Sistema de rodamientos de aire vs rodamientos de imán

23 de mayo de 2017

Están diseñados para hacer frente a caudales volumétricos pequeños y grandes, sin embargo, son de velocidad controlada, 100 % exentos de aceite y adaptados para utilizarse en las áreas de aplicación más exigentes en el tratamiento de aguas residuales industriales y municipales: los Turbosoplantes de Aerzen. Llevamos trabajando con tesón desde 1911 con el objetivo de seguir desarrollando esta tecnología. Cada una de las diferentes generaciones puede presumir de haber dado un innovador salto hacia delante. La última generación garantiza un equilibrio energético excepcional y ofrece toda una serie de características únicas. Hoy despejamos las dudas entre dos sistemas de rodamientos: de aire vs de imán.

En Aerzen llevamos décadas desarrollando estos equipos compactos para lograr su excelencia técnica. Al hacerlo, hemos adquirido una experiencia que marca las pautas en todo el mundo. Ello se refleja en la mejora de la eficiencia energética, los bajos costes del ciclo de vida y los componentes básicos desarrollados de forma única. En el universo de los compresores, el diseño de los propulsores en acero inoxidable, los motores magnéticos permanentes con espacio de aire único y la medición real del flujo de aire, son los conceptos que envían señales positivas.

Hablamos de la física sencilla de los rodamientos Aerzen

Aerzen basa su tecnología en el aire comprimido en los dos cojinetes radiales del eje motriz y en el cojinete axial, para absorber fuerzas axiales. De este modo, en ningún caso el aire es bombeado con alta presión externa en el casquillo del cojinete, sino más bien de una manera brillantemente simple, del principio del compresor que se utiliza. Debido al desequilibrio natural al arrancar el turbocompresor, el eje de rotación rápida genera un movimiento circular excéntrico en el entre-hierro del cojinete.

A medida que el eje aumenta la presión (en esta sección entre el camino mínimo a la pared de cojinete), la fuerza antagonista se genera en forma de un aumento de presión. Esta contrapresión, presiona el eje (similar a un compresor o un motor Wankel) en la dirección opuesta. Debido al rápido aumento de la velocidad, el eje se centra en el propio cojinete e incrementa la presión en el entre-hierro hasta más de 30 bar. Las parejas de fuerza predominantes son tan altas que mantienen el eje permanentemente en el centro del cojinete, incluso en condiciones de procesos considerablemente variables o desafiantes, y estando libre de circulación sin contacto superficial.

El “brillo” de este principio es el hecho de que en funcionamiento, el cojín de aire se forma automáticamente y, por tanto, sin más energía de entrada. Alternativamente, los turbocompresores fabricados por otros fabricantes, funcionan con un sistema de cojinetes magnético que también tiene como objetivo manejar altas velocidades, libres de un sistema de rodamientos mecánicos.

Con respecto a los cojinetes magnéticos, sin embargo, se necesita corriente eléctrica, de modo que las bobinas dispuestas circularmente alrededor del eje de accionamiento, pueden desarrollar sus fuerzas durante el funcionamiento y tener el eje giratorio libre de fricción mecánica. Las condiciones de funcionamiento particularmente cambiantes ponen a prueba el sistema de regulación altamente complejo de los cojinetes magnéticos.

Una larga vida útil con costes de funcionamiento decrecientes 

En lo que se refiere al principio del rodamiento de lámina de aire, no se necesitan regulaciones eléctricas, mecánicas o neumáticas, ni siquiera en caso de cambios dinámicos de carga. Sin embargo, los críticos de los cojinetes simples y eficientes de la lámina de aire, desacreditan el hecho de que, al arrancar el turbocompresor, el eje accionado descansa sobre el cojinete y genera fricción de desgaste, hasta el desarrollo de un cojín de aire.

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Aerzen utiliza esta ventaja teóricamente existente, con los innovadores cojinetes de láminas de aire. Un especialista en tecnología de soplantes y compresores, utiliza como agente de fricción, sin mantenimiento, un recubrimiento de 2 recipientes. Uno de estos materiales es el politetra-uretileno. PFTE es uno de los termoplásticos utilizados como revestimiento antiadherente debido a su muy bajo coeficiente de fricción, para asegurar que esta construcción pueda absorber las fuerzas de fricción.

 

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Rodamientos de aluminio en sección transversal

– El eje se centra automáticamente al aumentar la velocidad.

– Topfoil con recubrimiento de doble capa para un soporte fiable en caso de contacto entre el eje y la superficie.

– Cualquier desequilibrio o fuerza extrema es amortiguado y absorbido por el papel de aluminio.

Rodamientos de aluminio

– Construcción sencilla, tecnología confiable.

– Sin gastos de mantenimiento para el motor y la etapa.

– No requiere regulación adicional, batería o periferia.

 – Larga vida útil con bajos costes de operación. 

– Intercambiable en el sitio: rápido y económico.

 – Robusto e insusceptible en condiciones extremas del proceso.


Es necesaria una alta calidad superficial cuando se inicia un turbosoplante. Con todo, la nueva Generación Turbo comparada con los cojinetes magnéticos de alta complejidad, Aerzen consigue una solución considerablemente más sencilla y con precios más favorables.

El PTFE como material de rodamiento duro por sí solo, no es todavía un soporte duradero. A medida que el compresor en el cojinete comprime el aire de forma tan significativa, la capa entre el anillo (del cojinete) y el eje, es tan duro como el acero. Aerzen ha diseñado una capa amortiguadora especialmente afinada para esta aplicación. Se trata de una placa de chapa con un espesor de un milímetro, enrollada de forma ondulatoria, que soporta la capa deslizante del cojinete y simultáneamente absorbe las vibraciones.

Reservas de aire para mayores velocidades

Con la concepción sofisticada de los cojinetes de lámina de aire, Aerzen ha logrado mantener la construcción sencilla del turbosoplante, con el motor síncrono permanente de alta frecuencia, como accionador de energía.

Este tipo de cojinete todavía tiene reservas para soportar velocidades más altas, ya que esto es posible con cojinetes magnéticos. Como consecuencia, la densidad de funcionamiento de las soplantes turbo, puede aumentarse (adicionalmente) como resultado de las ruedas de cuchillas giratorias, más rápidas, si se utilizan los motores apropiados. Principalmente limitar el rendimiento de los rodamientos magnéticos, es el sistema de control electrónico, que tiene que reajustar las fuerzas de los campos magnéticos permanentemente. Los sensores preguntan permanentemente dónde se encuentra exactamente el eje en el campo magnético. “Este es un circuito de control es complejo y extremadamente caro”, dice Helmert. Para asegurar que en caso de parada de emergencia o fallo de alimentación, el sistema permanece activo durante un período de tiempo determinado, los ventiladores turbo deben siempre estar provistos de una fuente de alimentación ininterrumpida. 

Pero una fuente de alimentación ininterrumpida sólo ofrece la seguridad necesaria si está realmente disponible de forma segura. Por lo tanto, ciclos de carga sofisticados son tan necesarios, como el intercambio regular de las células de la batería, dentro de un plan de mantenimiento xed. Por consiguiente, una fuente de alimentación ininterrumpida aumenta inevitablemente los costos del ciclo de la lámpara.

Un gasto similar es necesario para el sistema de cojinetes mecánico, ya que (permanentemente en funcionamiento), utiliza continuamente energía eléctrica. Su compleja tecnología de regulación, requiere intervalos de mantenimiento regulares. En comparación, los cojinetes de lámina de aire, con su funcionamiento en vacío energéticamente ajustado, no requieren mantenimiento y pueden cambiarse muy fácilmente en el sitio durante las revisiones planificadas de la tecnología de la soplante, en caso de necesidad debido a su simple construcción.

Sentando precedentes

Por otra parte, las opiniones de los expertos han confirmado que el importe total de los costes de los servicios relacionados con un cojinete de aluminio es considerablemente menor, ya que el diseño del sistema es más sencillo y los proveedores de servicios están disponibles en Alemania. Este detalle conduce a un aumento en la disponibilidad de las turbosoplantes, aspecto que adquiere importancia a más tardar, cuando se refiere al diseño y modernización.

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Compresión como principio de éxito: Aerzen.

Aerzen comenzó su vida en 1864 como Aerzener Maschinenfabrik. En 1868 construimos el primer ventilador de lóbulo rotativo de Europa. Los primeros compresores Turbo siguieron en 1911, el primer compresor de tornillo en 1943, y en 2010 el primer compresor de lóbulos rotativos del mundo. Las innovaciones “made by Aerzen” siguen impulsando el desarrollo de la tecnología de compresores. Hoy en día, es uno de los fabricantes más antiguos y significativos del mundo de las soplantes y compresores de émbolos rotativos, medidores de lóbulos rotativos, compresores de tornillo y Turbosoplantes.  Destaca entre los líderes indiscutibles del mercado, en muchas áreas de aplicación.

Aerzen cuenta con más de 2.000 empleados con experiencia en más de 43 años en nuestras filiales de todo el mundo, que están trabajando a toda velocidad, para avanzar en la tecnología de los compresores. Su experiencia tecnológica, nuestra red internacional de expertos y la constante retroalimentación de nuestros clientes, son la base de nuestro éxito.

Los productos y servicios de Aerzen están estableciendo estándares en cuanto a confiabilidad, valor duradero y eficiencia. Aerzen turbo: más que un paso adelante.

“Todo lo que puedas imaginar es real” Pablo Picasso.

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2 comentarios

  1. Fernando Albero
    13 de agosto de 2017

    Hola. Muy ilustrativo. Me encuentro desarrollando un sistema para la rotación de una máquina de 30 ton, con eje central, mediante toroide plano de cojín de aire. Gracias.

    1. Equipo Aerzen Equipo Aerzen
      16 de octubre de 2017

      Hola Fernando! Interesante tu trabajo… Ya nos contarás que tal te ha salido!

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