El impacto de la atracción magnética unilateral en los cojinetes del motor
La atracción magnética unilateral es un concepto común en los motores, refiriéndose específicamente a la atracción magnética generada por un entrehierro desequilibrado del motor debido a la desalineación de los centros del estator y del rotor del motor.
Incluso en el caso de motores horizontales típicos, puede surgir la posibilidad de una atracción magnética unilateral, incluso sin considerar las desviaciones del proceso.
La razón más común es la desviación causada por el peso del propio eje del motor, lo que provoca una desviación en el entrehierro por encima y por debajo del centro del estator y el rotor, como se muestra en la siguiente figura:
En este punto, el entrehierro superior del motor aumentará en 𝛅1, mientras que el entrehierro inferior disminuirá en la misma cantidad. Cuando el motor está funcionando, los entrehierros superior e inferior no son iguales, por lo tanto, las densidades de flujo magnético son diferentes, lo que genera fuerzas de atracción magnética desiguales que actúan hacia arriba y hacia abajo en el rotor. Esta diferencia en la fuerza de atracción magnética constituye lo que llamamos fuerza de atracción magnética unilateral.
De hecho, el propio rotor del motor experimenta una fuerza de atracción magnética alrededor de todo el entrehierro. Sin embargo, cuando el entrehierro es consistente, las magnitudes de estas fuerzas son iguales en la dirección circunferencial, pero tienen direcciones opuestas, anulándose entre sí.
Para motores horizontales, los rodamientos en ambos extremos deben soportar no solo el peso del rotor del motor (suponiendo que no haya otras cargas axiales y radiales adicionales), sino también una carga radial adicional: la fuerza de tracción magnética unidireccional.
Por lo tanto, cuando los ingenieros realizan cálculos de verificación de la vida útil de los rodamientos, deben tener en cuenta la fuerza de tracción magnética unilateral, incorporándola a la carga radial de los rodamientos del motor para realizar una selección precisa.
¿Es necesario considerar la influencia de la fuerza de atracción magnética unilateral para todos los motores horizontales?
Del análisis anterior se puede ver que incluso sin considerar la desviación del proceso, la fuerza de atracción magnética unilateral aún puede ocurrir en motores horizontales.
Entonces, esto significa que podemos sacar una conclusión: al realizar la verificación de la vida útil de los rodamientos de todos los motores horizontales, ¿se debe tener en cuenta la influencia de la fuerza de tracción magnética unilateral?
Desde una perspectiva de diseño:
La causa de la atracción magnética unilateral está estrechamente relacionada con la flexión del eje del motor, lo que provoca entrehierros desiguales y, en consecuencia, una atracción. Los ingenieros deben ser conscientes de que, en el caso de motores propensos a flexionarse, este efecto no debe descuidarse, especialmente en los casos en los que el rotor tiene un peso considerable o presenta una estructura delgada.
Por otro lado, para motores compactos o livianos donde la flexión del eje es mínima, la fuerza magnética unilateral debida a la flexión prácticamente puede ignorarse. Por lo tanto, al comprobar la vida útil de los rodamientos de este tipo de motores, no es necesario tener en cuenta la tracción magnética unidireccional.
Desde el ángulo de la desviación del proceso y la fabricación:
A pesar de las desviaciones de fabricación y las imprecisiones del proceso, los motores aún pueden producir una atracción magnética unidireccional. El grado y la ubicación de dichas discrepancias son áreas clave de control para los ingenieros.
Por lo tanto, si existen controles de tolerancia para entrehierros desiguales y el valor máximo de tolerancia da como resultado una atracción magnética unilateral lo suficientemente significativa como para afectar el peso del rotor, los ingenieros deben incorporar este factor al verificar la vida útil de los cojinetes del motor. Por otro lado, si la atracción es insignificante, no es necesario considerarla.
