Com està canviant la tecnologia dels coixinets?

Durant les últimes dècades, el disseny dels coixinets ha avançat significativament aportant nous usos de materials, tècniques de lubricació avançades i anàlisis per ordinador sofisticades..

Els coixinets s'utilitzen en pràcticament tots els tipus de maquinària rotativa. Des d'equips de defensa i aeroespacials fins a línies de producció d'aliments i begudes, la demanda d'aquests components està augmentant. De manera crucial, els enginyers de disseny demanen cada cop més solucions més petites, lleugeres i duradores per satisfer fins i tot les condicions ambientals més exigents.

 

Ciència dels materials

La reducció de la fricció és una àrea clau d'investigació per als fabricants. Molts factors afecten la fricció com ara toleràncies dimensionals, acabat superficial, temperatura, càrrega operativa i velocitat. Al llarg dels anys s'han fet avenços significatius en l'acer dels coixinets. Els acers de coixinets moderns i ultra nets contenen menys partícules no metàl·liques i més petites, donant als coixinets de boles una major resistència a la fatiga de contacte.

 

Les tècniques modernes de fabricació i desgasificació d'acer produeixen acer amb nivells més baixos d'òxids, sulfurs i altres gasos dissolts, mentre que les tècniques d'enduriment millors produeixen acers més durs i resistents al desgast. Els avenços en la maquinària de fabricació permeten als fabricants de coixinets de precisió mantenir toleràncies més estretes en els components del coixinet i produir superfícies de contacte més polides, tot això redueix la fricció i millora la vida útil.

 

S'han desenvolupat nous acers inoxidables de grau 400 (X65Cr13) per millorar els nivells de soroll dels coixinets, així com acers amb alt nitrogen per a una major resistència a la corrosió. Per a entorns altament corrosius o temperatures extremes, els clients ara poden triar entre una gamma de coixinets d'acer inoxidable de grau 316, coixinets de ceràmica completa o coixinets de plàstic fets de resina acetal, PEEK, PVDF o PTFE. A mesura que la impressió 3D es fa més àmpliament utilitzada i, per tant, és més rendible, veiem possibilitats creixents de producció de retenidors de coixinets no estàndard en petites quantitats, cosa que serà útil per als requisits de baix volum de coixinets especialitzats.

 

Lubricació

 

La lubricació pot haver cridat més atenció. Amb un 13% de fallades dels coixinets atribuïdes a factors de lubricació, la lubricació dels coixinets és una àrea de recerca en ràpida evolució, amb el suport d'acadèmics i de la indústria per igual. Ara hi ha molts més lubricants especialitzats gràcies a una sèrie de factors: una gamma més àmplia d'olis sintètics d'alta qualitat, una major selecció dels espessidors utilitzats en la fabricació de greixos i una major varietat d'additius lubricants per proporcionar, per exemple, capacitats de càrrega més altes. o major resistència a la corrosió. Els clients poden especificar greixos de baix soroll altament filtrats, greixos d'alta velocitat, lubricants per a temperatures extremes, lubricants impermeables i resistents als productes químics, lubricants d'alt buit i lubricants de sales blanques.

 

Anàlisi informatitzada

 

Una altra àrea on la indústria dels coixinets ha fet grans avenços és mitjançant l'ús de programari de simulació de coixinets. Ara, el rendiment, la vida útil i la fiabilitat dels coixinets es poden estendre més enllà del que es va aconseguir fa una dècada sense dur a terme proves costoses de laboratori o de camp. L'anàlisi avançada i integrada dels coixinets d'elements rodants pot donar una visió inigualable del rendiment del coixinet, permetre una selecció òptima del coixinet i evitar una fallada prematura del coixinet.

 

Els mètodes avançats de vida a la fatiga poden permetre la predicció precisa de les tensions de l'element i la pista, el contacte de les costelles, l'esforç de vora i el truncament del contacte. També permeten la deflexió completa del sistema, l'anàlisi de càrrega i l'anàlisi de desalineació dels coixinets. Això donarà als enginyers la informació per modificar el disseny del coixinet per adaptar-se millor a les tensions resultants de l'aplicació específica.

 

Un altre avantatge clar és que el programari de simulació pot reduir la quantitat de temps i recursos gastats en la fase de prova. Això no només accelera el procés de desenvolupament, sinó que també redueix les despeses del procés.

 

Està clar que els nous desenvolupaments de la ciència dels materials juntament amb les eines avançades de simulació de coixinets proporcionaran als enginyers la visió necessària per dissenyar i seleccionar coixinets per obtenir un rendiment i una durabilitat òptims, com a part d'un model de sistema complet. La investigació i el desenvolupament continuats en aquests camps seran crucials per garantir que els coixinets continuïn superant els límits en els propers anys.