22 enero 2010

Eficiencia energética de rodamientos dirigida a reducir la fricción

La tendencia hacia los rodamientos eficientes ha producido un cambio en el diseño tradicional enfocado en el incremento en la capacidad a una prioridad más alta en reducir la fricción. Para tipos de rodamientos específicos, y aplicaciones claves, la meta es diseñar rodamientos con baja fricción para operar con mejor eficiencia energética. El cambio en el enfoque ha hecho que la eficiencia energética sea el objetivo número uno para ciertos tipos de rodamientos. En el pasado, los diseños tuvieron como objetivo incrementar la vida de servicio, densidad de energía o reducción del tamaño de la máquina usando geometrías internas optimizadas y acero ultra-limpio con un enfoque primario en capacidad. Pero ahora la aproximación alternativa tiene un enfoque ambiental, y el impacto en el consumo de energía del rodamiento tiene aplicaciones industriales, ya que los rodamientos impactan en el consumo de casi todos los tipos de máquinas rotatorias. Un tipo de rodamiento, el rodamiento de bolas con ranura profunda se usa en casi todos los equipos eléctricos incluyendo bombas, ventiladores y compresores. Ya que este equipo se tiene en cuenta para una gran proporción de la energía consumida en la industria, incluso una pequeña mejora en la eficiencia energética del rodamiento puede tener un enorme beneficio en el ahorro energético anual, por no mencionar el coste total al propietario del equipo en toda la vida útil del motor eléctrico. Uno de los rodamientos eficientes es el desarrollado por SKF. Con sus rodamientos de bolas de canal profundo, SKF consigue un objetivo de consumo energético del 30 % desde la perspectiva de las pérdidas de los rodamientos en los pequeños motores. Esto se consigue usando cambios de diseño internos, una carcasa de un polímero especial y grasa de larga vida y baja fricción. El resultado final es un consumo energético más bajo y temperaturas de rodamientos reducidas resultando una larga vida de servicio del rodamiento y engrase. Para equipos y usuarios finales, esto se traslada a una disminución de los costes totales a la propiedad. Los rodamientos de rodillos cónicos están enfocados a una serie de aplicaciones como son las grandes transmisiones industriales tales como las de la energía eólica, ferrocarril y equipo de minería. El rango de tamaño inicial incluye rodamientos de rodillos cónicos con diámetro exterior de 220 a 600 mm. Los rodamientos de rodillos cónicos reducen el consumo energético en un 30 % por medio de un rodillo optimizado, por su topografía de brida, perfil del canal de conducción y por su jaula fabricada con un polímero especial. Ya que la topografía de la superficie y el perfil del canal de conducción son críticos para el rendimiento de engranajes de rodillos bajo condiciones de carga, un trabajo analítico realizado internamente desarrolló un software que ayudase a definir perfiles y acabado en el área de contacto del rodillo que contribuye a la fricción del rodamiento. Ensayos experimentales han validado las mejoras predichas mediante análisis. Estas modificaciones internas no afectan a las dimensiones de los límites del rodamiento, permitiendo una sustitución directa de un rodamiento existente por uno de los nuevos modelos. Es importante para los ingenieros de diseño comprender que hay aplicaciones específicas para cada tipo de rodamientos del nuevo modelo, así como los tamaños disponibles. La intención es alcanzar la fricción del rodamiento reducida mientras se cumplen los requerimientos específicos para la aplicación particular. .
Bibliografía: Energy-efficient bearing focus on reducing friction. January 2010
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