SKF empezó a introducir una nueva generación de calentadores de inducción en noviembre de 2004. Fueron desarrollados teniendo en cuenta las necesidades del cliente e incorporan funciones como control remoto, brazos plegables para el apoyo de rodamientos –que además sirven para almacenar los yugos– y una electrónica eficiente y fiable.

El principio deun calentador de inducción es similar al de un transformador, con una bobina principal que tiene un gran número de espiras y otra secundaria con menos, ambas devanadas en un núcleo común de hierro.

La relación entre la tensión de entrada/salida es igual a la relación de las espiras, mientras que la energía permanece igual. En el caso de los calentadores de inducción, el rodamiento actúa como un cortocircuito (bobina secundaria) y por él circula una tensión baja de corriente alterna a gran amperaje, generando así calor. El calentador, la bobina de inducción y el yugo permanecen a la temperatura ambiente.

Para obtener el grado de calentamiento más eficiente posible para el rodamiento, es vital controlar el flujo de corriente eléctrica, dada la importancia de aplicar una temperatura uniforme al aro interior del rodamiento. Los calentadores de inducción SKF están programados para monitorizar el ritmo de calentamiento del rodamiento.

Si éste es demasiado lento, se activa una alarma, interrumpiéndose el calentamiento. Esta función es muy útil, por ejemplo si el operario ha colocado la sonda de temperatura en el lugar equivocado. Una parte crítica del proceso de calentamiento es la desmagnetización al final del ciclo de
calentamiento. El campo magnético residual en el rodamiento debe reducirse al mínimo. Si la desmagnetización no fuera completa se corre el riesgo de que el rodamiento se contamine con partículas metálicas atraídas a los caminos de rodadura del rodamiento, lo cual dañaría el mismo.

Para seleccionarel tamaño apropiado de calentador se ha de examinar la pieza a calentar y tener en cuenta su forma y dimensiones, su masa, características metalúrgicas, la temperatura requerida o ajuste de interferencia a lograr, y la frecuencia del proceso de calentamiento (número de rodamientos o piezas de trabajo a calentar diariamente).

Los componentes básicos de un calentador de inducción son el núcleo, el yugo, la bobina de inducción, el panel de control, la sonda de temperatura y la carcasa del equipo. El rendimiento del producto final va en función de la buena combinación de diseño mecánico e ingeniería eléctrica.

El calentamiento por inducción está reconocido mundialmente como la mejor práctica para muchas operaciones de montaje de rodamientos en ejes cilíndricos, así como otras piezas de trabajo, como engranajes, cojinetes de fricción y soportes de rodamientos. Gracias a su combinación de velocidad, resultados uniformes, calidad y seguridad, ha aumentado la demanda de calentadores de inducción en todo el mundo.

Los beneficios del calentamiento por inducción son válidos de igual manera para el mantenimiento de activos en una planta de producción o para el jefe de mantenimiento encargado de montar los rodamientos u otros componentes mecánicos de modo eficiente y efectivo en nuevas máquinas o activos (OEM).

Después de analizar las opiniones de los clientes, SKF comprobó que para satisfacer las nuevas necesidades del mercado era preciso actualizar el diseño y las prestaciones de sus calentadores. La decisión de desarrollar una nueva generación de calentadores (TIH 030m y TIH 100m) reflejaba que el único impulsor de la innovación del producto ha sido el enfoque hacia el cliente y sus necesidades. Inmediatamente se incorporaron nuevas características sin tener que comprometer el precio y la funcionalidad.

Durante el procesode desarrollo del producto se determinó aplicar un enfoque de «concepto plataforma». De este modo, SKF pudo crear varios productos partiendo del mismo diseño y sistema de fabricación, abreviando con ello el plazo de lanzamiento al mercado y permitiendo incorporar innovaciones en más productos, así como un mayor número de piezas comunes en éstos. Bajo pedido, se pueden suministrar calentadores hechos a medida de gran tamaño (para piezas de varias toneladas).

La novedad de esta nueva generación de calentadores de inducción SKF es que combinan diversas características importantes como, por ejemplo, comunicación por control remoto fiable y una electrónica potente, una caja independiente para el equipo electrónico y el concepto m₂₀ (ver recuadro), en un único producto portátil, fácil de usar y seguro.

Comunicación por control remoto fiable

Los diseños TIH 030m y TIH 100m van provistos de un panel de control remoto que proporciona una comunicación a distancia fiable con la unidad principal, la cual no se ve afectada por el campo magnético generado por el calentador. Esto significa que el equipo no tiende a la distorsión (considerada un fallo operativo), como suele ser el caso en productos con un control remoto que han de trabajar en entornos electromagnéticos.

Electrónica potente

SKF ha mejorado la electrónica para conseguir la máxima fiabilidad, mediante una buena selección de los componentes y una buena ingeniería de la electrónica. Las características claves incluyen sistemas de control de la corriente eléctrica, protección contra las sobrecargas térmicas, controles de incrementos de temperatura y de temperatura de calentamiento mínima.

Caja independiente para la electrónica

Una decisión de diseño para mejorar la fiabilidad a largo plazo del calentador fue separar la caja para la electrónica del cuerpo del calentador (donde se hallan el núcleo, la bobina de inducción y el yugo). Esta unidad independiente permite que la electrónica funcione a una temperatura baja, mejorando así la fiabilidad y el rendimiento de los componentes y del sistema. De este modo ya no son necesarias las costosas características de diseño presentes en los modelos anteriores como, los ventiladores de enfriamiento.

Portabilidad

Con un peso de 21 kg, el TIH 030m es un equipo portátil que puede trasladarse fácilmente desde el taller al lugar de montaje. El modelo TIH 100m tiene un peso de 42 kg y no puede considerarse portátil manualmente, pero considerando el peso de las piezas de trabajo que puede calentar, constituye una opción muy viable el poder transportarlo hasta la pieza de trabajo en cuestión y evitar el transporte de la pieza hasta el taller.

Salud y seguridad

Todos los calentadores SKF cumplen con las más estrictas normas de seguridad europeas. No obstante, SKF ha adoptado una serie de medidas adicionales para ofrecer al mercado el producto más seguro posible.

• Panel de control remoto La exposición al campo electromagnético de baja intensidad generado por el calentador debe limitarse lo máximo posible, y no sólo al nivel requerido. Asimismo, el riesgo de exposición a la pieza de trabajo caliente también se debe minimizar. Por ello, la nueva generación de calentadores TIH incorpora un panel de control remoto para operar el equipo a una distancia aún mayor de la pieza de trabajo calentada, al igual que del campo electromagnético de baja intensidad generado por el calentador.
• Brazos de apoyo plegables La seguridad también fue un aspecto clave en la decisión de diseñar un calentador con brazos de apoyo de rodamientos plegables, para proporcionar una plataforma de trabajo mucho más estable. Si un rodamiento de 100 kg a 110 °C (230 °F) se cayera de un calentador supondría un grave problema.

   

  El concepto m₂₀

   

  La decisión de mantener el formato de designación m₂₀ para los calentadores de inducción TIH de nueva generación fue fácil. El concepto m₂₀ es un sistema muy acep­tado y considerado como una medida cuantitativa útil del rendimiento del producto. En lugar de identificar el tamaño máximo de rodamiento que se puede calentar, SKF prefiere identificar el peso máximo que puede calentarse en 20 minutos –plazo considerado como un uso eficiente del tiempo del operario y un indicador fiable de la potencia de calentamiento del equipo.

  La facilidad de montaje fue otra de las consideraciones de SKF, para asegurar que las ventajas económicas del diseño repercutieran en el precio del producto terminado. La facilidad de mantenimiento, en caso requerido, fue otro criterio que se tuvo en cuenta durante la fase de diseño del producto y que cuenta con el respaldo de las claras instrucciones de uso, que abarcan todos los aspectos de salud y seguridad durante el uso del equipo. Combinadas, todas esas características convierten la nueva generación de calentadores de inducción de SKF en productos de vanguardia para los profesionales de mantenimiento o de
  producción.

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  Definición de «m20»

  «m₂₀» se define como el peso (kg) del rodamiento de rodillos a rótula más pesado de la serie 231 que puede calentarse de 20 a 110 °C en 20 minutos. Se ha seleccionado la serie 231 porque es un tipo de rodamiento que se monta más frecuentemente, y que tiene un agujero y sección transversal medios. Este enfoque proporciona una medida cuantitativa del rendimiento del calentador y describe de forma fácil, la salida de potencia del calentador. La nueva designación numérica del producto tiene relación con su m₂₀, con el m₂₀ de 97 kg para el TIH 100m, y el m₂₀ de 28 kg para el TIH 030m vistos en sus designaciones.

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  Las razones para usar un calentador

• Montaje en caliente para dilatar el agujero del rodamiento a fin de lograr el ajuste de interferencia al montar el rodamiento en un eje cilíndrico.
• Montaje seguro. Por ejemplo para evitar el uso de una prensa durante el montaje en frío, que es potencialmente peligroso.

  Una alternativa a las técnicas de montaje en frío, a menudo inadecuadas, como golpear el aro exterior del rodamiento.

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  Seguro y eficiente

  El calentamiento por inducción es una forma muy eficiente y segura de calentar un rodamiento. Otras alternativas son:

• Calentamiento en un horno. Aunque una vez hecha la elevada inversión inicial, un horno es una opción económica, se trata de un sistema lento y de gran consumo energético. Es un proceso ineficiente y provoca el aumento de los costes operativos.
• Calentamiento en baño de aceite. Opción lenta y de gran consumo energético, con el problema adicional de que hay que comprobar que todo el aceite de calentamiento se haya eliminado del rodamiento. Además, si el aceite no está limpio (lo cual es muy frecuente), el rodamiento quedará contaminado antes del montaje. Esto es inaceptable, ya que provocará el fallo prematuro del rodamiento. Asimismo, es un proceso potencialmente peligroso a causa del riesgo de inflamación del aceite, y de derrames.
• Calentamiento con llama (soplete). Método inaceptable, debido a la alta irregularidad de absorción y disipación del calor, que provocaría la deformación geométrica del rodamiento. Además, el sobrecalentamiento local modifica la composición metalúrgica del rodamiento, y estos defectos podrían provocar su fallo prematuro.