillo principal suelen emplear rodamientos de rodillos a rótula grandes, generalmente de más de 1 metro de tamaño.
2. Rodamientos utilizados en la fabricación de materias primas: laminado de acero
Los laminadores de acero son máquinas que forman la columna vertebral de la fabricación de materias primas y producen materiales de acero de diversas formas para diferentes usos. Presentemos este equipo.
Rodamientos utilizados en la fabricación de materias primas: laminado de acero En un laminador, los materiales de acero se prensan y laminan entre dos rodillos contrarrotativos.
Además, como dice el refrán "golpear con el hierro caliente", los materiales de acero suelen laminarse a altas temperaturas. Por lo tanto, los rodamientos utilizados en esta situación deben soportar altas temperaturas y fuerzas para permitir que los rodillos giren.
Rodamientos de rodillos de trabajo
Los rodillos de trabajo en los laminadores de acero están soportados por rodamientos de rodillos cónicos de cuatro hileras para soportar las cargas radiales extremadamente altas y las cargas axiales bidireccionales generadas durante el proceso de laminación.
Rodamientos de respaldo
A pesar de la tendencia de los rodillos de trabajo a deformarse bajo las importantes cargas generadas durante el laminado, los rodillos de soporte suprimen eficazmente este fenómeno. Los rodillos de soporte utilizan rodamientos de rodillos cilíndricos de cuatro hileras que soportan grandes cargas radiales y rodamientos de rodillos cónicos de varias hileras que soportan cargas axiales.
3. Rodamientos utilizados en el procesamiento de productos – Centros de mecanizado (Máquinas herramienta)
Finalmente, presentaremos los equipos comúnmente utilizados en el procesamiento de productos.
Los equipos utilizados para procesar diversos productos y piezas según su uso específico se conocen como “máquinas herramienta”. En los últimos años se han vuelto cada vez más populares los centros de mecanizado que realizan procesamiento controlado por computadora.
Los centros de mecanizado pueden lograr precisión y procesamiento fino que son difíciles de lograr manualmente, al tiempo que reducen significativamente el tiempo de procesamiento.
Para evitar cambios en las dimensiones de las piezas y una menor precisión del procesamiento debido al calor generado durante el mecanizado, los husillos principales (donde se instala la herramienta) en los centros de mecanizado requieren rodamientos con propiedades de baja expansión térmica.
Cojinetes del eje principal
El husillo principal de un centro de mecanizado utiliza rodamientos de bolas de contacto angular para soportar cargas radiales y axiales durante el procesamiento.
Este tipo de rodamiento utiliza cerámica como material de rodamiento. Estos cojinetes cerámicos pueden suprimir los cambios en el tamaño de las piezas y al mismo tiempo exhiben una baja expansión térmica durante la rotación a alta velocidad.
Además, estos rodamientos pueden entregar el lubricante necesario solo a los lugares apropiados donde se produce calor y descargarlo rápidamente, lo que ayuda a prevenir el sobrecalentamiento.
Resumen: Rodamientos que sostienen nuestras vidas
Las máquinas utilizadas para fabricar energía, materiales y productos pueden parecer inusuales en nuestra vida diaria; sin embargo, como hemos visto, muchos rodamientos apoyan el funcionamiento de estas máquinas. Estos rodamientos no sólo apoyan la rotación de la máquina, sino que también brindan un valioso apoyo para nuestras actividades diarias.
Clase 7: Rodamientos Especiales con Materiales y Lubricantes Especiales para Ambientes Específicos
1. ¿Qué son los rodamientos con materiales y lubricantes especiales para entornos de uso especial?
Los componentes de los rodamientos comunes están hechos de materiales metálicos y utilizan aceite o grasa lubricante como lubricantes. Sin embargo, si estos rodamientos comunes se utilizan en entornos donde se genera electricidad, se genera magnetismo y son susceptibles a la corrosión ácida y alcalina, se dañarán rápidamente y no podrán girar suavemente.
Para garantizar su uso en las condiciones anteriores, los rodamientos se desarrollan con materiales y lubricantes especiales para entornos de uso especiales.
2. Brindar apoyo para “una vida mejor”: cojinetes de aire acondicionado.
La unidad exterior del aire acondicionado está equipada con un ventilador que envía aire hacia afuera y los cojinetes sostienen este ventilador. En los últimos años, los motores que pueden controlar la velocidad de rotación del ventilador (conversión de frecuencia) se han vuelto cada vez más frecuentes. Sin embargo, debido a sus características, el motor puede generar voltaje a partir de corriente de alta frecuencia durante el funcionamiento.
Cuando el voltaje aumenta hasta un cierto nivel, la corriente fluye a través del interior del rodamiento, lo que puede causar fallas en el rodamiento. Este fenómeno se llama “erosión eléctrica”. Por lo tanto, se requieren rodamientos cerámicos con un excelente rendimiento de aislamiento (no fácilmente conductores) como elementos rodantes del rodamiento.
Además, los rodamientos cerámicos también se utilizan en equipos críticos, como motores mecánicos para instalaciones relacionadas con infraestructura y hospitales, para evitar fallas repentinas en los equipos.
3. Brindar apoyo para una “vida saludable”: rodamientos para equipos médicos
Imagen 3 - MRI (dispositivo de imágenes por resonancia magnética)
A medida que el envejecimiento se vuelve más severo, aumenta la atención de las personas a la salud y el equipo médico aumenta constantemente en todo el mundo. La MRI (dispositivo de imágenes por resonancia magnética) utiliza una fuerte fuerza magnética para capturar órganos y vasos sanguíneos para un examen interno.
Si se utilizan rodamientos comunes bajo el fuerte magnetismo de la resonancia magnética, interferirán con el campo magnético y no se podrá realizar un examen preciso. Además, los cojinetes no pueden girar suavemente.
Por lo tanto, cuando se utilizan para resonancia magnética, se requieren rodamientos que no se vean afectados por un magnetismo fuerte.
El anillo de rodadura y los elementos rodantes del manguito del rodamiento utilizan cerámica, que no se ve afectada fácilmente por el magnetismo. La jaula utiliza resina con un excelente rendimiento de lubricación, lo que contribuye a exámenes médicos precisos.
4. Brindar soporte para una “vida plena”: rodamientos para patinetas
En los monopatines utilizados por los atletas olímpicos, los rodamientos se desarrollaron según las expectativas de los atletas. Cada una de las cuatro ruedas del monopatín utiliza dos cojinetes (un total de ocho).
El monopatín está equipado con rodamientos que utilizan bolas de cerámica y tiene un tratamiento superficial especial en el anillo y la jaula de la pista, mejorando la sensación de “rotación ligera y suave” y “viaje cómodo”.
Además, permite a los atletas mantener la velocidad hasta el final de la carrera, lo que les permite desafiar habilidades más difíciles. Por tanto, contribuye a completar con éxito movimientos de habilidad difíciles como el “giro del talón”.
