Comprensión de los pedestales de cojinetes
Definición: ¿Qué es un pedestal de cojinete?
A pedestal de cojinete (también llamado soporte de rodamiento, soporte de rodamiento o soporte de cojinete) es el elemento estructural que soporta y posiciona un rodamiento, elevándolo a la altura correcta y proporcionando un punto de montaje rígido y estable. El pedestal conecta la carcasa del rodamiento a la placa base o cimentación de la máquina, transfiriendo las cargas estáticas del peso del rotor y las cargas dinámicas del... vibración y desequilibrar fuerzas a la fundación.
Los pedestales de cojinetes son componentes críticos en el sistema de cojinetes de rotor porque su rigidez e integridad estructural afectan directamente la alineación de los rodamientos, velocidades críticas, transmisión de vibraciones y confiabilidad general de la máquina. Los pedestales débiles, sueltos o dañados son una fuente común de problemas de vibración y alineación en la maquinaria.
Construcción típica
Componentes
- Columna de soporte vertical: Miembro estructural principal que proporciona elevación
- Montaje de la carcasa del cojinete: Superficie superior o plataforma donde se atornillan los pernos de la carcasa del cojinete
- Superficie de montaje de la base: Superficie inferior atornillada a la placa base o cimentación
- Costillas de refuerzo o refuerzos: Refuerzo estructural para aumentar la rigidez
- Orificios para pernos: Para asegurar la carcasa del cojinete (superior) y el pedestal a la base (inferior)
- Características de ajuste: Calzas, tornillos de gato o ranuras de ajuste para alineación
Materiales
- Hierro fundido: Más común, buena amortiguación, económico.
- Acero (fabricado o fundido): Mayor resistencia para cargas pesadas
- Hierro dúctil: Mejor resistencia al impacto que el hierro gris
- Hormigón (Grandes Equipos): Pedestales masivos para turbinas grandes
Importancia de la rigidez del pedestal
Efecto sobre la dinámica del sistema
La rigidez del pedestal es parte de la rigidez total del sistema:
- Los pedestales blandos reducen la rigidez general del sistema
- Una menor rigidez reduce frecuencias naturales y velocidades críticas
- Puede mover velocidades críticas al rango operativo
- Afecta la respuesta de amplitud de vibración al desequilibrio.
Valores típicos de rigidez
- Pedestal rígido: > 100.000 N/mm, deflexión mínima bajo carga
- Pedestal moderado: 10.000-100.000 N/mm, maquinaria industrial típica
- Pedestal flexible: < 10.000 N/mm, puede dominar la flexibilidad del sistema
- Objetivo del diseño: La rigidez del pedestal debe ser de 3 a 10 veces la rigidez del cojinete para minimizar su efecto.
Problemas comunes
1. Flojedad del pedestal
Los pernos de anclaje flojos o los pedestales agrietados generan vibraciones severas:
- Síntomas: Alta vibración con múltiples armonía (1×, 2×, 3×)
- Comportamiento errático: La vibración cambia de forma impredecible
- Respuesta no lineal: Vibración no proporcional a la velocidad
- Detección: Prueba de golpeteo, inspección visual, excesivo fase variación
- Corrección: Apretar pernos de anclaje, reparar grietas, reforzar la estructura.
2. Rigidez insuficiente
- Síntomas: Resonancia a baja frecuencia, deflexión excesiva bajo carga
- Causas: Diseño inadecuado, corrosión/desgaste, grietas
- Efectos: Velocidades críticas demasiado bajas, alta vibración, dificultades de alineación.
- Soluciones: Reforzar el pedestal, agregar refuerzos y reemplazarlo con un diseño más rígido.
3. Pedestales agrietados
- Causas: Fatiga por vibración, sobrecarga, corrosión y mal diseño.
- Síntomas: Aumento de la vibración, cambio de fase, grietas visibles.
- Detección: Penetrantes de colorante, partículas magnéticas y pruebas ultrasónicas
- Riesgo: Puede provocar un colapso repentino y una falla catastrófica.
- Acción: Se requiere reparación o reemplazo inmediato
4. Corrosión y deterioro
- Óxido, corrosión y desconchado del hormigón que reducen la resistencia.
- Asentamiento o degradación de cimientos
- El agujero del perno se revuelca por el movimiento
- Reducción gradual de la rigidez a lo largo de los años
Consideraciones de alineación
Pedestal como referencia de alineación
- Posición de apoyo determinada por la ubicación del pedestal
- La mala posición del pedestal crea un eje desalineación
- Alineación vertical: la altura del pedestal es crítica
- Alineación horizontal: posición lateral del pedestal
Pie blando en el pedestal
- Pie cojo ocurre cuando el pie del pedestal no se asienta plano sobre la base
- Crea distorsión cuando se aprietan los tornillos.
- Induce desalineación de los rodamientos
- Debe corregirse antes de la alineación de precisión
Métodos de ajuste
- Calzas: Láminas metálicas finas para ajuste de altura
- Pernos de gato: Ajustadores roscados para un posicionamiento de precisión
- Agujeros ranurados: Permitir el ajuste de la posición lateral
- Pasadores de espiga: Mantener la posición después de completar la alineación
Consideraciones de diseño
Diseño estructural
- Sección transversal adecuada para resistir la flexión y la deflexión.
- Refuerzos o nervaduras para aumentar la rigidez sin peso excesivo
- Tamaño y espaciado adecuados de los orificios para pernos
- Evite las concentraciones de tensión (esquinas agudas, transiciones abruptas)
Selección de materiales
- El hierro fundido proporciona una buena amortiguación y economía para la mayoría de las aplicaciones.
- Fabricaciones de acero para cargas pesadas o diseños personalizados
- Resistencia a la corrosión para entornos hostiles
- Considere la adaptación de la expansión térmica a la placa base
Interfaz de montaje
- Superficies de montaje planas y paralelas en la parte superior e inferior
- Tamaño y cantidad de pernos adecuados para las cargas
- Acceso para instalación, alineación y mantenimiento.
- Disposiciones para alineación de precisión (calzas, ranuras de ajuste)
Inspección y mantenimiento
Inspecciones periódicas
- Visual: Compruebe si hay grietas, corrosión y daños.
- Par de apriete del perno: Verifique que los pernos de anclaje estén correctamente apretados
- Base: Verificar deterioro del hormigón, lavado de lechada
- Alineación: Verifique que las posiciones de los rodamientos no se hayan desplazado
Diagnóstico de vibraciones
- Compare la vibración en la carcasa del cojinete con la vibración en la base del pedestal
- Una alta transmisibilidad indica un pedestal rígido (bueno)
- Las diferencias de fase entre ubicaciones pueden indicar resonancias del pedestal
- La prueba de grifo puede identificar pedestales sueltos o agrietados
Los pedestales de rodamientos, aunque a menudo se pasan por alto, son elementos estructurales esenciales cuyo estado y características afectan significativamente el rendimiento de la maquinaria rotativa. El diseño, la instalación y el mantenimiento adecuados de los pedestales garantizan un soporte estable de los rodamientos, una alineación precisa y un funcionamiento fiable y sin vibraciones de los equipos rotativos.