Rodamientos de turbocompresor

Los cojinetes del turbocompresor soportan el eje giratorio dentro del turbocompresor, donde la alta velocidad de rotación, la temperatura elevada, la estabilidad de la película de aceite y las estrictas tolerancias dimensionales afectan directamente el rendimiento del rotor. A diferencia de los rodamientos utilizados en maquinaria convencional, las aplicaciones de turbocompresores requieren un control cuidadoso del juego radial, la geometría del rodamiento, el acabado de la superficie, el diseño de la jaula, la selección de materiales y las condiciones de lubricación.

BMT desarrolla y fabrica soluciones de rodamientos de precisión para equipos giratorios de alta velocidad, incluidos diseños de rodamientos personalizados y no estándar. Desde 2004, DEMY (D&M) Bearings Co., Ltd. ha acumulado experiencia en la fabricación de rodamientos y en el desarrollo de rodamientos no estándar, respaldados por procesos automatizados de rectificado, ensamblaje e inspección. Para aplicaciones de turbocompresor, la selección de rodamientos se puede adaptar a las dimensiones del eje, la velocidad de funcionamiento, la temperatura, el sistema de lubricación y el modelo de turbocompresor específico.

Consideraciones clave de diseño

Rotación de alta velocidad

Los rotores del turbocompresor pueden funcionar a velocidades de rotación muy altas, lo que crea requisitos estrictos en cuanto a la geometría de los rodamientos, la precisión dimensional, el acabado de la superficie y la lubricación. La gama BMT incluye modelos con velocidades limitadas de 80.000 a 180.000 r/min, según la especificación y la aplicación del rodamiento.

A estas velocidades, incluso pequeñas desviaciones en la redondez, el espacio libre o la concentricidad pueden influir en la vibración, la fricción y el rendimiento del servicio. Por lo tanto, la selección de rodamientos debe basarse en el rotor completo y el sistema de lubricación y no solo en la velocidad.

Resistencia Térmica

El entorno del rodamiento se ve afectado por el calor transferido desde el lado de la turbina, los gases de escape calientes, la temperatura del eje y las condiciones de lubricación. Los modelos BMT enumerados tienen una clasificación de temperatura limitada de hasta 600 °C, sujeto a la configuración específica del rodamiento y las condiciones de operación.

La capacidad de temperatura depende no sólo del material del rodamiento sino también de la construcción de la jaula, el lubricante, las condiciones de enfriamiento, la carga, la velocidad y la temperatura real en la posición del rodamiento.

Selección de jaulas y materiales.

Diferentes condiciones operativas requieren diferentes configuraciones de jaula. Los modelos enumerados se pueden suministrar con configuraciones de PEEK, jaula de latón o jaula metálica.

Se pueden considerar jaulas de PEEK cuando se requiere masa baja, estabilidad dimensional y resistencia a entornos operativos exigentes. Las configuraciones de jaulas de latón y otros metales brindan soluciones alternativas para aplicaciones donde la resistencia mecánica, la resistencia a la temperatura o las condiciones de lubricación específicas son más importantes.

Se debe seleccionar la jaula adecuada junto con la velocidad del rodamiento, la temperatura, el lubricante, la carga y las condiciones de instalación.

Modelos y aplicaciones disponibles

Los siguientes modelos están diseñados para aplicaciones específicas de turbocompresores GT y GTX. Las dimensiones y los límites de funcionamiento deben confirmarse con el conjunto del turbocompresor real antes de la selección.

Nota: Los valores de velocidad y temperatura enumerados son clasificaciones limitadas para los modelos correspondientes, no límites operativos universales para todos los turbocompresores. Las condiciones de servicio reales deben evaluarse según el diseño del rodamiento, la lubricación, la carga, la velocidad del eje, la disposición de enfriamiento y la configuración del turbocompresor.

Cómo seleccionar el rodamiento correcto

Para el reemplazo de un turbocompresor o un nuevo desarrollo, la compatibilidad dimensional es solo el primer paso. Los ingenieros y equipos de compras deben confirmar los siguientes parámetros antes de realizar un pedido:

Por ejemplo, HP5.218G34.2 tiene un diámetro interior de 6 mm, un diámetro exterior de 18 mm y una altura de 34,2 mm, con una velocidad limitada indicada de 180 000 r/min. Está especificado para aplicaciones GT17, GT20 y GT25. No se debe sustituir por un modelo diferente sólo porque sus dimensiones parezcan similares; También es necesario verificar la posición del rotor, la holgura, la lubricación y las condiciones de funcionamiento.

Manufactura y Control de Calidad

El sistema de fabricación de rodamientos de BMT cubre el manejo de materiales, rectificado de precisión, ensamblaje, medición e inspección final. La empresa opera aproximadamente 100 conjuntos de equipos de producción y molienda automatizados, junto con líneas de montaje automatizadas e instrumentos de prueba y medición de precisión.

Con una capacidad de producción anual que alcanza aproximadamente 100 millones de juegos de rodamientos, BMT puede soportar tanto la producción estándar como los requisitos basados ​​en proyectos. Los controles de fabricación se aplican desde los materiales entrantes hasta la inspección de los rodamientos terminados para mantener la coherencia dimensional entre los lotes de producción.

Desarrollo de rodamientos OEM y no estándar

Los fabricantes, remanufacturadores y distribuidores de turbocompresores pueden requerir rodamientos con dimensiones no estándar, materiales de jaula específicos, holguras personalizadas o configuraciones específicas de la aplicación.

BMT tiene experiencia en el desarrollo de rodamientos no estándar, que se remonta a sus primeras actividades de fabricación de rodamientos. La empresa puede evaluar dibujos, muestras, requisitos de aplicación y especificaciones técnicas para proyectos de rodamientos personalizados.

Para un proyecto OEM o de reemplazo, los clientes pueden proporcionar:

1. Modelo de rodamiento existente o número de pieza

2. ID, OD y altura

3. Modelo de turbocompresor

4. Dimensiones del eje

5. Velocidad máxima de funcionamiento

6. Temperatura de funcionamiento en la posición del rodamiento

7. Método de lubricación

8. Material de jaula requerido

9. Cantidad requerida y demanda anual

10. Dibujo o muestra, si está disponible

Esta información ayuda a los ingenieros a determinar si un modelo existente es adecuado o si se requiere un diseño personalizado.

Aplicaciones típicas

Estas configuraciones de rodamientos de alta velocidad se pueden utilizar en conjuntos de turbocompresores asociados con aplicaciones de las series GT y GTX, que incluyen:

· Turbocompresores para vehículos de pasajeros

· Turbocompresores para vehículos comerciales

· Reparación y remanufacturación de turbocompresores para automóviles

· Sistemas de turbocompresor de alto rendimiento

· Componentes de repuesto del turbocompresor

· Conjuntos giratorios de alta velocidad

El modelo específico siempre debe adaptarse al diseño del turbocompresor correspondiente, en lugar de seleccionarse únicamente por el tipo de vehículo o las dimensiones nominales.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia a estos rodamientos de los rodamientos convencionales?

Los cojinetes del turbocompresor funcionan a velocidades de rotación más altas y condiciones térmicas y de lubricación más exigentes. Por lo tanto, su diseño requiere una consideración más estricta del espacio libre, el acabado de la superficie, la construcción de la jaula, la lubricación y la precisión dimensional.

¿Cuál es la velocidad máxima de los modelos disponibles?

Entre los modelos enumerados, HP5.218G34.2 tiene la velocidad limitada más alta a 180.000 r/min. Otros modelos tienen capacidades nominales de 150.000, 120.000, 100.000 u 80.000 r/min según sus especificaciones individuales.

¿Todos los modelos están clasificados para 600°C?

Las especificaciones suministradas enumeran una temperatura limitada de 600 °C para los seis modelos. Sin embargo, esto no debe interpretarse como una temperatura de funcionamiento universal del rodamiento. La temperatura real permitida depende de la posición del rodamiento, el material de la jaula, el lubricante, la velocidad, la carga y las condiciones de enfriamiento.

¿Se pueden utilizar jaulas de PEEK para aplicaciones de turbocompresores de alta velocidad?

Sí, las configuraciones de jaula de PEEK se pueden utilizar para aplicaciones seleccionadas de alta velocidad. Sin embargo, la selección de la jaula debe considerar la velocidad, la temperatura, la lubricación, la carga mecánica y el diseño específico del rodamiento.

¿Puede BMT fabricar cojinetes de turbocompresor no estándar?

Sí. BMT tiene experiencia en el desarrollo de rodamientos no estándar y puede evaluar dimensiones personalizadas, materiales de jaula, espacios libres y requisitos de aplicación basados ​​en dibujos, muestras o especificaciones técnicas del cliente.

¿Cómo debo elegir entre HP60G01 y HP0822G07?

Ambos modelos tienen un diámetro interior de 8 mm, un diámetro exterior de 22 mm, una velocidad limitada de 150 000 r/min y están especificados para aplicaciones GT25R, GT28R, GT30R y GT35R. Su diferencia dimensional clave es la altura: HP60G01 mide 53,73 mm, mientras que HP0822G07 mide 41,95 mm. Por lo tanto, la elección correcta debe confirmarse teniendo en cuenta las dimensiones de montaje y de instalación del turbocompresor.

¿La holgura del cojinete afecta el rendimiento del turbocompresor?

Sí. La holgura afecta la formación de película de aceite, la generación de calor, el movimiento del eje y la estabilidad del rotor. Un juego excesivo o insuficiente puede causar problemas, por lo que el valor apropiado debe determinarse a partir del eje, la carcasa, la temperatura, la velocidad y las condiciones de lubricación.

¿Puedo pedir muestras antes de la producción en masa?

Se pueden organizar evaluaciones de muestras para proyectos adecuados. Proporcionar los requisitos existentes de rodamientos, dibujos, modelos de turbocompresor o dimensiones permite a BMT confirmar las especificaciones adecuadas antes de una producción de mayor volumen.