¿Qué es un cojinete de aire?
CojineteCreo que todos estarán familiarizados con el rodamiento de rodillos, que es el más conocido, ya que es una parte importante de la maquinaria y los equipos modernos. Entonces, ¿qué es un cojinete de aire?
Que contiene gasUn cojinete liso que utiliza gas como lubricante. El gas lubricante más común es el aire, pero también se pueden usar nitrógeno, argón, hidrógeno, helio o dióxido de carbono según sea necesario.
En los compresores, expansores y circuladores de gas, el fluido de trabajo se utiliza a menudo como lubricante.
El término "cojinete neumático" se refiere al cojinete que soporta la carga con la ayuda de la película de aire a presión que se forma entre las superficies del par deslizante del cojinete, y dichas superficies están completamente separadas por la película de aire durante su funcionamiento.
Los cojinetes de aire pertenecen a la categoría de cojinetes deslizantes fluidos, que se lubrican con fluido durante su funcionamiento, y su medio de lubricación es el aire.
Clasificación de cojinetes de aire
Según el mecanismo de formación de la película de aire a presión, los cojinetes de aire se dividen principalmente en dos categorías: cojinetes aerodinámicos y cojinetes aerostáticos.
La película de aire a presión del cojinete aerodinámico se forma al introducir aire en la zona de convergencia entre las superficies de los pares deslizantes mediante el movimiento mutuo de estos, y dicha película tiene una forma aproximadamente de cuña. Dado que los cojinetes aerodinámicos no requieren una fuente de aire externa, también se les denomina «cojinetes autoaccionados».
La película de aire a presión del cojinete aerostático se forma mediante la introducción de aire comprimido externo a través de la válvula de estrangulamiento entre las superficies del par deslizante. Los cojinetes aerostáticos requieren un suministro de aire externo limpio.
Características de los cojinetes de aire
(1) Resistencia a la fricción extremadamente baja
Dado que la viscosidad del gas es mucho menor que la del líquido, la viscosidad del aire a temperatura ambiente es solo 1/5000 de la del aceite mecánico n.° 10, y la resistencia a la fricción del cojinete es directamente proporcional a la viscosidad, por lo que la fricción de los cojinetes de gas es menor que la de los cojinetes lubricados con líquido.
(2) Amplia gama de velocidades aplicables
La resistencia a la fricción del cojinete de gas es baja, el aumento de temperatura es bajo y no supera los 20-30 °C a velocidades de hasta 50 000 rpm, e incluso hasta 1,3 millones de rpm. Los cojinetes hidrostáticos también pueden utilizarse a velocidades muy bajas, incluso a velocidad cero.
(3) Amplio rango de temperaturas aplicables
El gas permanece en estado gaseoso en un amplio rango de temperaturas, y su viscosidad se ve mínimamente afectada por la temperatura (la viscosidad aumenta ligeramente al aumentar la temperatura; por ejemplo, de 20 °C a 100 °C, la viscosidad del aire aumenta un 23 %), por lo que los cojinetes de gas se pueden utilizar en un rango de temperatura de -265 °C a 1650 °C.
(4) Baja capacidad de carga
La capacidad de carga del cojinete hidrodinámico es directamente proporcional a la viscosidad, mientras que la del cojinete neumático es solo unas milésimas de la del cojinete hidrodinámico. Debido a la compresibilidad del gas, la capacidad de carga del cojinete gasodinámico tiene un límite, y la carga por unidad de área proyectada solo puede aumentarse hasta 0,36 MPa.
(5) Requisitos de alta precisión de procesamiento
Para mejorar la capacidad de carga y la rigidez de la película de aire de los cojinetes de gas, se suele utilizar una holgura (inferior a 0,015 mm) en comparación con los cojinetes lubricados con líquido, y la precisión de las piezas debe mejorarse en consecuencia.
Aplicación de cojinetes de aire
El cojinete neumático es un nuevo tipo de cojinete que utiliza la energía potencial elástica del aire para desempeñar una función de soporte.
El único lubricante utilizado es el aire; por lo tanto, la tecnología de cojinetes de aire es ideal para piezas que deben estar libres de contaminación o para entornos de trabajo exigentes.
En los cojinetes de aire, las bolas se reemplazan por cojines de aire. Quizás una de las aplicaciones más conocidas de los cojinetes de aire sea la aerodeslizadora.
Un enorme ventilador sopla aire debajo del aerodeslizador, impidiendo que escape a través de una "falda" de goma elástica. La alta presión de aire generada bajo el aerodeslizador soporta el peso del casco y, por lo tanto, le permite flotar sobre el colchón de aire.
La aplicación de cojinetes de gas es cada vez más extensa y ha sido objeto de numerosos estudios. Actualmente, los cojinetes de gas se utilizan en maquinaria textil, maquinaria para cables, máquinas herramienta, giroscopios, separadores centrífugos de alta velocidad, taladros dentales, refrigeradores que funcionan a bajas temperaturas, expansores de hidrógeno y circuladores de gas que funcionan a altas temperaturas.
Fecha de publicación: 28 de marzo de 2025
