¿Por qué se calientan los rodamientos durante su funcionamiento y cómo podemos calcular este calor? Este artículo explora los factores externos e internos que contribuyen al aumento de la temperatura de los rodamientos, como la fricción en motores y cajas de cambios, y proporciona métodos para calcular el calor generado. Aprenda a distinguir entre niveles de calor normales y anormales para garantizar un funcionamiento eficaz de la maquinaria.
La temperatura de un rodamiento durante su funcionamiento difiere de su temperatura en estado no operativo, lo que indica un aumento de la temperatura cuando el rodamiento está en uso. Las causas principales de este aumento de temperatura pueden clasificarse en dos aspectos principales:
En primer lugar, la conducción externa del calor. El calor generado por el funcionamiento de los componentes mecánicos externos provoca un aumento general de la temperatura en todas las partes de la maquinaria. Este calor se conduce a los rodamientos, con la consiguiente generación de calor.
En el caso de los motores y las cajas de cambios, esto ocurre principalmente de dos maneras:
1) En el caso de los motores, las principales fuentes de calor durante el funcionamiento son los devanados y el propio núcleo. La conocida pérdida de calor debida a la pérdida de cobre durante el funcionamiento del motor se debe al calor generado cuando la corriente circula por el hilo.
La pérdida de hierro se refiere al calor generado por el propio núcleo cuando cambia el campo magnético durante el funcionamiento del motor. Estas dos partes son las principales fuentes de calor del motor, y este calor se conduce a los rodamientos a través de la base, el eje y la tapa de extremo, provocando así el aumento de la temperatura de los rodamientos.
2) En las cajas de cambios, el engranaje de los engranajes genera calor por fricción. Este calor se transmite a través de los engranajes, el eje y la base. La agitación del aceite lubricante transmitida a los cojinetes también contribuye al aumento de temperatura de los cojinetes.
En segundo lugar, la generación de calor de los propios rodamientos. Durante el funcionamiento del rodamiento, en su entorno interno se producen fricciones de rodadura, fricciones de deslizamiento, pérdidas por arrastre, fricciones de sellado y otras fricciones correspondientes. Estas fricciones se disipan en forma de calor, lo que provoca un aumento de la temperatura del propio rodamiento.
Los ingenieros de equipos están muy preocupados por la temperatura inherente de los rodamientos, por lo que a veces es necesario estimar su temperatura. En este artículo se presenta un método sencillo para abordar esta cuestión.
Antes de iniciar los cálculos propiamente dichos, podemos hacer una estimación aproximada del estado de calentamiento de las dos partes mencionadas. La razón de hacer tal estimación es que, in situ, si no se pueden realizar cálculos específicos, al menos se puede hacer una evaluación general y comprender las causas del calentamiento de los cojinetes, lo que ayudará a distinguir si el estado del emplazamiento es normal o no.
Sabemos que, en los rodamientos, la mayor parte del rozamiento interno es rozamiento de rodadura. La naturaleza de la fricción de rodadura determina que debe ser un valor pequeño. Hay que tener en cuenta que esto viene determinado por las características de los rodamientos, de lo contrario, ¿para qué sirven los rodamientos?
No hay que olvidar que el objetivo de inventar los rodamientos es reducir la fricción y disminuir el par. La proporción de fricción por deslizamiento en los rodamientos debe ser muy pequeña, de lo contrario, no puede llamarse rodamiento.
Al mismo tiempo, la pérdida de lubricación por agitación en los rodamientos, en comparación con otras fricciones, tampoco debería ser un valor grande. Por lo tanto, el calor generado por el movimiento del propio rodamiento no es la principal fuente de calor, sino que debería ser un factor secundario para el aumento global de la temperatura del rodamiento.
El principal factor que provoca un aumento significativo de la temperatura en los rodamientos es el calor generado por el propio equipo. El calor generado por el propio equipo se estimará durante el diseño del mismo. Este calor, cuando se transmite a los rodamientos teniendo en cuenta la disipación de calor y otros factores, suele ser inferior o igual al calor total generado por el propio equipo.
Basándose en estos conocimientos, cuando se afronta el calentamiento de rodamientos in situ, se puede comprobar inicialmente la distribución de la temperatura de los rodamientos calentados del equipo y, a continuación, considerar los elementos calefactores del propio rodamiento.
Si el temperatura del rodamiento es significativamente superior a la temperatura del equipo, debe ser motivo de preocupación, porque en este punto el calor generado por el rodamiento se ha convertido en la principal fuente de calor, lo que indica que la condición de fricción interna ya no es normal.
El cálculo del calor generado por el propio cojinete comienza con el cálculo de la fricción del cojinete. Normalmente, el calor generado por el propio cojinete se puede calcular a través de su propio par de fricción, la fórmula es la siguiente:
Q=1.05*10-4Mn
Los ingenieros interesados pueden calcular la proporción de calor de los rodamientos en la generación total de calor de sus equipos. Esto facilitará una comprensión cualitativa y cuantitativa de las dos etapas de generación de calor de los rodamientos.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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