Rodamiento de corona giratoria de excavadora: análisis de su papel clave

Autor：Vesna Jovanović

Vesna Jovanović es profesora de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Niš (Serbia) y está especializada en cojinetes de giro y análisis de cargas en maquinaria de construcción. Su investigación se centra en los mecanismos de accionamiento de plataformas giratorias de excavadoras hidráulicas, incluidas las características de carga axial y giratoria de los cojinetes en diversas posiciones y condiciones de funcionamiento, la modelización matemática, el cálculo de cargas equivalentes y la verificación experimental. Es coautora de múltiples publicaciones con colaboradores como Dragoslav Janošević y Nikola Petrović sobre las cargas dinámicas y estáticas de los cojinetes de giro de excavadoras, así como los efectos de la posición y la postura de excavación. Jovanović también imparte cursos relacionados con el diseño de maquinaria móvil, sistemas de accionamiento hidráulico y eléctrico, y maquinaria de transporte. Su trabajo contribuye al diseño estructural, la selección y la mejora de la fiabilidad de los cojinetes de giro en la industria de la maquinaria de construcción.

Principio de funcionamiento del rodamiento de anillo giratorio de excavadora

¿Qué es una corona de orientación?

El rodamiento giratorio es el componente clave para que la excavadora logre una rotación de 360 grados en el cuerpo superior. Es precisamente gracias a él que la excavadora puede completar fácilmente una serie de acciones como excavar, elevar, girar y descargar en el lugar, lo que mejora enormemente la eficiencia de la operación.

Principio de funcionamiento Análisis en profundidad

El primero es el análisis de fuerzas. Cuando la excavadora está trabajando, su superestructura estará sometida a una enorme fuerza axial, fuerza radial y, lo que es más importante, momento de vuelco. Este momento de vuelco es particularmente crítico. Intenta volcar la excavadora, y el cojinete de giro debe "agarrar" firmemente los cuerpos superior e inferior para resistir esta fuerza. Por ello, el diseño estructural y la selección de materiales del cojinete de giro son muy particulares, y es necesario garantizar que su resistencia y rigidez puedan soportar estas complejas cargas.

Hablemos de su mecanismo de transmisión. Las coronas giratorias no funcionan de forma independiente. Suele estar coordinada con el reductor giratorio y el motor giratorio. El motor giratorio proporciona potencia, y después de que el reductor giratorio desacelera y aumenta el par, impulsa el engranaje de anillo del rodamiento giratorio para girar, impulsando así todo el cuerpo superior para girar. El diseño de esta cadena de transmisión asegura que la excavadora pueda lograr una operación de rotación suave y precisa bajo varias condiciones de trabajo.

En cuanto a la diferentes tiposNuestros rodamientos giratorios comunes son principalmente de bola simple, bola doble y rodillos cruzados.

La estructura del tipo monovolumen es relativamente sencilla, la capacidad de carga es moderada y se suele utilizar en excavadoras ligeras y medianas.

El tipo de doble voladizo tiene una mayor capacidad de carga, puede soportar una mayor fuerza axial y momento de vuelco, y se utiliza ampliamente en excavadoras de tamaño medio.

Tipo de rodillo cruzado, sus rodillos son de 90 grados de disposición cruzada, puede soportar la fuerza axial, la fuerza radial y el momento de vuelco al mismo tiempo, y de alta precisión, buena rigidez, por lo que en gran tonelaje, excavadora de carga pesada, y algunas máquinas especiales de ingeniería con los requisitos de alta precisión de rotación, rodamiento giratorio de rodillos cruzados es la primera opción.

Diagnóstico y análisis de fallos comunes en coronas giratorias

Póngase

El desgaste es uno de los problemas más comunes de las coronas de orientación.

Rendimiento: Cuando se oyen ruidos anormales al girar la excavadora, o se siente que la holgura de rotación aumenta de forma evidente, o incluso el movimiento de rotación deja de ser suave y fluido, y el fuselaje tiembla, se trata sobre todo del desgaste de los rodamientos.

Razón: La lubricación deficiente es la razón principal, el rodamiento se encuentra en un estado de fricción seca durante mucho tiempo. En segundo lugar, el funcionamiento a largo plazo con sobrecarga del equipo, o el funcionamiento en condiciones de trabajo duras, también acelerarán el desgaste. Además, si la fuerza de apriete previo es inadecuada en el montaje inicial, o el propio rodamiento tiene defectos de material, también enterrará peligros ocultos para el desgaste posterior.

Grietas y fracturas

Rendimiento: Si escucha un sonido de impacto violento procedente del mecanismo giratorio, o éste se atasca de repente, o incluso es completamente incapaz de girar, debe estar alerta para saber si hay una grieta o fractura.

Causa: El daño por fatiga es la causa principal de las grietas, la carga alterna a largo plazo, la estructura metálica se fatigará gradualmente. Además, las cargas de impacto repentinas, como los impactos violentos durante el trabajo, también pueden causar grietas o incluso fracturas. Los defectos del propio material y la concentración de tensiones en la estructura son también causas que no pueden ignorarse.

Fallo de la junta

Rendimiento: La manifestación más intuitiva del fallo de la junta es la fuga de grasa, y se verán manchas evidentes de aceite alrededor del rodamiento. Al mismo tiempo, si la junta está dañada, el polvo y la humedad se aprovecharán de ello.

Consecuencias: La pérdida de grasa conduce directamente a una lubricación insuficiente del rodamiento y a un desgaste acelerado. La intrusión de polvo y humedad no sólo agravará el desgaste, sino que también provocará la corrosión de las pistas de rodadura y los elementos rodantes y, finalmente, causará el fallo prematuro de los rodamientos.

Pernos sueltos/rotos

El perno de fijación es la clave para conectar el cojinete de giro con el bastidor superior e inferior. Su aflojamiento o rotura amenaza directamente la seguridad de funcionamiento del equipo.

Rendimiento: Cuando escuche un sonido anormal del mecanismo de giro, o sienta que toda la máquina tiene sacudidas obvias durante el giro, o incluso en casos extremos, el mecanismo de giro tiene el riesgo de separación, entonces revise los pernos de fijación inmediatamente.

Razón: Muchas veces, el aflojamiento de los pernos se debe a una fuerza de preapriete insuficiente durante la instalación. La vibración a largo plazo y el impacto del equipo también harán que los pernos se aflojen gradualmente. Además, la fatiga del material del propio tornillo también es una razón importante. La resistencia del tornillo disminuirá gradualmente después de una carga prolongada.

¿Cómo juzga preliminarmente el tipo de fallo?

• Escucha: Escuche atentamente el traqueteo al girar. El desgaste suele ser un chirrido continuo, mientras que las grietas o roturas suelen ser intermitentes.
• Mira: Observe si hay fugas de grasa alrededor del cojinete, si hay signos de aflojamiento de los pernos y si el cuerpo tiembla anormalmente al girar.
• Toca: en condiciones seguras, toque la pieza del rodamiento con la mano para sentir si hay vibraciones o calor anormales. Estas sensaciones intuitivas a menudo pueden proporcionar pistas importantes.

Estrategias eficaces de mantenimiento y reparación

Inspección diaria

Para las coronas giratorias, la inspección diaria es la primera línea de defensa.

• Comprobación de la lubricación: Añadir grasa regularmente. No espere a oír el traqueteo para pensar en la lubricación. Las pistas de rodadura y las superficies dentadas del interior de los rodamientos giratorios requieren una lubricación continua para reducir la fricción y el desgaste. Suelo recomendar un ciclo de lubricación estricto basado en la intensidad de uso del equipo y las condiciones ambientales.
• Inspección de los pernos: Compruebe y apriete regularmente los pernos para asegurar la fuerza de preapriete. El cojinete de giro y el bastidor principal están conectados por un gran número de pernos, y la precarga de estos pernos es muy importante. Si los tornillos están flojos, se produce una concentración de tensiones e incluso la rotura de los tornillos. Mi experiencia es que después del uso inicial y durante las inspecciones periódicas, es necesario comprobar y volver a apretar con una llave dinamométrica, que no puede ser ambigua.
• Inspección del sello: Busca fugas o daños. La junta es una barrera clave para evitar que contaminantes como el polvo y la humedad penetren en el interior del cojinete de giro. Si se detecta que la junta presenta signos de envejecimiento, grietas o fugas de grasa, debe sustituirse a tiempo. De lo contrario, la entrada de arena y agua en el rodamiento reducirá considerablemente su vida útil.
• Inspección del juego rotativo: Métodos profesionales para medir, juzgar el grado de desgaste. Se trata de una comprobación más profesional. A medida que aumenta el tiempo de uso, se produce desgaste entre la pista de rodadura y el cuerpo rodante, lo que provoca un aumento de la holgura de rotación. Mediante métodos de medición profesionales, se puede juzgar el grado de desgaste y sentar las bases para el ajuste o la sustitución. Es como hacer un examen físico del dispositivo para ver qué ocurre realmente en su interior.

Importancia y buenas prácticas de lubricación

Selección del tipo de grasa: seleccione la grasa EP adecuada en función de la temperatura ambiente, la carga, etc. Las grasas con excelentes prestaciones de extrema presión (EP) deben seleccionarse en entornos de alta temperatura, alta carga o frío extremo. Diferentes condiciones de trabajo tienen diferentes requisitos para la grasa. Si elige la incorrecta, será un irresponsable con el equipo.

Método y ciclo de llenado: hacer hincapié en el llenado uniforme para evitar la sobredosis en un solo punto. Cuando añada grasa, asegúrese de que el rodamiento giratorio gira lentamente para que la grasa pueda llenarse uniformemente en el interior de la pista de rodadura. Evite el llenado excesivo en un punto determinado, que no sólo es un desperdicio, sino que también puede causar daños a la junta. Al llenar, observe si hay extrusión de grasa fresca en el puerto de aceite residual para juzgar si el llenado está en su lugar.

Instalación y desmontaje

Elevación y colocación correctas. El peso del cojinete de giro no es ligero, por lo que debe utilizarse una eslinga especial al levantarlo para garantizar una fuerza uniforme y evitar deformaciones. Asegúrese de que se coloca suavemente para evitar golpes.

Inspección y tratamiento de la planitud de la superficie de instalación. Se trata de un eslabón que se pasa por alto con facilidad, pero que es vital. Si la superficie de montaje es irregular, provocará una fuerza desigual sobre el cojinete de giro y acelerará el desgaste. La planitud debe comprobarse con una galga de espesores y otras herramientas, y pulirse si es necesario.

Secuencia de apriete de los tornillos y requisitos de par de apriete. Los pernos deben apretarse en el orden diagonal, graduado y simétrico especificado por el fabricante, y el par de apriete debe controlarse estrictamente.

Haga hincapié en la importancia de contar con herramientas y personal profesionales. El montaje y desmontaje de los rodamientos giratorios debe ser realizado por técnicos profesionales formados que utilicen herramientas profesionales.

Cómo alargar la vida útil de las coronas giratorias

Además del mantenimiento diario y la correcta instalación, existen algunos consejos que pueden ayudarnos a prolongar la vida útil de la corona de orientación.

Evitar la sobrecarga y el impacto. Esto es obvio. La sobrecarga y el impacto repentino supondrán una enorme carga instantánea para el rodamiento giratorio, lo que puede causar fácilmente la indentación de la pista de rodadura y daños en el cuerpo rodante. Al operar, el operador debe tratar de evitar la rotación violenta, el frenado repentino y otros comportamientos.

Limpie regularmente los residuos de la corona dentada giratoria. Si se acumula suciedad, piedras y otros residuos en la corona dentada giratoria, no sólo aumentará el desgaste, sino que también puede provocar que el engranaje se atasque o se dañe. Después de la tarea diaria, tómese unos minutos para limpiar, puede ahorrarse muchos problemas.

Consideraciones especiales de mantenimiento en invierno y a altas temperaturas. En climas extremadamente fríos, la grasa se espesará y requerirá una atención especial al arrancar. En un entorno de altas temperaturas, el rendimiento de la grasa puede disminuir, por lo que será necesario inspeccionarla y rellenarla con más frecuencia. Estas son las experiencias que he resumido en mi trabajo práctico, y los distintos entornos requieren diferentes estrategias para hacerles frente.