El ingeniero

Por qué sonCoronas giratorias ligeras,(aspectos)¿Se está convirtiendo rápidamente en la primera opción para los ingenieros de diseño en aplicaciones exigentes de control de movimiento, por ejemplo en las industrias aeroespacial y de defensa?

En pocas palabras, cuando es esencial una precisión absoluta, un rendimiento mecánico óptimo y una buena resistencia a la corrosión, los anillos giratorios livianos están probados en las aplicaciones más desafiantes.Carl Brundell, médico deespecialistas en rodamientosfabricación carter,examina las razones con más detalle.

A veces los números cuentan la historia. Por ejemplo, recientemente hemos visto uno de nuestros rodamientos giratorios de aluminio livianos y de alta resistencia especificados para montaje en torreta en una aplicación de defensa. El diámetro de la torreta mide más de 2 metros pero tiene una desviación medida en micras. En pocas palabras, un anillo giratorio o un rodamiento permite a los equipos de diseño reemplazar los rodamientos emparejados con un solo artículo, lo que reduce el número de piezas, el peso, la complejidad y el costo.

Las aplicaciones típicas en las que Carter ha estado involucrado incluyen: sistemas de propulsión y cojinetes de cardán de radar para naves espaciales, escáneres CT, máquinas cardiovasculares para aplicaciones médicas, soportes para asientos de helicópteros, sistemas de armas para el sector aeroespacial y otros sistemas militares de precisión, incluidos robots, torretas y sistemas de vigilancia.

Si bien hay muchos anillos giratorios disponibles para aplicaciones de control de movimiento menos exigentes, las opciones para aplicaciones de alta tecnología son limitadas. Ejemplos de estos incluyen AFV (vehículos blindados de combate), satélites, entornos de vacío ultraalto o sistemas de seguimiento de especificaciones militares que requieren niveles significativamente más altos de precisión, ahorro de peso y resistencia a la corrosión. Con la corona giratoria de aluminio mencionada anteriormente, se ha logrado una precisión excepcional mediante el empleo de un revolucionario diseño de rodamiento de sección delgada dividida.

Tiene un aro interior y exterior dividido que permite determinar la precarga del rodamiento mediante los ajustes del eje y la carcasa, de modo que los ajustes de holgura o precarga se pueden establecer en la etapa de diseño de la aplicación. Esto supone una reducción sustancial de costes al evitar la necesidad de solicitar precargas especiales para el rodamiento en el montaje de fábrica, mientras que los componentes de acero inoxidable en partes del diseño optimizan la resistencia a la corrosión.

Un rodamiento giratorio está diseñado para que los elementos rodantes creen un movimiento reactivo dentro del rodamiento cuando está bajo carga, esto se opone a las cargas de sobregiro (o vuelco) existentes que están presentes en la aplicación de control de movimiento.

Esto es fundamental para los diseñadores de equipos militares terrestres, marítimos y aéreos, donde el tamaño más pequeño hace que los buques, vehículos y vehículos aéreos no tripulados sean más difíciles de ver o rastrear en uso operativo. Otra ventaja de utilizar rodamientos ligeros es en aplicaciones donde es necesario tener un sistema de transmisión asociado o un anillo de engranaje en su lugar. Para estos proyectos, se pueden especificar anillos giratorios con el mecanizado necesario (por ejemplo, incorporando un anillo dentado) ya en su lugar.

Esta ingeniería adicional es posible en la mayoría de los rodamientos giratorios en la mayoría de los tamaños y capacidades de carga, lo que ayuda a lograr importantes ahorros en el costo inicial y también elimina complejidades innecesarias. Los rodamientos giratorios suministrados por Carter a los contratistas aeroespaciales y de defensa cuentan con un anillo de engranaje o dientes, que se pueden incorporar en la pista interior o exterior (o incluso en ambas), según lo requiera el sistema de transmisión o recogida seleccionado.

Los rodamientos giratorios más comúnmente especificados son los lisos, con bridas o dentados, que se montan en las caras requeridas mediante orificios en el aro interior y exterior para lograr una resistencia, precisión y durabilidad absolutas en el diseño. Estas son características de diseño importantes, especialmente para aplicaciones de alta precisión como radares, rastreadores de objetivos o torretas AFV. También se pueden utilizar métodos de montaje alternativos, dependiendo de los parámetros de carga de diseño lateral o longitudinal que se hayan establecido.

La gama de rodamientos disponibles para su uso en aplicaciones de alta tecnología en las industrias de defensa, aeroespacial, criogénica o nuclear ofrece diferentes estilos internos y externos. Una vez que se predicen las fuerzas para cada aplicación, los ingenieros pueden elegir entre una variedad de opciones. Por ejemplo; un diseño de bola simple o doble, un diseño de rodillo (o rodillo doble según sea necesario para uso en una sola dirección), rodillos transversales (adecuados para usos en doble dirección), rodillos triples o combinaciones de bola/rodillo/aguja con diseño dividido o alambre -inserciones de carrera. Esto permite a Carter adaptar una respuesta del rodamiento de giro a una aplicación específica, ya sea que esté diseñado para transportar un escáner de 200 g que gira a 200 grados/seg o un telescopio de 12 toneladas que tarda 20 horas en completar la rotación completa.

Las opciones de materiales disponibles para aplicaciones de vacío ultraalto incluyen el aluminio, que es ideal para aplicaciones en las que el peso es crítico y requieren la combinación de ser ultracompacto y, al mismo tiempo, requerir una resistencia significativa. Si bien los ingenieros de diseño pueden centrarse en entregar dibujos que coincidan con las especificaciones requeridas, a veces queda en manos de otros considerar otro aspecto importante del rendimiento de los rodamientos que se aplica a los rodamientos giratorios, tanto como a cualquier otro tipo de rodamiento: el sellado y la lubricación. .

Los rodamientos giratorios utilizados en entornos agresivos, en naves espaciales, en vacío ultra alto o en aplicaciones de temperaturas extremas necesitan sellos y lubricación especiales, mientras que para aplicaciones de fabricación generales hay muchas opciones estándar para elegir. Sin embargo, los proyectos científicos y de fabricación más fascinantes han dado como resultado el desarrollo de sellos personalizados y lubricantes innovadores que han demostrado ser verdaderos revolucionarios. Además, la amplia gama de aplicaciones aeroespaciales y de defensa en las que ahora se especifican anillos giratorios ligeros ha puesto de relieve los beneficios de las instalaciones CAD/CAM y FEA internas y bajo demanda de Carter.

La precisión, la longevidad, la ligereza y la resistencia a la corrosión son vitales y las instalaciones de Carter permiten a los diseñadores simular sus necesidades de rodamientos y capturar los datos esenciales necesarios para ayudarles a elegir los mejores materiales y opciones de diseño de rodamientos antes de producir prototipos funcionales. Los parámetros esenciales son; velocidad de rotación, cargas de flexión, rigidez y rigidez de la plataforma, juego vertical, opciones de montaje, protección contra la corrosión, protección de ingreso y suavidad de rotación. Para atender a una gama tan diversa de aplicaciones, los anillos giratorios se pueden especificar con elementos rodantes fabricados a partir de una variedad de materiales base que incluyen cerámica, acero al cromo y acero inoxidable.

Más información en: https://www.carterbearings.co.uk/bearings/lightweight-slewing-rings

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