¿Cómo está cambiando la tecnología de los rodamientos?

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

Los rodamientos se utilizan en prácticamente todo tipo de maquinaria rotativa. Desde equipos de defensa y aeroespaciales hasta líneas de producción de alimentos y bebidas, la demanda de estos componentes está en aumento. Es fundamental destacar que los ingenieros de diseño exigen cada vez más soluciones más pequeñas, ligeras y duraderas para soportar 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 influyen en la fricción, como las tolerancias dimensionales, el acabado superficial, 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 modernos y ultra limpios para rodamientos contienen menos partículas no metálicas y de menor tamaño, lo que confiere a los rodamientos de bolas una mayor resistencia a la fatiga por contacto.

 

Las técnicas modernas de fabricación y desgasificación del acero producen acero con menores niveles de óxidos, sulfuros y otros gases disueltos, mientras que las técnicas de endurecimiento mejoradas 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 estrictas en los componentes y producir superficies de contacto más pulidas, lo que 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 generaliza y, por lo tanto, se vuelve más rentable, vemos cada vez más posibilidades para la 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 ha acaparado gran parte de la atención. Con un 13 % de las fallas en los rodamientos atribuidas a factores de lubricación, la lubricación de rodamientos es un área de investigación en constante evolución, respaldada tanto por académicos como por la industria. Actualmente existen muchos más lubricantes especializados gracias a diversos 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 diversidad de aditivos lubricantes que proporcionan, por ejemplo, mayor capacidad de carga o mayor resistencia a la corrosión. Los clientes pueden especificar grasas altamente filtradas y de bajo ruido, grasas de alta velocidad, lubricantes para temperaturas extremas, lubricantes impermeables y resistentes a productos químicos, lubricantes para alto vacío y lubricantes para salas blancas.

 

Análisis computarizado

 

Otro ámbito en el que la industria de los rodamientos ha logrado grandes avances es el uso de software de simulación. Ahora, el rendimiento, la vida útil y la fiabilidad de los rodamientos pueden superar los niveles alcanzados hace una década, sin necesidad de realizar costosas y laboriosas pruebas de laboratorio o de campo. El análisis avanzado e integrado de los rodamientos de elementos rodantes ofrece una visión sin precedentes de su rendimiento, permite una selección óptima de los mismos y evita fallos prematuros.

 

Los métodos avanzados de análisis de fatiga permiten predecir con precisión las tensiones en los elementos y las pistas de rodadura, el contacto entre nervaduras, las tensiones en los bordes y la truncación del contacto. También permiten el análisis de la deflexión del sistema completo, el análisis de cargas y el análisis de la desalineación de los rodamientos. Esto proporciona a los ingenieros la información necesaria para modificar el diseño del rodamiento y adaptarlo mejor a las tensiones derivadas de la aplicación específica.

 

Otra clara ventaja es que el software de simulación puede reducir el tiempo y los recursos dedicados a la fase de pruebas. Esto no solo acelera el proceso de desarrollo, sino que también reduce los costos.

 

Es evidente que los 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 que ofrezcan un rendimiento y una durabilidad óptimos, como parte de un modelo de sistema integral. La investigación y el desarrollo continuos en estos campos serán cruciales para garantizar que los rodamientos sigan superando los límites en los próximos años.