ES2297541T3 - Disposicion de cojinete. - Google Patents
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Abstract
Una disposición de cojinete (1) que tiene al menos un anillo de cojinete (2, 3) y al menos una parte de máquina (4, 5) con la que está conectado el anillo de cojinete (2, 3), en la que la disposición de cojinete (1) está equipada con un dispositivo (6) para detectar el movimiento relativo entre al menos uno de los anillos de cojinete (2, 3) y una de las partes de máquina (4, 5), caracterizada porque el dispositivo (6) está situado dentro de o en la parte de máquina (4, 5) y tiene un elemento de contacto (7) que está en contacto con el anillo de cojinete (2, 3), en la que el elemento sensor (8) está dispuesto dentro de o en el dispositivo (6) para detectar el movimiento relativo (a) entre el dispositivo (6) y el elemento de contacto (7).
Description
Disposición de cojinete.
\global\parskip0.920000\baselineskip
La invención se refiere a una disposición de
cojinete que tiene al menos un anillo de cojinete y al menos una
parte de máquina con la que el anillo de cojinete está conectada, en
donde la disposición de cojinete está equipada con un dispositivo
para detectar el movimiento relativo entre al menos uno de los
anillos de cojinete y una de las partes de máquina.
Una disposición de cojinete de este tipo se
expone en el documento US 2004/0074315 A1. Este documento sugiere
un método para determinar los parámetros de cojinete como la carga
radial o ajuste de interferencia de un cojinete. El cojinete tiene
un anillo interno y externo que están asegurados mediante un ajuste
de interferencia con las partes de máquina que se apoyan en ellos.
Puede ocurrir la rotación angular de los anillos de cojinete con
relación a las partes de máquina (deslizamiento) en respuesta a la
carga radial. Las medidas de la velocidad angular del anillo de
cojinete y de los componentes de montaje son comparadas para
determinar la velocidad de deslizamiento entre el anillo y el
componente de montaje.
La velocidad de deslizamiento observada y las
medidas de velocidad angular son utilizadas o bien con los datos
de carga radial o bien con los datos de ajuste de interferencia para
el cojinete para extrapolar un ajuste en curva para o bien el
ajuste de interferencia o bien la carga radial experimentadas por el
cojinete. Para determinar el deslizamiento están dispuestos dos
sensores de efecto Hall en el lado de cara del anillo de cojinete y
la parte de máquina respectivamente. Mediante la comparación de los
impulsos detectados en ambos sensores de efecto Hall por ordenador,
se puede generar una información con respecto al deslizamiento
ocurrido en el anillo de cojinete con relación a la parte de
máquina que se apoya.
La disposición propuesta conocida previamente
permite la detección del deslizamiento en una disposición de
cojinete pero demanda no sólo un cierto espacio para la colocación
de los necesarios sensores sino también un gasto bastante elevado.
En consecuencia, el sistema de detección de deslizamiento conocido
no es aplicable a todas las disposiciones de cojinete.
Especialmente, se producen problemas cuando el espacio disponible no
es suficiente para disponer los necesarios sensores y cuando el
deslizamiento tiene que ser medido entre las partes
estacionarias.
Por lo tanto, es un objeto de la invención crear
una disposición de cojinete, especialmente para cojinetes de gran
tamaño y preferiblemente para sistemas de energía eólica, que
permita la detección de los movimientos de deslizamiento entre un
anillo de cojinete y una parte de máquina sobre la cual está montado
en anillo de una forma fácil y precisa. Debe ser posible medir el
deslizamiento mediante un dispositivo que no sea caro y sea fiable
durante un largo periodo de tiempo.
La solución a este objetivo de acuerdo con la
invención está caracterizada por que el dispositivo para detectar
el movimiento relativo entre al menos uno de los anillos de cojinete
y una de las partes de máquina está situado dentro de o en la parte
de máquina y tiene un elemento de contacto que está en contacto con
el anillo de cojinete, en el que un elemento de sensor está
dispuesto dentro de o en el dispositivo para detectar el movimiento
relativo entre el dispositivo y el elemento de contacto.
De acuerdo con la invención, el elemento de
contacto tiene contacto físico con el anillo de cojinete que tiene
que ser medido con respecto al deslizamiento. Los movimientos del
elemento de contacto envían una medida cuando se produce el
deslizamiento.
Preferiblemente, la parte de máquina o un anillo
de retención utilizado para bloquear la parte de máquina tiene una
muesca o ranura para la inserción del dispositivo.
El elemento de contacto puede ser una rueda que
entra en contacto con el anillo de cojinete en un lado de cara o en
un área radialmente orientada con su circunferencia. La rueda puede
estar equipada con una cubierta de material elástico en su
circunferencia para asegurar una elevada fricción entre la
circunferencia de la rueda y el anillo de cojinete para evitar en
deslizamiento. La cubierta puede ser un elemento de anillo dispuesto
sobre la circunferencia de la rueda. Alternativamente, la rueda
puede también estar hecha de un material elástico. El material
elástico es preferiblemente caucho.
El elemento de sensor es preferiblemente un
sensor rotacional que puede detectar un ángulo rotacional. El
elemento de sensor puede estar también diseñado para detectar una
velocidad rotacional.
En una realización preferida, el anillo de
cojinete que está en contacto con el elemento de contacto es el
anillo interno de la disposición de cojinete y la parte de máquina
es el elemento de árbol de rotación o un anillo retenedor conectado
a él. Alternativamente, o adicionalmente el anillo de cojinete que
está en contacto con el elemento de contacto puede ser el anillo
exterior de la disposición de cojinete y la parte de máquina puede
ser un elemento de alojamiento o un anillo retenedor conectado a
él.
Con la disposición de cojinete propuesta los
movimientos de deslizamiento en el tiempo se pueden detectar de
forma fiable. Una aplicación preferida es la mediada del
deslizamiento de los anillos de cojinete, especialmente del anillo
o anillos de cojinete de un sistema de energía eólica y otras
aplicaciones de cojinete de gran tamaño.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Dado que el registro de los movimientos
relativos entre el anillo de cojinete y la parte de máquina que se
apoya se miden mediante un componente mecánico, es decir, el
elemento de contacto (rueda), la fiabilidad de la disposición es
alta.
Los dibujos muestran una realización de la
disposición de cojinete de acuerdo con la invención.
la Fig. 1 muestra una sección transversal de un
cojinete de rodillos cónicos de doble fila con un dispositivo para
detectar el deslizamiento entre uno de los anillos de cojinete y una
de las partes de máquina y
la Fig. 2 es una vista aumentada del dispositivo
para detectar el deslizamiento.
La Fig. 1 muestra una disposición de cojinete 1
que es utilizada para apoyar el rotor de un sistema de energía
eólica. La disposición de cojinete 1 está diseñada como un cojinete
de rodillos cónicos de doble fila. El cojinete tiene dos anillos
internos 2 con superficies de rodamiento 13 y un anillo exterior 3
con dos superficies de rodamiento 14. Los anillos internos 2 están
conectados a una parte de máquina 4 que es el árbol que es parte
del rotor del sistema de energía eólica. El anillo exterior 3 está
conectado a una parte de máquina 5 que es un alojamiento.
Durante el funcionamiento, es posible que el
anillo interno de rotación 2 gire con relación al árbol 4. Este
movimiento de deslizamiento 2 es desventajoso y debe ser evitado. El
deslizamiento significa que el anillo de cojinete 2 gira con
relación al árbol 4 alrededor del eje 15 mediante un ángulo
\alpha.
Para averiguar si existe la necesidad de
acciones, es decir, si se produce un movimiento de deslizamiento,
la disposición de cojinete 1 está equipada con un dispositivo 6 para
detectar el movimiento relativo del anillo de cojinete 2 con
relación a la parte de máquina 4 y/o con un dispositivo 6 para
detectar el movimiento relativo del anillo de cojinete 3 con
relación a la parte de máquina 5.
En la Fig. 1, dos dispositivos 6 están
dispuestos para fines de ilustración. Se observa que normalmente
sólo uno de los dispositivos 6 es utilizado para detectar el
deslizamiento del anillo de cojinete de rotación.
La Fig. 2 muestra con más detalle el diseño del
dispositivo 6 para detectar el deslizamiento entre uno de los
anillos y la parte de máquina adyacente.
El dispositivo 6 está situado y fijado a una
muesca 9 que está mecanizada dentro de la parte de máquina adyacente
4. Se debe mencionar que la parte de máquina 4, 5 puede ser el
árbol del alojamiento de la disposición pero también un anillo
retenedor que es utilizado a menudo para bloquear el anillo de
cojinete 2, 3.
El dispositivo 6 tiene una rueda 7 que puede
girar alrededor de un eje 16 y que está en contacto con el lado de
cara 10 del anillo de cojinete 2. El eje 16 es perpendicular al eje
15. La rueda 7 está dispuesta en un árbol 17 que puede girar
mediante los cojinetes 18. La circunferencia 11 de la rueda está
equipada con un anillo de caucho 12 con elevada capacidad de
fricción. El anillo de acucho 12 asegura que la rueda 7 gire sin
deslizamiento cuando se produce un movimiento de rotación del anillo
interno 2 con relación al árbol 4. Como se puede ver en la Fig. 2,
un movimiento rotacional del anillo interno 2 en un ángulo \alpha
alrededor del eje 15 conduce a una rotación de la rueda 7 mediante
un ángulo \beta. La relación entre los ángulos \alpha y \beta
es lineal y depende de la geometría del dispositivo 6 y sus
elementos.
Si se produce la rotación de la rueda 7, es
decir un ángulo \beta, el movimiento rotacional es detectado por
un elemento sensor 8. Los elementos sensores 8 pueden detectar
digitalmente impulsos, por ejemplo 360 impulsos por revolución del
árbol 17. Un ordenador (no mostrado) almacena los datos detectados.
Después de cierto tiempo, que puede ser un par de días e incluso
semanas, el gráfico del ángulo \beta en el tiempo es representado
para descubrir los movimientos de deslizamiento de anillo interno 2
con relación al árbol 4. Por supuesto, también puede tener lugar el
control de movimientos en tiempo real.
El elemento sensor 8 y/o el ordenador que
almacena los datos de medida pueden estar diseñados para controlar
la posición y/o la velocidad del movimiento de deslizamiento. Los
datos pueden ser almacenados en la proximidad de la disposición de
cojinete 1 ó pueden ser transferidos a un sistema de lectura que
puede ser remoto respecto a la disposición 1. En este último caso,
el control de condición de la disposición de cojinete tiene lugar
normalmente junto con otros datos y parámetros de la unidad de
cojinete.
- 1
- disposición de cojinete
- 2
- anillo de cojinete; anillo interior
- 3
- anillo de cojinete: anillo exterior
- 4
- parte de máquina: árbol
- 5
- parte de máquina: alojamiento
- 6
- dispositivo para detectar el movimiento relativo
- 7
- elemento de contacto (rueda)
- 8
- elemento sensor
- 9
- muesca
- 10
- lado de cara
- 11
- circunferencia
- 12
- cubierta de material elástico (anillo de caucho)
- 13
- superficie de rodamiento
- 14
- superficie de rodamiento
- 15
- eje
- 16
- eje
- 17
- árbol
- 18
- cojinete
Claims (12)
1. Una disposición de cojinete (1) que tiene al
menos un anillo de cojinete (2, 3) y al menos una parte de máquina
(4, 5) con la que está conectado el anillo de cojinete (2, 3), en la
que la disposición de cojinete (1) está equipada con un dispositivo
(6) para detectar el movimiento relativo entre al menos uno de los
anillos de cojinete (2, 3) y una de las partes de máquina (4,
5),
caracterizada porque
el dispositivo (6) está situado dentro de o en
la parte de máquina (4, 5) y tiene un elemento de contacto (7) que
está en contacto con el anillo de cojinete (2, 3), en la que el
elemento sensor (8) está dispuesto dentro de o en el dispositivo
(6) para detectar el movimiento relativo (\beta) entre el
dispositivo (6) y el elemento de contacto (7).
2. La disposición de cojinete de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la parte de máquina
(4, 5) tiene una muesca (9) para insertar el dispositivo (6).
3. La disposición de cojinete de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el elemento de
contacto (7) es una rueda que está en contacto con el anillo de
cojinete (2, 3) en un lado de cara (10) o en un área radialmente
orientada con su circunferencia (11).
4. La disposición de cojinete de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizada porque la rueda (7) tiene
una cubierta (12) de material elástico sobre su circunferencia
(11).
5. La disposición de cojinete de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada porque la cubierta (12) es
un elemento de anillo dispuesto sobre la circunferencia (11) de la
rueda (7).
6. La disposición de cojinete de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizada porque la rueda (7) está
hecha de un material elástico.
7. La disposición de cojinete de acuerdo con una
de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque el
material elástico es caucho.
8. La disposición de cojinete de acuerdo con una
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el
elemento sensor (8) es un sensor rotacional.
9. La disposición de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizada porque el elemento sensor (8)
puede detectar un ángulo de rotación (\beta).
10. La disposición de cojinete de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizada porque el elemento sensor
(8) puede detectar una velocidad de rotación.
11. La disposición de cojinete de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el
anillo de cojinete (2) que está en contacto con el elemento de
contacto (7) es el anillo interior de la disposición de cojinete y
la parte de máquina (4) es un elemento de árbol de rotación.
12. La disposición de cojinete de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el
anillo de cojinete (3) que está en contacto con el elemento de
contacto (7) es el anillo exterior de la disposición de cojinete y
la parte de máquina (5) es un elemento de alojamiento.
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