- Comprensión de los rodamientos de rodillos cilíndricos de cuatro hileras para laminadores
Los tipos principales son FC (anillo interior simple), FCD (anillo interior doble) y FCDP (anillo interior doble con anillos de retención planos). Operan en condiciones severas que implican cargas pesadas, alta presión unitaria y una considerable generación de calor. Por lo tanto, su vida útil es relativamente corta y su comportamiento difiere significativamente del de los rodamientos de uso general.
En la práctica, los cojinetes de cuello de rodillo requieren una lubricación y refrigeración eficaces, y su circunferencia debe ser lo más pequeña posible. Las condiciones de funcionamiento y la selección de cojinetes difieren sustancialmente entre las distintas posiciones de los rodillos, como los rodillos de apoyo y los rodillos de trabajo. Las condiciones clave incluyen:
Velocidad: deben tenerse en cuenta tanto la velocidad máxima como la capacidad de formar una película de aceite a baja velocidad;
Carga pesada: la carga puede distribuirse de forma desigual entre las filas de rodillos, dejando algunas filas sin cargar;
Excentricidad del anillo interior y exterior: esto modifica la holgura y, en consecuencia, afecta a la precisión de la tira y la placa;
Fuerza axial: estos cojinetes no soportan carga axial y deben utilizarse con un cojinete de empuje independiente;
Alta temperatura: es posible que se produzca un fallo en la lubricación, lo que requiere especial atención.
Los materiales de los cojinetes deben ofrecer una alta capacidad de carga, un bajo coeficiente de fricción, resistencia al impacto y buena tolerancia a las partículas extrañas. Los cojinetes de gran tamaño imponen requisitos especiales de materiales y procesos. La capacidad de producción nacional aún presenta limitaciones en la fabricación de cojinetes de alta gama de gran tamaño, y los cojinetes para algunos equipos críticos siguen dependiendo de las importaciones.
Desde el punto de vista del diseño del sistema de rodillos, una disposición de rodamientos adecuada es esencial para el rendimiento del laminador y el funcionamiento fiable de los rodamientos. A medida que los laminadores de tiras de aluminio avanzan hacia una mayor velocidad, carga, precisión y fiabilidad, la combinación de rodamientos de rodillos cilíndricos de cuatro hileras y rodamientos axiales es cada vez más común. Sus ventajas incluyen:
Capacidad máxima de carga radial para una sección transversal determinada;
Los cojinetes independientes soportan las cargas radiales y axiales, lo que permite mayores velocidades de rodadura;
Control más preciso de la holgura axial, lo que mejora la exactitud del producto;
Alta precisión y fiabilidad de los rodamientos;
Anillos interiores y exteriores separables para facilitar el montaje y desmontaje del rollo;
Un ajuste a presión entre el anillo interior y el cuello del rodillo evita la deformación del anillo y los daños por sobrecalentamiento;
Inspección y mantenimiento sencillos con un bajo coste operativo total.
Según la norma JB/T 5389.1-2005, los componentes de los cojinetes de los laminadores se fabrican con acero carburizante G20Cr2Ni4(A) o acero para cojinetes de cromo con alto contenido de carbono GCr15(SiMn) y deben cumplir con los requisitos de tratamiento térmico aplicables. Debido a las características de funcionamiento de los laminadores, estos cojinetes generalmente no tienen una vida útil fija. En los laminadores de banda de alta precisión, el diámetro exterior del anillo interior suele suministrarse con un margen de rectificado. Tras su instalación en el rodillo, se rectifica junto con el cuerpo del rodillo hasta alcanzar el tamaño requerido, garantizando la holgura radial y la concentricidad.
- Uso correcto de los rodamientos de rodillos cilíndricos de cuatro hileras
Las deficiencias en el uso y la gestión acortan la vida útil de los rodamientos, reducen la estabilidad de la producción y comprometen la precisión del producto. Si bien los rodamientos de los molinos no tienen una vida útil fija, los operarios deben prolongar su tiempo de funcionamiento efectivo para reducir los costos de producción. Además del desgaste por fatiga, los daños comunes incluyen el desgaste, las quemaduras y la falla de la grasa, lo que provoca una rotación irregular, un rápido aumento de la temperatura, vibraciones y ruidos anormales o el agarrotamiento.
2.1 Análisis de modos y causas de fallas
(1) Desprendimiento por fatiga de contacto
Las laminadoras de tiras de aluminio suelen funcionar de forma reversible, lo que somete a los cojinetes a cargas pesadas, impactos severos y tensiones alternas. Es frecuente que se produzca descamación por fatiga en las superficies de los rodillos.
(2) Usar
Dentro del rodamiento se produce fricción tanto por rodadura como por deslizamiento. Una lubricación deficiente acelera el desgaste, aumenta la holgura y reduce la precisión. Un desgaste leve puede permitir el funcionamiento continuo, pero el rodamiento debe reemplazarse una vez que la precisión de la banda se vea afectada.
(3) Daños por quemaduras
Un rápido aumento del calor por fricción provoca fallos en el lubricante, cambios microestructurales en la superficie, adherencia y posible agarrotamiento. Las principales medidas preventivas incluyen un mejor diseño de los cojinetes, jaulas autolubricantes y una mayor refrigeración y lubricación.
(4) Fallo de la grasa
La grasa se degrada gradualmente por cizallamiento, oxidación, contaminación y fugas, lo que provoca temperaturas de fricción más elevadas y daños por quemaduras en la superficie.
Los principales factores que afectan la vida útil de los rodamientos incluyen:
Carga dinámica: las cargas de impacto son una causa importante de fallas anormales. El funcionamiento estandarizado es esencial para evitar adoquines, doble rodadura y otras condiciones anormales;
Material del cojinete: la composición y el tratamiento térmico afectan significativamente a la vida útil y deben optimizarse conjuntamente con el fabricante para las condiciones de funcionamiento reales;
Instalación y sellado: una buena concentricidad, un sellado eficaz y una holgura adecuada son fundamentales para una larga vida útil;
Relaciones coincidentes: preservar el emparejamiento asignado entre cada cojinete, rodillo y calzo; evitar el rectificado arbitrario de los anillos interiores y mantener una distribución uniforme de la carga;
Lubricación: seleccione el lubricante y el método de suministro adecuados, evite tanto el suministro excesivo como el insuficiente y prevenga la contaminación.
2.2 Prácticas clave para un uso correcto
2.2.1 Establecer una comprensión adecuada
Los cojinetes de los laminadores soportan cargas de dos a cinco veces superiores a las de los cojinetes convencionales, en un amplio rango de velocidades, en entornos exigentes, con cambios frecuentes de rodillos y requisitos de precisión estrictos. Su baja fricción, dimensiones radiales compactas, alta precisión y fácil montaje los hacen idóneos para los rodillos de trabajo y de apoyo en laminadores de cuatro rodillos. Un cojinete de empuje independiente debe soportar la carga axial.
2.2.2 Establecer la holgura científicamente y aplicar el control de coincidencia
La holgura radial puede diseñarse mediante un sistema de eje base o de orificio base. La norma JB/T 5389.1-2005 recomienda el sistema de orificio base, ya que facilita la producción en serie y el control de calidad. La holgura afecta directamente a la distribución de la carga interna y a la carga máxima de los elementos rodantes, y debe tener en cuenta los ajustes, el aumento de temperatura, la deformación y otros factores. Las holguras de los cojinetes radiales y axiales también deben coordinarse para evitar interferencias.
Durante los cambios de rodillos, gire los anillos exteriores de los cojinetes 90° a intervalos regulares para igualar el desgaste y prolongar su vida útil. Mantenga un registro del mantenimiento de los cojinetes y conserve la configuración asignada con el rodillo y el calzo. Limpie e inspeccione los cojinetes periódicamente, evalúe su reemplazo según los límites de holgura y, preferiblemente, utilice juegos completos originales compatibles.
2.2.3 Estandarizar el montaje
Muchas plantas aún utilizan grúas puente para instalar y retirar calzos, lo que dificulta la alineación, reduce la eficiencia y aumenta el riesgo de dañar los cuellos de los rodillos y los cojinetes. El uso de equipos de ensamblaje especializados es cada vez más frecuente en la industria siderúrgica y debería ser adoptado gradualmente por las plantas procesadoras de cobre. Si bien la inversión inicial es mayor, permite un trabajo más seguro, rápido y preciso, con importantes beneficios a largo plazo.
2.2.4 Estandarizar la gestión de la lubricación
La lubricación separa las superficies metálicas con una película de aceite y reduce el desgaste. Los problemas comunes incluyen sellos dañados que permiten que la grasa se mezcle con la emulsión de rodadura, la entrada de emulsión que destruye la lubricación y la contaminación por agua que causa corrosión y fragilización por hidrógeno. Los métodos principales son la lubricación con grasa y la lubricación con aceite, incluyendo sistemas de niebla de aceite y aceite-aire.
Lubricación con grasa: adecuada para molinos pequeños y sencillos. Utilice grasa resistente al agua, como la de litio. Seleccione la penetración y la cantidad de llenado según la velocidad, la temperatura y el entorno, generalmente llenando entre un tercio y la mitad del espacio disponible. Repóngala y reemplácela periódicamente, y nunca mezcle diferentes grados.
Lubricación por niebla de aceite: el aire comprimido atomiza el aceite y lo transporta al punto de lubricación. Entre sus ventajas se incluyen una lubricación uniforme, una refrigeración eficaz, un bajo consumo de aceite y cierto efecto de sellado. Sus desventajas incluyen la necesidad de tratar los gases de escape contaminados con aceite, la dependencia del aire comprimido, su idoneidad únicamente para aceites de baja viscosidad y su uso relativamente bajo.
Lubricación por aire y aceite: las gotas de aceite se transportan mediante aire comprimido sin atomización. Adecuado para entornos de alta velocidad, alta temperatura, carga pesada y contaminados, funciona con aceites de diversas viscosidades. El flujo de aceite y aire es ajustable, el impacto ambiental es bajo y la presión interna positiva resiste la contaminación, aunque el costo de inversión es mayor.
2.2.5 Reforzar la gestión de la instalación del sistema de rollos
Las condiciones de funcionamiento del molino y la calidad del montaje del sistema de rodillos afectan directamente a la vida útil de los rodamientos. Los siguientes puntos requieren atención:
Inspeccione y ajuste periódicamente el paralelismo de los ejes de balanceo; asigne calzos a posiciones específicas y evite intercambiarlos;
Sustituya rápidamente los componentes de la transmisión desgastados para reducir las fuerzas axiales adicionales causadas por una holgura excesiva;
Utilice calzos con capacidad de autoalineación para evitar la carga en los bordes;
Inspeccione las dimensiones, las tolerancias geométricas y los ajustes de las ventanas de la vivienda, los calzos y los componentes relacionados;
Controlar la deflexión de los rodillos para evitar la sobrecarga y la carga desigual entre las filas de rodillos;
Estandarizar el montaje del cojinete al calzo:
Instalación del anillo interior: utilice calentamiento por inducción o baño de aceite a no más de 120 °C; nunca utilice calentamiento con llama. Sujete el anillo firmemente en su posición hasta que se enfríe;
Instalación del anillo exterior: golpee suavemente para colocarlo en su posición, observe las marcas en la cara frontal, conserve la secuencia original y registre la zona cargada;
Montaje de las juntas: seleccione las juntas adecuadas, como las juntas con carcasa de FKM, instale los labios de sellado en la dirección correcta e impida la entrada de refrigerante y contaminantes.
La gestión sistemática, las operaciones estandarizadas y la mejora continua pueden aumentar significativamente la vida útil y la fiabilidad de los rodamientos de rodillos cilíndricos de cuatro hileras, además de proporcionar un soporte fiable para la producción de tiras de cobre de alta calidad.