Aplicaciones de los rodamientos de coronas giratorias

El rodamiento giratorio en el campo de la maquinaria pesada, esta cosa se puede decir para lograr baja velocidad, la rotación de alta resistencia de la "articulación". Ya se trate de un gigante como una grúa o una excavadora, o una turbina eólica, o incluso un sofisticado robot quirúrgico, es necesario proporcionar un fuerte apoyo para manejar la rotación de 360 grados, la inclinación y el posicionamiento.

Sin un desarrollo específico, quizá le resulte difícil imaginar lo amplio que es su campo de aplicación: desde las obras de construcción a la industria aeroespacial, pasando por los parques de atracciones cercanos a su casa, está en todas partes.

Basta con clasificar los principales sectores de aplicación:

• Construcción y minería: grúas, excavadoras, máquinas de escudo, apiladoras-reclamadoras.
• Energías renovables: generadores eólicos (yaw/pitch), turbinas mareomotrices.
• Robótica y automatización: brazos robóticos, manipuladores industriales, sistemas de posicionamiento automático.
• Aeroespacial y defensa: sistemas de radar, antenas parabólicas, lanzamisiles.
• Equipos médicos: Escáneres CT/MRI, robots quirúrgicos.
• Manipulación de materiales: sistema transportador, cargador de barcos.
• Maquinaria industrial: mesa giratoria, plato divisor, línea de envasado.
• Entretenimiento: escenario giratorio, noria.

¿Por qué?

Hay una lógica de ingeniería detrás de esto. La corona de orientación puede soportar una fuerza radial, una fuerza axial y un momento de vuelco extremadamente elevados al mismo tiempo; no persigue la alta velocidad, sino que se especializa en la rotación continua o la indexación precisa a baja velocidad; y muchos diseños integran directamente engranajes (con interfaz de transmisión) y sistema de sellado, lo que elimina la necesidad de un diseño complejo de la cadena de transmisión.

A continuación combino escenas concretas para hablar de cómo funcionan estos rodamientos en diversos ámbitos.

Construcción y minería

Es un componente clave que conecta el chasis estacionario y la superestructura giratoria.

• Grúas y excavadoras: Tanto si se trata de una grúa móvil que eleva vigas de acero, como de excavadoras que cavan zanjas, los rodamientos giratorios tienen que soportar una enorme carga axial y momento de vuelco. Debe garantizar que la estructura del carro pueda girar libremente, pero también tan estable como una montaña.
• Tuneladora (TBM): La tuneladora es conocida por quienes se dedican a las infraestructuras subterráneas. La enorme cabeza de corte tiene que propulsarse en roca y tierra, todo ello apoyado en fuertes cojinetes para girar. El entorno es extremadamente duro. Una vez que el rodamiento yace en el nido, todo el proyecto tendrá que detenerse.
• Equipos pesados de movimiento de tierras: equipos como apiladoras-reclamadoras, zanjadoras y martinetes tendrán una enorme fuerza de reacción cuando operen herramientas pesadas. La función del rodamiento giratorio es garantizar la estabilidad y la seguridad.

Energías renovables: Energía eólica y mareomotriz

A medida que crece la demanda de energías limpias, la aplicación de rodamientos de giro en este campo se vuelve crítica. Los requisitos de fiabilidad de esta pieza son incluso superiores a los de la maquinaria minera; después de todo, es una pesadilla cambiar los rodamientos en el mar o a 100 metros de altura.

• Aerogenerador: En un aerogenerador suele haber dos posiciones clave para su uso. Uno es el rodamiento de guiñada , que se encarga de girar la góndola hacia la dirección del viento para maximizar la eficacia de captación del viento. El otro es el rodamiento de paso, que se encarga de ajustar el ángulo de las palas, controlar la velocidad y proteger el equipo durante el giro en vientos fuertes.
• Turbinas mareomotrices: El principio es similar al de la energía eólica, pero el empuje generado por las corrientes submarinas es mayor, lo que supone un reto muy elevado para la capacidad de los rodamientos y el rendimiento anticorrosión del sellado.

Robótica y automatización Precisión

• Robots y manipuladores: Los robots de las cadenas de montaje industriales requieren rodamientos "sin juego" y muy rígidos. Tanto si se trata de soldar como de pulverizar, el posicionamiento debe ser preciso, no puede haber sacudidas.
• Sistema de posicionamiento automático: En las fábricas automatizadas, la rotación precisa de la mesa de posicionamiento está directamente relacionada con la conexión del proceso de fabricación. En este caso, los rodamientos giratorios permiten una integración perfecta de procesos de fabricación complejos.

Sistemas aeroespaciales y de defensa

En este ámbito, la fiabilidad es el indicador primordial. Estos rodamientos giratorios suelen funcionar en entornos sometidos a grandes esfuerzos e incluso extremos.

• Sistemas de radar y satélite: Para seguir objetos en movimiento a gran velocidad o mantener la comunicación con satélites, las antenas de radar terrestres requieren una rotación extremadamente suave y sin vibraciones, así como una precisión de apuntamiento extremadamente alta.
• Equipos de defensa: Los sistemas de puntería óptica, como los lanzamisiles y las naves espaciales, dependen de estos componentes para una indexación rápida y precisa que garantice dónde acertar en los momentos críticos.

Tecnología de equipos médicos

Aunque mucha gente no lo piense, la industria médica también es una gran corona giratoria. El principal atractivo en este caso es la suavidad y el silencio.

• Escáneres de TC y RM: El pórtico de la máquina de TC gira alrededor del paciente a gran velocidad. Los rodamientos giratorios no sólo deben ser estables, sino también silenciosos. Si la vibración es demasiado grande, la imagen se verá borrosa; si el ruido es demasiado grande, la experiencia del paciente será mala.
• Robótica quirúrgica: Se trata de una aplicación de gama alta. El soporte giratorio compacto y preciso permite al brazo robótico simular la destreza de la mano humana, que es la clave de la cirugía mínimamente invasiva.

Manipulación de materiales y maquinaria industrial

La eficacia de la logística y la fabricación depende en gran medida de la capacidad de movimiento continuo que proporciona la corona giratoria.

• Manipulación de materiales: El gran cargador de barcos y el sistema transportador del puerto utilizan estos rodamientos para hacer girar el vertedero y la pluma y poder manipular con eficacia materiales a granel como carbón y grano.
• Procesamiento industrial: la línea de llenado y la etiquetadora de la fábrica utilizan el plato divisor giratorio para introducir los productos en la estación uno a uno. Lo mismo ocurre con las máquinas herramienta, que recurren a mesas giratorias para procesar piezas complejas desde múltiples ángulos.

Aplicaciones en la industria del entretenimiento

En la industria del entretenimiento, en realidad hay dos palabras: seguridad.

• Atracciones: Desde norias gigantes a tazas de té giratorias, los rodamientos giratorios soportan el peso de toda la estructura y de los visitantes. El margen de diseño aquí suele ser grande y debe ser infalible.
• Escenario giratorio: en el teatro y los conciertos, la conmutación de grandes decorados depende totalmente de la corona giratoria situada debajo. Debe girar en pocos segundos, ser silenciosa y no interferir en el espectáculo.

¿Por qué la corona giratoria preferida del sector?

Al observar los círculos, se dará cuenta de que, aunque los escenarios de aplicación son muy diferentes, las razones por las que los ingenieros eligen los rodamientos giratorios son en realidad muy uniformes:

• Maneja cargas complejas: Está especialmente diseñado para soportar grandes fuerzas radiales, pesos axiales y momentos de vuelco al mismo tiempo. Es difícil que los rodamientos ordinarios puedan hacer esto en una sola estructura.
• Especialmente optimizado para baja velocidad: muchas aplicaciones requieren una rotación lenta y controlable o una indexación precisa, en lugar de la alta velocidad de miles de revoluciones del motor, y el rodamiento giratorio acaba de llenar este nicho.
• Alta integración: Muchos diseños vienen con dentado interno o externo, y el piñón se acciona directamente. Junto con el sistema integrado de sellado y lubricación, el mantenimiento es relativamente sencillo.
• El diseño es variado: desde bolas a rodillos e incluso materiales poliméricos, puede adaptarse a una gran variedad de entornos, desde salas blancas a minas fangosas.

En general, se trata de un componente de precisión que nace para resolver "grandes cargas y movimientos complejos".

Autor: Robert Stone

"Soy ingeniero mecánico especializado en soluciones de movimiento rotativo. Con más de una década de experiencia en el diseño de maquinaria pesada, proporciono conocimientos técnicos en profundidad sobre aplicaciones de la corona de orientaciónayudando a las industrias a seleccionar los componentes adecuados para cargas pesadas y movimientos de precisión".