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Rodamientos para motores eléctricos: Propósito, tipos y aplicación

Con el paso del tiempo, los motores eléctricos se van volviendo cada vez más eficientes. Pero los requisitos para que esto siga sucediendo, cada vez se ajustan más, trayendo algunas consecuencias. Todo aquel que siga las normas sabe que es importante tener en cuenta la calidad y la fiabilidad de todos los componentes del motor, en especial los rodamientos.

Las características de diseño de los cojinetes tienen un gran impacto en la fiabilidad de funcionamiento de un motor, en la rapidez con que se desgasta y en el alto rendimiento del mismo.

Un rodamiento es uno de los principales componentes de cualquier motor eléctrico, ya que es a través de él que el eje del rotor presiona la carcasa y le es transferida las cargas. Y es sólo por medio de los rodamientos que existe una brecha de aire constante, uniforme y correcta entre el estator y el rotor cuando el motor está funcionando bajo carga.

Por esta razón, es muy importante seleccionar los rodamientos correctos. Estos deben tener el tamaño, tipo y la versión adecuadas para lograr una mayor eficiencia posible minimizando las pérdidas por fricciones.

A una persona sin experiencia le puede parecer que no hay ningún problema serio con el fallo de los rodamientos, y que no es necesario ni la reparación ni el mantenimiento,debido a que el daño no es tan crítico. ¿Por qué es necesario gastar dinero en reparaciones?

Para los motores de baja potencia, puede ser el caso. Pero en el de cualquier motor, será adecuado decir que es mejor instalar inmediatamente buenos cojinetes del tipo más adecuado y, si es posible, de una calidad suficientemente alta, que puedan soportar todas las cargas de trabajo en las condiciones normales para el motor.

¿Qué podemos decir de los grandes y potentes motores? En estos, donde incluso una pequeña avería en el cojinete puede tirar como una bola de nieve, una serie de problemas y fallos de funcionamiento en el equipo asociado.

Esto puede llevar a la interrupción de la producción y a un tiempo de inactividad económicamente dañino para máquinas y equipos complejos y costosos.

Por esta razón, los cojinetes fiables y de alta calidad que son fáciles de instalar y desmontar son críticos para los motores eléctricos potentes, y son muy deseables, debido a su condición y el fácil mantenimiento.

Supongamos que hay un motor eléctrico funcionando en la instalación con accionamiento directo por medio del acoplamiento. La configuración de la transmisión aquí es longitudinal, por lo que la carga radial en el cojinete y a través del cojinete del motor no es tan grande. Esto, debido a que el sistema accionado por el motor tiene su propio soporte.

¿Pero qué pasa si se decide reinstalar el motor en un equipo de transmisión por correa cuando se monta una polea en el eje del motor?

En este caso, las cargas radiales sobre los rodamientos aumentarán significativamente y los rodamientos no diseñados para tales cargas pueden fallar fácilmente en tales condiciones. El sistema no podrá funcionar de forma normal y sostenible.

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En los últimos años, el desarrollo y la producción de soportes no ha estado exento de avances. Los éxitos en el mecanizado de precisión de los materiales y la tecnología de los rodamientos, así como en la dirección de la lubricación, son especialmente notables.

Las mejores grasas hacen que los rodamientos sean verdaderamente duraderos, y los motores más fiables y resistentes al desgaste antes de tiempo. Un ejemplo sorprendente son los motores de tracción de los últimos trenes eléctricos de alta velocidad.

La última generación de trenes eléctricos impone grandes exigencias a la calidad y la fiabilidad de los motores de tracción de CA. Y los últimos soportes demuestran su valor en este caso.

Los trenes se mueven a altas velocidades y el mantenimiento es poco frecuente. La calidad de los rodamientos modernos es un hecho.

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 oscilantes fluyen a través del cojinete. Cuanto más alta es la corriente y más largo el tiempo de exposición, mayor es el daño al cojinete.

Los arcos eléctricos provocan erosión de vez en cuando, lo que da lugar a pequeños cráteres en los caminos de rodadura y los elementos rodantes, que hacen que el rodamiento falle antes.

Los cuerpos de cerámica de los rodamientos, y también un recubrimiento dieléctrico puesto por pulverización de plasma, ayudan a resolver un problema de erosión. Sobre una capa de cerámica se pone resina acrílica hermética. Para los motores de tracción de los trenes de alta velocidad, esto es importante.

La resina protege el cojinete de los efectos dañinos del vapor y de los detergentes alcalinos utilizados para lavar los trenes.

Un factor importante para prolongar la vida útil de cualquier rodamiento es una adecuada lubricación. El lubricante debe penetrar en los elementos rodantes en cantidades suficientes.

La dinámica de fluidos computacional y el análisis de elementos finitos ayudan a optimizar la distribución del lubricante y a mantener la resistencia del rodamiento. Por supuesto, esto sólo ayudará a prolongar la vida útil de la unidad si el rodamiento se selecciona correctamente para que coincida con las condiciones de carga de funcionamiento del motor en el que está instalado.

En general, para optimizar los costos económicos del mantenimiento de los rodamientos, el mantenimiento programado de todo el equipo se ajusta a los programas de mantenimiento de otras piezas. Para ello, los intervalos de lubricación de los propios soportes del motor se amplían en la medida de lo posible, empleando sellos eficaces y los mejores métodos de lubricación posibles.

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