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Soluciones de sellado para entornos exigentes

SKF ha desarrollado un nuevo sello de taconita que ofrece una protección superior en rodamientos con soportes divididos que funcionen en entornos difíciles o altamente contaminados. Esta solución de sellado, usada con un rodamiento y soporte adecuados, puede contribuir significativamente a incrementar la confiabilidad y duración de los equipos, a reducir los costos operativos y de mantenimiento, y a disminuir el impacto medioambiental.

Autores:  
Darren Kenworthy, jefe de la división de ingeniería, SKF Australia, Oakleigh, Melbourne;
Keith E Meyers, jefe del sector industrial global de minería, procesado de minerales y cemento, SKF EE. UU., Lansdale, Pensilvania

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Resumen

SKF ha liderado la lucha contra las fallas prematuras en los rodamientos relacionadas con la contaminación en los equipos utilizados en minería y el procesado de materiales desde la década del sesenta. Ahora, una nueva generación de Sellos de taconita SKF combinada con novedosas soluciones de SKF para este sector proporciona unos niveles más altos en el rendimiento de esos componentes clave y ofrece a los clientes un producto estándar que está disponible globalmente cuando es necesario.

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El Sello de taconita SKF constituye una nueva solución global para soportes divididos para aplicaciones de rodamientos a rótula en las industrias minera, de procesado de minerales y metales, cementera, marítima y papelera, donde la penetración de contaminantes representa un reto para la vida útil de los rodamientos (fig. 1). Entre las aplicaciones específicas del Sello de taconita SKF, pueden citarse poleas de transportador, soportes de piñones de molinos trituradores, elevadores de cangilones, montacargas/cabrestantes, ejes intermedios, pulverizadores y algunas aplicaciones de ventiladores. Esta nueva solución de SKF contribuye a atender y a superar las necesidades de esos sectores de impulsar una mejora en la productividad y rentabilidad, de mejorar la salud y seguridad del personal, y de reducir la amenaza al medioambiente.

Históricamente, los sellos de taconita deben su nombre a un tipo de mineral de hierro extraído en las colinas de Mesabi, en Minnesota, Estados Unidos. Este mineral, debido a su naturaleza invasiva y altamente abrasiva, penetra por los sellos y los soportes de los rodamientos, lo que causa rápidamente fallas en los rodamientos. Para superar este problema, desde la década del sesenta los ingenieros han estado desarrollando “sellos de taconita”, con la intención de impedir la entrada de polvo peligroso y abrasivo en entornos húmedos.

En general, los sellos de taconita son un cartucho que encaja en la ranura del sello de un soporte de rodamiento dividido. Por lo general, estos sellos constan de un laberinto, un fieltro, un sello de caucho de contacto o aro en V, y un dispositivo de purga de grasa. Durante el transcurso de los años, la mayoría de los fabricantes han desarrollado variantes del sello de taconita, y la falta de estandarización ha hecho que sean bastante costosos y de rendimiento variable.

El sellado contribuye notablemente a incrementar al máximo la vida útil de los rodamientos y la confiabilidad de los equipos. Los principales factores que impulsan la industria minera y sectores asociados son la productividad y eficacia de los procesos, así como la salud, la seguridad y los aspectos medioambientales.

En SKF Australia, comprendieron que valía la pena hacer un nuevo examen del diseño de los sellos de taconita, con el objetivo de mejorar su eficacia en los soportes divididos utilizados en aplicaciones industriales expuestas a polvo abrasivo y/o lavado corrosivo/a alta presión. El nuevo sello resultante proporciona unos resultados excepcionales de exclusión de la contaminación, y a un costo de mantenimiento y consumo de grasa menores. El resultado es un producto estándar que puede contribuir a incrementar la productividad, a reducir el impacto medioambiental y a mejorar la salud y seguridad del personal. Otro aspecto de igual importancia es la disponibilidad mundial del producto, para atender a las necesidades de clientes multinacionales mediante programas de suministro “just-in-time” (justo a tiempo).

La solución definitiva  de tres barreras de SKF
El Sello de taconita SKF forma parte de lo que en SKF se considera la solución definitiva de tres barreras (fig. 2) para rodamientos con soportes divididos que funcionan en condiciones altamente contaminantes, como las que suelen darse en la industria minera y de otros tipos. Consta de un soporte de SKF con Sellos de taconita SKF, una barrera de grasa y un rodamiento de rodillos a rótula SKF Explorer mejorado. Este enfoque está concebido para ofrecer el rendimiento definitivo en situaciones de contaminación y humedad, en especial donde sea probable el lavado a alta presión de los equipos.

Con esta combinación, el soporte de SKF con Sellos de taconita SKF es la barrera principal que impide la penetración de suciedad y agua. Además, existe una barrera secundaria mediante el llenado con grasa de la cavidad del soporte, y la barrera final es el rodamiento de rodillos a rótula SKF sellado y mejorado, que bloquea la contaminación durante la instalación y el funcionamiento.

Características técnicas de los Sellos de taconita SKF
Fundamentalmente, el Sello de taconita SKF es un sello axial multietapa de cartucho y laberinto para tareas exigentes (figs. 3 y 4), apropiado para soportes de rodamientos divididos y compuesto por dos aros de laberinto, uno giratorio y otro fijo, un aro en V interior de baja fricción, y adaptación para purga de grasa. El aro en V sella contra el aro de laberinto fijo para proporcionar una purga de grasa efectiva y resistir la penetración de contaminantes en el soporte. En su agujero, una junta tórica sella el aro de laberinto giratorio contra el eje para impedir la penetración de agua y la corrosión.

Los Sellos de taconita SKF (fig. 4) se suministran con una ranura circunferencial en la cara más externa del aro de laberinto fijo para facilitar el montaje y la alineación. El aro de laberinto giratorio se desliza por el eje hacia el soporte, y encaja con el aro fijo hasta que su cara lateral interior se alinea con la ranura circunferencial del aro fijo. Entonces pueden apretarse por pares opuestos contra el eje los prisioneros del aro de laberinto giratorio, a fin de ubicarlo definitivamente axial y concéntricamente. La configuración del sello no solo supera el rendimiento de la mayoría de los diseños anteriores, sino que también simplifica el montaje y elimina el riesgo de daños en la superficie del eje.

Los sellos representan una amplia gama de productos para adaptarse a soportes con diferentes tamaños de eje, y para ejes métricos pueden obtenerse actualmente como estándar en dimensiones de 50 mm a 450 mm y, más adelante este año, para ejes en pulgadas de 1 15/16 pulgadas a 18 pulgadas. Si se realiza un pedido especial, también pueden entregarse mayores tamaños.

Disponibles en versiones para dentro de ranura y atornillables
Los sellos dentro de ranura encajan dentro de la ranura del sello de los soportes divididos de SKF. No se precisa hacer cambios en los soportes para que soporten sellos de este tipo. Para soportes de gran tamaño, puede obtenerse como opción un diseño atornillable. En este caso, el soporte debe tener una cara mecanizada para soportar el sello. La fig. 5 muestra la gama de productos, y la fig. 6 contiene los datos técnicos de los Sellos de taconita SKF.

Llenado y purga de grasa
El Sello de taconita SKF se suministra con un dispositivo para la purga de la grasa del laberinto. Este desaloja los contaminantes del laberinto y contribuye a bloquearlos, e impide que entren. El sello puede purgarse de grasa manualmente con una jeringa, y utiliza el SKF System 24, o con un sistema de lubricación automatizada (Automated Lubrication System, ALS) SKF. Cuando se use un rodamiento de rodillos a rótula SKF sellado, SKF recomienda la grasa LGEP 2, que es el tipo de grasa original llenado en fábrica en esos rodamientos. Para la lubricación con el SKF SYSTEM 24, utilice la grasa LGWA 2. Por ejemplo, en pruebas de campo de clientes con aplicaciones de poleas de transportador, cuando este sello se ha usado con los rodamientos de rodillos a rótula SKF Explorer sellados y mejorados, se han reducido en hasta el 60% el consumo de grasa, las tareas de mantenimiento asociadas y los costos. De igual manera que con la reducción de los costos relacionados con un menor consumo de grasa, se obtienen ahorros adicionales por la reducción en los costos de eliminación y el menor impacto medioambiental.

Rendimiento demostrado
Las soluciones que incorporan el Sello de taconita SKF han demostrado el mejor rendimiento de este producto. Un cliente se dirigió a SKF con un problema relacionado con los rodamientos de una polea de transportador en soportes de otro fabricante provistos de sellos de taconita. El transportador utilizado para la carga de mineral de hierro en buques sufría fallas en los rodamientos de la polea a causa de la contaminación del lubricante. El tiempo medio entre fallas (mean time between failure, MTBF) de los rodamientos era inferior a un año debido a la intensa contaminación del mineral en la grasa dentro del soporte del rodamiento. Un análisis mostraba que el contenido era de entre 5000 y 14.000 ppm. Cuando los sellos existentes se reemplazaron por los Sellos de taconita SKF, el nivel de contaminación descendió radicalmente a solo entre 10 y 60 ppm, y se prolongó la vida útil del rodamiento hasta casi cuatro veces, y superó la vida útil prevista del revestimiento de la polea, que es de más de cuatro años.

En otra aplicación de polea de transportador, los rodamientos sufrían fallas prematuras con un MTBF de alrededor de 10 meses. La falla en los rodamientos a rótula abiertos la causaba la extrema contaminación de la grasa de los rodamientos. La solución fue usar el sistema de tres barreras de SKF. Esto ha incrementado el MTBF a más de cinco años.

En un molino triturador ultrafino de una mina de oro, la empresa explotadora se veía afectada por fallas en el sistema de rodamientos del lado no propulsado y, por precaución, los sustituía cada 15 meses. Esto incrementaba considerablemente los costos de mantenimiento. En mayo de 2012, se instaló la solución definitiva de tres barreras de SKF y, desde entonces, el molino ha funcionado satisfactoriamente.

En resumidas cuentas, el desarrollo del nuevo Sello de taconita SKF, combinado con la solución de tres barreras de SKF, proporciona beneficios significativos a las industrias minera y de procesado a nivel global. Tiene un diseño estandarizado de dimensiones compactas y fácil instalación, con funciones técnicas mejoradas, como un extraordinario rendimiento del sello y una elevada capacidad ante desalineaciones, al mismo tiempo que contribuye a disminuir el impacto medioambiental.

La solución definitiva de tres barreras de SKF para entornos exigentes con Sellos de taconita SKFFig. 1: La contaminación es la causa principal de fallas en los rodamientos. Contar con sistemas de sellado efectivos es muy importante para la confiabilidad y la vida útil de los equipos.Fig. 2: La solución de tres barreras de SKF Fig. 3: Sellos de taconita SKF para dentro de ranuras. Fig. 4: Funciones y características de los Sellos de taconita SKF Fig. 5: Gama de productos de Sellos de taconita SKF Fig. 6: Datos técnicos de los Sellos de taconita SKF Las poleas de transportador son una aplicación típica que puede beneficiarse de los Sellos de taconita SKF.

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