¿Cómo está cambiando la tecnología de los rodamientos?

En las últimas décadas, el diseño de rodamientos ha avanzado significativamente aportando nuevos usos de materiales, técnicas de lubricación avanzadas y análisis informáticos sofisticados..

Los rodamientos se utilizan prácticamente en todos los tipos de maquinaria rotativa. Desde equipos aeroespaciales y de defensa hasta líneas de producción de alimentos y bebidas, la demanda de estos componentes está aumentando. Fundamentalmente, los ingenieros de diseño exigen cada vez más soluciones más pequeñas, más ligeras y más duraderas para satisfacer incluso las condiciones ambientales más exigentes.

 

Ciencias de los materiales

La reducción de la fricción es un área clave de investigación para los fabricantes. Muchos factores afectan la fricción, como las tolerancias dimensionales, el acabado de la superficie, la temperatura, la carga operativa y la velocidad. A lo largo de los años se han logrado avances significativos en el acero para rodamientos. Los aceros para rodamientos modernos y ultralimpios contienen menos partículas no metálicas y más pequeñas, lo que proporciona a los rodamientos de bolas una mayor resistencia a la fatiga por contacto.

 

Las técnicas modernas de fabricación de acero y desgasificación producen acero con niveles más bajos de óxidos, sulfuros y otros gases disueltos, mientras que las mejores técnicas de endurecimiento producen aceros más duros y resistentes al desgaste. Los avances en la maquinaria de fabricación permiten a los fabricantes de rodamientos de precisión mantener tolerancias más estrechas en los componentes de los rodamientos y producir superficies de contacto más pulidas, todo lo cual reduce la fricción y mejora la vida útil.

 

Se han desarrollado nuevos aceros inoxidables de grado 400 (X65Cr13) para mejorar los niveles de ruido de los rodamientos, así como aceros con alto contenido de nitrógeno para una mayor resistencia a la corrosión. Para entornos altamente corrosivos o temperaturas extremas, los clientes ahora pueden elegir entre una gama de rodamientos de acero inoxidable de grado 316, rodamientos totalmente cerámicos o rodamientos de plástico fabricados con resina de acetal, PEEK, PVDF o PTFE. A medida que la impresión 3D se utiliza más ampliamente y, por lo tanto, es más rentable, vemos cada vez más posibilidades de producción de retenedores de rodamientos no estándar en pequeñas cantidades, algo que será útil para los requisitos de bajo volumen de rodamientos especializados.

 

Lubricación

 

La lubricación puede haber acaparado la mayor atención. Dado que el 13 % de las fallas de los rodamientos se atribuyen a factores de lubricación, la lubricación de los rodamientos es un área de investigación en rápida evolución, respaldada tanto por el mundo académico como por la industria. Actualmente existen muchos más lubricantes especializados gracias a una serie de factores: una gama más amplia de aceites sintéticos de alta calidad, una mayor variedad de espesantes utilizados en la fabricación de grasas y una mayor variedad de aditivos lubricantes para proporcionar, por ejemplo, mayores capacidades de carga. o mayor resistencia a la corrosión. Los clientes pueden especificar grasas altamente filtradas y silenciosas, grasas de alta velocidad, lubricantes para temperaturas extremas, lubricantes impermeables y resistentes a productos químicos, lubricantes de alto vacío y lubricantes para salas blancas.

 

Análisis computarizado

 

Otra área en la que la industria de los rodamientos ha logrado grandes avances es mediante el uso de software de simulación de rodamientos. Ahora, el rendimiento, la vida útil y la confiabilidad de los rodamientos se pueden extender más allá de lo que se lograba hace una década sin necesidad de realizar costosas pruebas de laboratorio o de campo que consumen mucho tiempo. El análisis avanzado e integrado de los rodamientos con elementos rodantes puede brindar una visión incomparable del rendimiento de los rodamientos, permitir una selección óptima de los rodamientos y evitar fallas prematuras.

 

Los métodos avanzados de vida por fatiga pueden permitir la predicción precisa de las tensiones de los elementos y de las pistas de rodadura, el contacto de las nervaduras, la tensión de los bordes y el truncamiento de los contactos. También permiten la deflexión completa del sistema, el análisis de carga y el análisis de desalineación de rodamientos. Esto brindará a los ingenieros la información necesaria para modificar el diseño del rodamiento para adaptarse mejor a las tensiones resultantes de la aplicación específica.

 

Otra clara ventaja es que el software de simulación puede reducir la cantidad de tiempo y recursos dedicados a la fase de prueba. Esto no sólo acelera el proceso de desarrollo sino que también reduce los gastos del proceso.

 

Está claro que los nuevos avances en la ciencia de los materiales, junto con las herramientas avanzadas de simulación de rodamientos, proporcionarán a los ingenieros la información necesaria para diseñar y seleccionar rodamientos para un rendimiento y una durabilidad óptimos, como parte de un modelo de sistema completo. La investigación y el desarrollo continuos en estos campos serán cruciales para garantizar que los rodamientos sigan superando los límites en los próximos años.