Tel:+86-575 -87957662
Email:
ZHEJIANG BHS DIARIO COJINETE CO., LTD. so sídlom v okrese FengXian v Šanghaji, spoločnosť bry "BHS", je profesionál fabricantes de cojinetes de empuje de almohadilla basculante y Fábrica de cojinetes basculantes...
En los equipos modernos de manipulación de fluidos, el cojinete del compresor Sirve como un elemento de soporte crítico que estabiliza el movimiento del eje, minimiza la fricción rotacional y garantiza un funcionamiento continuo bajo cargas elevadas. A medida que los sistemas de compresores avanzan hacia velocidades más altas, dimensiones más pequeñas y entornos térmicos más exigentes, el desafío del sobrecalentamiento de los rodamientos se ha vuelto cada vez más prominente. El sobrecalentamiento de este componente es más que una anomalía de temperatura; a menudo es el precursor del desgaste mecánico, la degradación de la lubricación y la inestabilidad estructural en todo el sistema de compresor rotativo.
El desequilibrio de carga mecánica es uno de los principales desencadenantes del estrés térmico en los rodamientos de compresores. Cuando el conjunto del rotor está sujeto a fuerzas axiales o radiales desiguales, el rodamiento debe compensar los puntos de presión irregulares, lo que resulta en una mayor fricción de contacto.
La carga radial aumenta cuando el eje del compresor está desalineado, cuando hay impulsores desequilibrados o cuando la vibración en los componentes giratorios de alta velocidad excede el umbral diseñado. A medida que aumenta la fricción, el rodamiento genera calor proporcionalmente y una disipación insuficiente produce un sobrecalentamiento progresivo.
La carga de empuje axial surge de las diferencias de presión dentro de la cámara del compresor. Cuando los niveles de empuje exceden la capacidad de carga del rodamiento, la fricción por deslizamiento aumenta drásticamente, lo que permite una acumulación continua de calor. El control adecuado de la distribución de la carga axial es esencial para mantener la estabilidad térmica.
Un rodamiento sujeto a una carga asimétrica o excesiva sufre un patrón predecible de aumento de temperatura:
La tensión desigual aumenta la fricción de la superficie
La fricción genera zonas de calor concentrado.
La película lubricante comienza a degradarse
Se produce contacto metal con metal.
Los picos de temperatura aceleran el desgaste y el posible agarrotamiento de los rodamientos.
La lubricación juega un papel indispensable en el rendimiento térmico de cualquier rodamiento de compresor. Sin una película de aceite adecuada, la fricción se intensifica, el calor se acumula rápidamente y se produce una degradación térmica.
Para compresores de alta velocidad, la viscosidad de la lubricación se define cuidadosamente para equilibrar la fluidez y el espesor de la película. Un lubricante con viscosidad insuficiente no logra mantener la separación entre los elementos rodantes y las pistas, lo que aumenta significativamente el riesgo de acumulación de calor. Por el contrario, una viscosidad demasiado alta aumenta la resistencia del fluido, generando calor a través de la fricción interna.
El colapso de la película de aceite puede ocurrir debido a:
Temperatura excesiva
Operación de alta velocidad
Aceite contaminado
Presión de aceite inconsistente
Una vez que la barrera de aceite colapsa, las superficies metálicas interactúan directamente, lo que provoca una generación instantánea de calor y una falla térmica acelerada de los rodamientos.
Las fallas en la red de lubricación de compresores industriales, como flujo de aceite inestable, conductos obstruidos o restricción en las líneas de suministro, comprometen directamente la disipación térmica. El funcionamiento continuo con mala lubricación provoca rápidamente un sobrecalentamiento.
Se sabe que la alta velocidad de rotación contribuye al estrés térmico. A medida que avanza la tecnología de los compresores, las RPM más altas son cada vez más comunes, lo que requiere que la estructura y los materiales del soporte soporten niveles elevados de fricción.
A altas velocidades, la fuerza centrífuga empuja los elementos rodantes hacia afuera, alterando la distribución de la carga en la pista de rodadura. Este cambio aumenta la presión localizada, lo que acelera la generación de calor.
Incluso en piezas de compresores de precisión, la fricción por deslizamiento nunca puede eliminarse por completo. Cuando la velocidad de rotación aumenta bruscamente, la fricción de rodadura se transforma parcialmente en fricción de deslizamiento, intensificando la producción térmica.
Los ingenieros suelen utilizar un modelo simplificado para comprender el aumento térmico basado en la velocidad:
Calor generado ∝ Carga × Velocidad × Coeficiente de fricción
A medida que aumenta el término de velocidad, la generación de calor se vuelve desproporcionadamente alta, especialmente sin mecanismos de enfriamiento robustos.
Los materiales de los cojinetes deben proporcionar durabilidad, resistencia térmica y propiedades estructurales estables. Cuando aparecen fatiga del material o deformidades microestructurales, la generación de calor se vuelve inevitable.
Pequeños defectos en la pista de rodadura o en los elementos rodantes aumentan la rugosidad de la superficie. A mayor rugosidad, aumenta la fricción y se acumula calor. Estos microdefectos tienden a expandirse rápidamente bajo operación de alta presión.
Cuando el rodamiento de un compresor funciona cerca de su umbral de ablandamiento del material, la deformación se produce más fácilmente. La deformación altera la trayectoria de la carga, provocando una distribución desigual de la tensión y un aumento térmico adicional, lo que contribuye a la inestabilidad estructural.
Las impurezas en el acero para rodamientos afectan tanto la dureza como la conductividad térmica. Las aleaciones impuras disipan mal el calor y generan puntos calientes que elevan las temperaturas de funcionamiento.
La alineación del eje influye directamente en el comportamiento térmico del rodamiento. La desalineación intensifica la fricción al alterar la interacción geométrica prevista entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura.
La desviación angular hace que los elementos rodantes patinen, generando patrones de calor anormales. El funcionamiento continuo bajo desalineación angular da como resultado un rápido aumento de temperatura.
El desplazamiento paralelo produce una distribución desigual de la carga, lo que hace que un segmento del rodamiento soporte la mayor parte de la carga. Este desequilibrio acelera el estrés térmico.
Si la carcasa del compresor se deforma debido a vibración, expansión térmica o instalación incorrecta, el asiento del cojinete ya no mantiene la alineación ideal, lo que fomenta la fricción y el sobrecalentamiento.
Los contaminantes son una causa oculta pero importante de inestabilidad térmica.
Partículas como polvo, restos metálicos o residuos de mecanizado ingresan al entorno de lubricación y aumentan la fricción abrasiva. Los microarañazos resultantes evolucionan hasta convertirse en defectos que generan calor.
La humedad reduce la viscosidad del lubricante, interrumpe la continuidad de la película de aceite, induce corrosión y eleva los niveles de fricción. La generación de calor se acelera rápidamente bajo la degradación inducida por la humedad.
Ciertos contaminantes interactúan químicamente con los lubricantes, reduciendo el rendimiento de la lubricación y aumentando la carga térmica en el cojinete del compresor.
Incluso cuando las condiciones mecánicas y de lubricación son apropiadas, un rodamiento puede sobrecalentarse simplemente porque el calor no puede escapar de manera eficiente.
Si la carcasa del rodamiento carece de una ruta eficaz de conducción del calor, la acumulación térmica se vuelve inevitable. La conductividad del material y el espesor de la pared influyen significativamente en el rendimiento de refrigeración.
En las cámaras de compresores selladas, el calor puede acumularse rápidamente. Sin canales de flujo de aire diseñados o vías de conducción pasiva, la temperatura del rodamiento aumenta incluso bajo una carga moderada.
Si los componentes circundantes se expanden más o menos que el propio rodamiento, la tensión térmica aparece en forma de compresión, fricción y mayor acumulación de calor.
Las prácticas operativas tienen una influencia directa en el rendimiento térmico de los rodamientos.
Hacer funcionar los compresores más allá de su umbral de velocidad previsto multiplica la producción térmica y anula el comportamiento de la película lubricante.
Los aumentos repentinos de presión o la operación de sobrecarga prolongada producen un aumento continuo de temperatura.
Los cambios bruscos de carga impiden que el sistema establezca patrones estables de lubricación y enfriamiento, lo que aumenta la tensión térmica en el rodamiento.
Incluso con un mantenimiento adecuado, el funcionamiento prolongado provoca un desgaste inevitable.
Los elementos rodantes pierden gradualmente suavidad.
Las superficies de las pistas de rodadura desarrollan micropicaduras
Los canales de lubricación se obstruyen parcialmente
La eficiencia de disipación de calor disminuye
Esta lenta degradación provoca un aumento de las temperaturas con el tiempo, lo que eventualmente resulta en un sobrecalentamiento persistente.
La siguiente tabla resume las características estructurales y funcionales que normalmente se consideran en el diseño de rodamientos de compresores para control térmico.
| Categoría de característica | Descripción | Influencia en el sobrecalentamiento |
|---|---|---|
| Capacidad de carga | Capacidad para soportar cargas axiales y radiales. | Determina la fricción y el aumento térmico. |
| Compatibilidad de lubricación | Apoya la formación de una película de aceite estable | Reduce la generación de calor. |
| Composición de materiales | Resistencia, pureza y dureza de la aleación. | Afecta la conductividad térmica. |
| Diseño de disipación de calor | Conductividad de la carcasa, ruta de enfriamiento | Controla la acumulación de temperatura. |
| Clasificación de velocidad de rotación | Capacidad máxima de RPM estable | Influye en la intensidad de la fricción. |
| Precisión de superficie | Acabado de pistas de rodadura y elementos rodantes. | Determina el coeficiente de fricción. |
El sobrecalentamiento de los cojinetes de los compresores surge de una combinación de factores mecánicos, térmicos, operativos y ambientales. Los contribuyentes críticos incluyen desequilibrio de carga, deficiencias de lubricación, velocidad de rotación excesiva, contaminación, disipación de calor inadecuada, degradación del material, desalineación y condiciones operativas inadecuadas.
Comprender estas causas es esencial para optimizar la confiabilidad del equipo, diseñar sistemas de compresores rotativos de alto rendimiento y prolongar la vida útil de los componentes. Al mejorar el diseño de lubricación, refinar la selección de materiales, mejorar la precisión de la alineación y fortalecer las estructuras de enfriamiento, los ingenieros pueden prevenir eficazmente fallas térmicas de los rodamientos y mantener un rendimiento estable del compresor en diversos entornos industriales.
ZHEJIANG BHS DIARIO COJINETE CO., LTD. so sídlom v okrese FengXian v Šanghaji, spoločnosť bry "BHS", je profesionál fabricantes de cojinetes de empuje de almohadilla basculante y Fábrica de cojinetes basculantes...
Derechos de autor © 2017 ZHEJIANG BHS DIARIO COJINETE CO., LTD. Todos los derechos reservados. Cojinetes lisos de almohadilla basculante de China Fabricantes
