Chuck Yung
Especialista Sénior de Soporte Técnico EASA
Un aspecto de nuestra industria de reparación que parece causar mucha confusión es la disposición de los rodamientos de los motores verticales. Existe una gran variedad de disposiciones de rodamientos de empuje y tendemos a intentar aplicar el mismo método para ajustar el juego axial en todos ellos. Por lo general, esta es una mala idea, por lo que este artículo analizará más de cerca específicamente aquellos motores equipados con un rodamiento de empuje de rodillos esféricos y ofrecerá consejos de reparación exclusivos para estos diseños.
Al igual que con cualquier máquina vertical equipada con uno o más rodamientos de empuje, es importante colocar el rodamiento guía inferior (Figura 1) lo más alto que sea práctico en el alojamiento de la tapa inferior para proporcionar el mayor espacio posible para la expansión térmica del eje.
Rodamientos de empuje de rodillos esféricos
Los rodamientos de empuje de rodillos esféricos se utilizan para soportar cargas de empuje más altas cuando la velocidad del rodamiento es compatible con las rpm de la máquina. En la Figura 2 se muestra una construcción típica. Los rodillos tienen un área de contacto mucho mayor que las bolas. El eje del rodillo está a 45° con respecto al eje y el rodamiento puede soportar cargas de empuje moderadas y altas. Sin embargo, los rodillos deben estar guiados y, por lo tanto, desarrollan más fricción que las bolas. A altas velocidades, puede ser necesario enfriar el lubricante con agua y la lubricación es más crítica. El rodamiento también deberá estar constantemente cargado, o puede separarse debido a las fuerzas centrífugas si no hay empuje. Ese es uno de los propósitos de los resortes que a menudo se instalan debajo de la pista exterior. La otra razón para utilizar esos resortes es evitar daños por impacto cuando la carga de empuje se restablece después de un evento de empuje hacia arriba.
La Figura 3 ilustra el procedimiento para ajustar el juego axial en motores grandes con rodamientos de empuje de rodillos esféricos provistos sin resortes.
Para los motores equipados con resortes de precarga, existen dos métodos aceptables para ajustar el juego/empuje axial. El método preferido consiste en comprimir completamente los resortes colocando un gato encima del porta rodamientos (Figura 4) y usando cadenas o cables desde las orejas de elevación del motor a través del gato para presionar el porta rodamientos hacia abajo y comprimir los resortes. En ese punto, ajuste el empuje como de costumbre.
El segundo método consiste en ensamblar el motor sin los resortes y configurarlo usando el mismo procedimiento que se muestra en la Figura 3. Use un micrómetro de profundidad o un calibrador Vernier para documentar la distancia requerida entre la parte superior del eje y el porta rodamientos. Luego se puede volver a montar la parte superior con los resortes ya instalados.
La razón para utilizar este segundo método es que es más préctico. En la mayoría de los diseños, los resortes son lo suficientemente fuertes como para soportar entre el 30 y el 40% de la carga de empuje. En otras palabras, un juego de resortes grande como el que se muestra en la Figura 5 requeriría un gato "imprácticamente grande" para comprimir los resortes.
Problemas adicionales
Los resortes deben ser iguales y tener la misma resistencia a la compresión y altura. La altura del resorte debe medirse utilizando micrómetros o calibradores Vernier. La profundidad desde la parte superior de los resortes en la Figura 5 hasta la parte superior de los tornillos varió de 0,023” a 0,160” (1/2 a 4 mm) antes del pulido de la superficie.
Si las alturas de los resortes difieren en más de 0,010” (0,25 mm), colóquelos en posición vertical sobre un mandril magnético y use una pulidora para recortarlos todos a la misma altura. Una alternativa es ordenar los resortes por altura y distribuir uniformemente los resortes más altos, luego clasificar los resortes de altura media entre los resortes más altos y luego los resortes más cortos. El propósito es distribuir uniformemente los resortes para evitar la inclinación de la pista exterior, lo que podría provocar un fallo prematuro del rodamiento (Figura 6).
Hay diseños en los que la jaula del rodamiento de empuje puede haber obstruido el flujo de aceite, como en la Figura 7. Los conductos de aceite verticales ubicados debajo del rodamiento de empuje de rodillos esféricos están ubicados para guiar el flujo de aceite directamente hacia la trayectoria de los rodillos. En al menos dos casos recientes, los cambios en la geometría de la jaula del rodamiento han obstruido el flujo de aceite. Esto ha dado como resultado una temperatura satisfactoria de los rodamientos durante pruebas relativamente cortas en el centro de servicio, con fallos tempranos de los rodamientos cuando el motor está instalado.
Según sea el tamaño del rodamiento, durante el funcionamiento se requiere un empuje descendente mínimo. Cuando pruebe un motor equipado con resortes, se debe utilizar un dispositivo para proporcionar el empuje hacia abajo requerido o el motor no debe funcionar durante más de 3 - 5 minutos para evitar dañar el rodamiento guía inferior. Como precaución, se debe advertir esto mismo a su cliente, ya que es una práctica común para muchos de ellos hacer funcionar un motor reparado desacoplado durante un período de tiempo.
Debido a que los resortes levantan el rodamiento de empuje de rodillos esféricos cuando funciona solo, hay un amplio espacio por encima de los orificios de inyección de aceite para que fluya el aceite. En funcionamiento, la carga de empuje comprime los resortes, reduciendo el espacio libre y restringiendo el flujo de aceite. Esto da como resultado temperaturas elevadas en los rodamientos y fallos prematuros.
DISPONIBLE EN INGLÉS
ANSI/EASA AR100
More information on this topic can be found in ANSI/EASA AR100- Section 2: Mechanical repair
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