Rodamientos para motores eléctricos
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Los motores de inducción están equipados con rodamientos de bolas o de rodillos. Estos rodamientos son robustos y fiables y deberían dar muy pocos problemas siempre que estén bien montados, se mantengan absolutamente limpios y se lubriquen correctamente.
Los resultados de la detección portátil de vibraciones, muestreados periódicamente y analizados, pueden ser una forma muy útil de reconocer el inicio de un fallo en los rodamientos. La temperatura del rodamiento, por ejemplo, mediante detectores integrados o con controles puntuales de infrarrojos (IR) portátiles, es otro indicador del estado general de un rodamiento de eje.
Por otra parte, no es fácil predecir (con cierto grado de certeza) la vida útil restante de los rodamientos que ya han funcionado durante algún tiempo. Además, es posible que la inspección no muestre los daños en las pistas de rodadura y los elementos rodantes en zonas ocultas a la vista.
La mejor política es renovar los rodamientos como parte de un programa de mantenimiento planificado. Si esto no es posible debido al coste o a la escasez de recambios, los rodamientos deben desmontarse, limpiarse e inspeccionarse en busca de signos de daños antes de tomar la decisión de renovarlos.
Motor con rodamiento de bolas
Un motor de rodamiento de bolas es un motor eléctrico poco habitual que consta de dos rodamientos de bolas, con las pistas interiores montadas en un eje conductor común, y las pistas exteriores conectadas a una fuente de alimentación de alta corriente y baja tensión. Una construcción alternativa incluye las pistas exteriores dentro de un tubo metálico, mientras que las pistas interiores están montadas en un eje con una sección no conductora (por ejemplo, dos manguitos en una varilla aislante). Este método tiene la ventaja de que el tubo actúa como un volante de inercia. El motor rara vez se pone en marcha sin ayuda, ya que su par estático es nulo, pero una vez que empieza a girar, el motor se acelera hasta alcanzar una velocidad constante; el sentido de giro viene determinado por el giro inicial. Aunque los motores de rodamientos pueden alcanzar velocidades razonablemente altas, son muy ineficientes. Producir un par significativo suele requerir tanta potencia que los cojinetes se calientan a varios cientos de grados.
En 1965, la revista Electronics and Power publicó una carta de RH Barker en la que pedía una explicación sobre el funcionamiento de este tipo de motores. S. Marinov sugiere que el dispositivo produce movimiento a partir de la electricidad, sin que intervenga el magnetismo, y que funciona únicamente por el calentamiento de la resistencia que provoca una expansión térmica asimétrica de las bolas de los cojinetes al girar[2]. La misma explicación la dan Watson, Patel y Sedcole para los cilindros giratorios (en lugar de las bolas)[3]. Sin embargo, H. Gruenberg ha dado una explicación teórica exhaustiva basada en el electromagnetismo puro (y despreciando completamente los efectos térmicos)[4].
Tabla de tamaños de rodamientos del motor
Los rodamientos son un componente tribológico crucial de muchos tipos de maquinaria y existen en una gran variedad de formas. Pueden definirse como un elemento de la máquina que soporta/permite sólo un tipo específico de movimiento (restricción de grados de libertad) en un sistema que puede estar bajo carga estática o dinámica.
El objetivo principal de los rodamientos es evitar el contacto directo de metal con metal entre dos elementos que están en movimiento relativo. Esto evita la fricción, la generación de calor y, en última instancia, el desgaste de las piezas. También reduce el consumo de energía, ya que el movimiento de deslizamiento se sustituye por la rodadura de baja fricción.
También transmiten la carga del elemento giratorio a la carcasa. Esta carga puede ser radial, axial o una combinación de ambas. Un rodamiento también restringe la libertad de movimiento de las piezas móviles a direcciones predefinidas, como se ha comentado anteriormente.
Los rodamientos contienen elementos rodantes en forma de bolas o cilindros. Sabemos que es más fácil hacer rodar una rueda que deslizarla por el suelo, ya que la magnitud de la fricción de rodadura es menor que la de deslizamiento. En este caso se aplica el mismo principio. Los rodamientos de elementos rodantes se utilizan para facilitar el movimiento libre de las piezas en movimiento de rotación.
Tipos de rodamientos para motores eléctricos
Los fallos relacionados con los rodamientos representan el 51% de todas las averías de los motores eléctricos. Cuanto más conozca los tipos de rodamientos de los motores eléctricos, sus modos de fallo y cómo mantenerlos, mejor preparado estará para adoptar medidas que le ayuden a prolongar la vida útil de los rodamientos de su motor.
Los rodamientos de elementos rodantes, también conocidos como rodamientos antifricción, son una parte indispensable de la mayoría de los motores eléctricos. Permiten que los ejes giren a velocidades increíbles con una pérdida de potencia mínima, y lo hacen reduciendo drásticamente la fricción al sustituir el movimiento de deslizamiento por un movimiento de rodadura. Los rodamientos se suelen clasificar por el tipo de elemento utilizado, siendo los más comunes los rodamientos de bolas y los cilíndricos.
En los rodamientos de bolas, el movimiento de rodadura lo proporcionan las bolas mantenidas en posición por una pista y una jaula. Los rodamientos de bolas soportan altas velocidades y muy poca fricción y pueden soportar cargas ligeras y medias. Los rodamientos de bolas para motores eléctricos se utilizan normalmente en aplicaciones de acoplamiento directo y pueden soportar tanto cargas radiales como axiales.