Cojinetes para motores eléctricos: propósito, aplicación y tipos.
En el siglo XXI, los motores eléctricos son cada vez más eficientes, pero los requisitos para ellos son correspondientemente más estrictos. Cualquiera que siga el código sabe que es importante tener en cuenta la calidad y la fiabilidad de todos los componentes del motor, especialmente los cojinetes. El diseño del cojinete afecta en gran medida la confiabilidad del funcionamiento del motor, la rapidez con que se desgasta y si su rendimiento es alto.
El cojinete es una de las unidades principales de cualquier motor eléctrico, porque es a través de él que el eje del rotor presiona la carcasa y le transfiere las cargas. Y solo gracias a los cojinetes, existe un entrehierro permanente uniforme y correcto entre el estator y el rotor cuando el motor funciona bajo carga.
Por esta razón, es muy importante elegir los rodamientos correctos: deben ser del tamaño, tipo y diseño correctos para garantizar la mayor eficiencia posible minimizando las pérdidas por fricción.
Para un trabajador inexperto, puede parecer que si un rodamiento falla, no hay un problema serio y no es necesaria ninguna reparación o mantenimiento, ya que la falla no es tan crítica. Entonces, ¿por qué gastar dinero en reparaciones?
En motores de baja potencia, este puede ser el caso. Pero será cierto para cualquier motor que es mejor instalar inmediatamente buenos cojinetes del tipo más adecuado y, si es posible, de calidad suficiente para soportar todas las cargas de trabajo en condiciones normales de funcionamiento para el motor en cuestión.
No hace falta decir acerca de los motores grandes y potentes, donde incluso un mal funcionamiento menor en el cojinete puede tirar como una bola de nieve, una serie de problemas y mal funcionamiento en el funcionamiento del equipo conectado. Esto puede provocar interrupciones en la producción y costosos tiempos de inactividad de maquinaria y equipos complejos y costosos.
Por lo tanto, es crítico y necesario que los motores eléctricos de alta potencia usen rodamientos confiables y de alta calidad que sean fáciles de instalar y quitar, y muy deseables, con monitoreo de condición y fácil mantenimiento.
Suponga que hay un motor eléctrico funcionando en una instalación de accionamiento de acoplamiento directo. La configuración de la transmisión es longitudinal, por lo que la carga radial en el rodamiento y a través del rodamiento en la carcasa del motor no es tan grande porque el sistema de accionamiento del motor tiene su propio soporte.
Pero, ¿qué sucede si se toma la decisión de actualizar un motor determinado en un equipo de transmisión por correa donde se monta una polea en el eje del motor? En este caso, las cargas radiales sobre los cojinetes aumentarán significativamente y, en tales condiciones, los cojinetes, que no están diseñados para tal carga, pueden fallar fácilmente.El sistema no podrá funcionar de forma normal y estable.
En los últimos años, el campo del desarrollo y la producción de rodamientos no se ha librado del progreso. El progreso es particularmente notable en el procesamiento de precisión de los materiales de rodamientos y la tecnología de fabricación de rodamientos, así como en la dirección de la lubricación: las pistas de rodadura de anillos, rodillos y bolas tienen hoy mejores superficies, lo que conduce a una reducción de la fricción y, por lo tanto, del ruido y para reducir las pérdidas de energía.
Los mejores lubricantes hacen que los rodamientos sean realmente duraderos y que los motores sean más fiables y resistentes al desgaste prematuro. Un ejemplo llamativo son los motores de tracción de los últimos trenes eléctricos de alta velocidad.
Los trenes eléctricos de última generación imponen inherentemente altas exigencias a la calidad y confiabilidad de los motores de tracción de CA. Y los campamentos más nuevos sobresalen aquí.
Condiciones de operación severas, impacto significativo y cargas radiales a la velocidad más alta del eje. Los trenes circulan a alta velocidad y el servicio es poco frecuente. El hecho de la alta calidad de los rodamientos modernos es obvio.
Los cojinetes, especialmente en los motores de alta velocidad, son los que más sufren la erosión eléctrica. La razón de este fenómeno destructivo es que las corrientes parásitas pasan a través del rodamiento. Cuanto mayor sea la corriente y más larga sea su exposición, mayor será el daño al rodamiento.
A veces, los arcos eléctricos causan erosión, lo que da como resultado pequeños cráteres en las pistas de rodadura y los elementos rodantes, lo que provoca fallas prematuras en los rodamientos.
Los elementos rodantes cerámicos de los rodamientos, así como un recubrimiento dieléctrico aplicado por proyección de plasma, ayudan a resolver el problema de la erosión. Se aplica una resina acrílica selladora a la capa cerámica. Esto es importante para los motores de tracción en trenes de alta velocidad. La resina protege el cojinete de los efectos nocivos del vapor y de los detergentes alcalinos utilizados para lavar las composiciones.
La relubricación adecuada es un factor importante para prolongar la vida útil de cualquier rodamiento. El lubricante debe penetrar lo suficiente hasta los elementos rodantes.
La dinámica de fluidos computacional (CFD) y el análisis de elementos finitos ayudan a optimizar la distribución del lubricante y mantener la resistencia de los cojinetes. Por supuesto, esto solo ayudará a prolongar la vida útil del conjunto si el rodamiento se selecciona correctamente para las condiciones de carga operativas del motor en el que está instalado.
Por lo general, para optimizar el costo económico del mantenimiento de los rodamientos, el mantenimiento planificado de todos los equipos se alinea con el programa de mantenimiento de otras partes. Para ello, si es posible, extienden los intervalos de lubricación directamente a los rodamientos de los motores eléctricos, utilizando sellos efectivos y los mejores métodos de lubricación de los mismos.
Véase también en el sitio web: Operación, mantenimiento y solución de problemas de cojinetes de motores eléctricos