Com està canviant la tecnologia dels rodaments?

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

Els coixinets s'utilitzen en pràcticament tot tipus de maquinària rotativa. Des d'equips de defensa i aeroespacial fins a línies de producció d'aliments i begudes, la demanda d'aquests components està augmentant. El més important és que els enginyers de disseny exigeixen cada cop més solucions més petites, lleugeres i duradores per satisfer fins i tot les condicions ambientals més exigents.

 

Ciència de materials

La reducció de la fricció és una àrea clau de recerca per als fabricants. Molts factors afecten la fricció, com ara les toleràncies dimensionals, l'acabat superficial, la temperatura, la càrrega operativa i la velocitat. Al llarg dels anys s'han fet avenços significatius en l'acer per a rodaments. Els acers moderns i ultranets per a rodaments contenen menys partícules no metàl·liques i més petites, cosa que proporciona als rodaments de boles una major resistència a la fatiga per 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 millors tècniques d'enduriment 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 dels coixinets i produir superfícies de contacte més polides, la qual cosa 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 rodaments, així com acers amb alt contingut de 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 rodaments d'acer inoxidable de grau 316, rodaments totalment ceràmics o rodaments de plàstic fets de resina acetàlica, PEEK, PVDF o PTFE. A mesura que la impressió 3D s'utilitza més àmpliament i, per tant, és més rendible, veiem possibilitats creixents per a la producció de retenedors de rodaments no estàndard en petites quantitats, cosa que serà útil per a requisits de baix volum de rodaments especialitzats.

 

Lubricació

 

La lubricació pot ser la que ha atret més atenció. Amb un 13% de fallades de rodaments atribuïdes a factors de lubricació, la lubricació de rodaments és una àrea de recerca en ràpida evolució, recolzada tant per acadèmics com per la indústria. Ara hi ha molts més lubricants especialitzats gràcies a diversos factors: una gamma més àmplia d'olis sintètics d'alta qualitat, una major selecció d'espessants utilitzats en la fabricació de greixos i una major varietat d'additius lubricants per proporcionar, per exemple, majors capacitats de càrrega 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 per a sales blanques.

 

Anàlisi informatitzada

 

Un altre àmbit on la indústria dels rodaments ha fet grans progressos és mitjançant l'ús de programari de simulació de rodaments. Ara, el rendiment, la vida útil i la fiabilitat dels rodaments es poden ampliar més enllà del que s'aconseguia fa una dècada sense haver de realitzar proves de laboratori o de camp costoses i que requereixen molt de temps. L'anàlisi avançada i integrada dels rodaments d'elements rodants pot proporcionar una visió inigualable del rendiment dels rodaments, permetre una selecció òptima dels rodaments i evitar la fallada prematura dels rodaments.

 

Els mètodes avançats de vida a fatiga poden permetre la predicció precisa de les tensions dels elements i de la pista de rodadura, el contacte amb les nervadures, la tensió de les vores i el truncament del contacte. També permeten la deflexió completa del sistema, l'anàlisi de la càrrega i l'anàlisi de la 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 dedicats a la fase de proves. Això no només accelera el procés de desenvolupament, sinó que també redueix les despeses del procés.

 

És evident que els nous desenvolupaments en ciència de materials, juntament amb eines avançades de simulació de rodaments, proporcionaran als enginyers els coneixements necessaris per dissenyar i seleccionar rodaments per a un rendiment i una durabilitat òptims, com a part d'un model de sistema complet. La investigació i el desenvolupament continus en aquests camps seran crucials per garantir que els rodaments continuïn superant els límits en els anys vinents.