Optimización de los sellados de los rodamientos para aplicaciones agrícolas
Los sellados de los rodamientos utilizados en las máquinas agrícolas tienen que soportar condiciones de funcionamiento extremas. Esta es la razón por la que NSK ha desarrollado nuevos sellados para los rodamientos de bolas de ranura profunda que alcanzan un equilibrio entre capacidad de sellado y baja fricción. De hecho, el rendimiento de los sellados ha sido demostrado en una serie de exigentes pruebas de simulación.
La fábrica de Neuweg en Munderkingen, Alemania, forma parte del grupo productivo de NSK. Fue fundada en 1954 por un fabricante de maquinaria agrícola para producir rodamientos para sus propias necesidades. NSK adquirió la fábrica en 1990 y hoy en día los “Agri Disc Hubs” son unas de sus especialidades con demanda mundial. Estas unidades listas para instalar, normalmente se colocan en maquinaria de labranza para el tratamiento del suelo, como gradas de discos compactas.
Las gradas de discos remueven la tierra utilizando herramientas en forma de disco, montadas individualmente y accionadas por resorte. Estas herramientas tienen que girar y deslizarse con suavidad, independientemente de las condiciones del suelo y la profundidad de trabajo. Las velocidades de funcionamiento pueden alcanzar hasta los 18 km/h sobre suelos irregulares y la maquinaria debe ser capaz de soportar los impactos de las piedras ocultas en el suelo. Dado que los discos están montados con un ángulo de inclinación en relación con la dirección del movimiento, los rodamientos están expuestos a unas elevadas tensiones axiales, sin olvidar los factores adversos propios del entorno, como la abrasión por el polvo, la humedad, la suciedad y los fertilizantes corrosivos. Todos estos elementos adversos exigen mucho del rodamiento y de los sellados.
Una vez completadas las operaciones de labranza con la grada de discos, la máquina suele someterse habitualmente a un lavado de chorro a alta presión antes de dejarla inactiva durante varios meses hasta que comience la próxima temporada. Esto presenta otra amenaza para el rodamiento ya que el sellado debe resistir la penetración de agua.
Con todos estos factores en mente, el equipo de diseño de NSK en su Centro Tecnológico Europeo (ETC) en Ratingen, Alemania, se dedicó a la creación de un sistema de sellado de alta eficiencia adecuado y optimizado para el uso agrícola. Su enfoque era orientar su trabajo de desarrollo hacia un estándar utilizado por un fabricante líder de maquinaria agrícola para cualificar rodamientos adquiridos de proveedores externos.
Este fabricante realiza unas pruebas de ensayo acelerado que hace girar los rodamientos a 5000 rpm y una carga de 900N. La prueba tiene una duración de 500 horas y simula el uso del sellado durante una temporada. Posteriormente, se simula limpieza a alta presión en un segundo banco de pruebas, en el que el rodamiento se rocía desde una distancia de 200 mm con un chorro de agua a una presión de 11 bar y una temperatura de 90 °C. Se llevan a cabo un total de 220 ciclos de ensayo antes de una segunda prueba de 500 horas en el primer banco.
Los bancos de pruebas, que han sido replicados en el ETC de NSK en Newark (Reino Unido), simulan con precisión las condiciones agrícolas extremas durante dos años de uso. Una vez finalizadas las pruebas, se pesan los rodamientos, con una precisión de 1 μg para detectar cualquier pérdida de grasa. A continuación, se inspeccionan visualmente y se registra la eficiencia del sellado y del desgaste.
En paralelo con el diseño de los bancos de pruebas, los ingenieros de NSK completaron el desarrollo del nuevo sellado. La aplicación requiere claramente una elevada capacidad de sellado en condiciones extremas y la mejor manera de conseguirla es con un sellado que presione firmemente contra la estructura circundante. Sin embargo, los efectos no deseados de una configuración de este tipo incluyen una mayor fricción y una elevada generación de calor que conducen a una reducción tanto de la eficiencia energética como de la vida útil.
Para superar este reto, el sello de nuevo diseño de triple labio DG/DDG se diferencia de los sellados existentes en que tiene un labio doble de goma de acrilonitrilo butadieno con refuerzo de acero. Por otra parte, en el lado interior de la ranura más profunda en forma de U, tiene un sellado adicional que forma una otra barrera para la grasa.
Los rodamientos de bolas de ranura profunda con sellados DG/DDG fueron sometidos a intensas pruebas comparativas. Al final de las pruebas, se dictaminó que su capacidad de sellado era significativamente mejor en comparación tanto con los rodamientos de bolas de ranura profunda de NSK con sellos estándar como frente a los productos de la competencia.
Los rodamientos satisfacen completamente los estrictos requisitos de los usuarios agrícolas en términos de sellado, estanqueidad/rendimiento y bajo par de fricción. Como resultado, la demanda de los fabricantes de maquinaria agrícola es actualmente alta y NSK ya ha comenzado la producción completa de los rodamientos de bolas de ranura profunda con los nuevos sellos DG y DDG (sellado de una cara o de doble cara).
