Al seleccionar rodamientos para plantas industriales, máquinas y equipos, es importante analizar el costo total de propiedad (TCO), no solo el precio de compra de los rodamientos, diceDr. Steve Lacey, director del centro tecnológico de Schaeffler Reino Unido.
Los rodamientos son componentes críticos en plantas, máquinas y equipos rotativos, incluidas máquinas herramienta, sistemas de manipulación automatizados, turbinas eólicas, fábricas de papel y plantas de procesamiento de acero. Sin embargo, la decisión a favor de un rodamiento específico siempre debe tomarse después de analizar los costos de vida útil total o el costo total de propiedad (TCO) del rodamiento y no solo sobre la base del precio de compra.
Comprar rodamientos más baratos a menudo puede resultar más caro a largo plazo. A menudo, el precio de compra representa solo el 10 por ciento de los costos totales. Entonces, cuando se trata de comprar rodamientos, ¿de qué sirve ahorrar un par de libras aquí y allá si esto significa mayores costos de energía debido a los rodamientos de mayor fricción? ¿O mayores gastos generales de mantenimiento como resultado de una vida útil reducida de la máquina? ¿O una falla en los rodamientos que da como resultado un tiempo de inactividad no planificado de la máquina, lo que genera pérdidas de producción, retrasos en las entregas y clientes insatisfechos?
Los rodamientos de rodillos de alta tecnología avanzados de hoy ofrecen muchas características mejoradas que permiten lograr reducciones de TCO, proporcionando valor agregado durante la vida completa de la planta, máquinas y equipos rotativos.
Para un rodamiento diseñado / seleccionado para una aplicación industrial determinada, el TCO es equivalente a la suma de lo siguiente:
Costo inicial / precio de compra + costos de instalación / puesta en marcha + costos de energía + costo de operación + costo de mantenimiento (rutinario y planificado) + costos de tiempo de inactividad {{5 }} costos ambientales + costos de desmantelamiento / eliminación.
Si bien el precio de compra inicial de una solución de rodamientos avanzada será más alto que el de un rodamiento estándar, los ahorros potenciales que se pueden lograr en forma de tiempos de montaje reducidos, eficiencia energética mejorada (por ejemplo, mediante el uso de componentes de rodamientos de menor fricción) y costos de mantenimiento reducidos, a menudo superan con creces el mayor precio de compra inicial de la solución de rodamientos avanzada.
Agregando valor a lo largo de la vida
La influencia de un diseño mejorado para reducir el TCO y agregar valor durante la vida puede ser significativa, ya que los ahorros diseñados a menudo son sostenibles y permanentes. Las reducciones sostenidas durante la vida útil del sistema o equipo son mucho más valiosas para el cliente en términos de ahorro que una reducción en el precio de compra inicial de los rodamientos.
Participación en el diseño inicial
Para los OEM industriales, el diseño de rodamientos puede agregar valor a sus propios productos de muchas maneras. Al trabajar con estos fabricantes de equipos originales en las etapas iniciales de diseño y desarrollo, los proveedores de rodamientos pueden personalizar rodamientos y conjuntos integrados totalmente optimizados, que cumplen con los requisitos específicos de una aplicación. Los proveedores de rodamientos pueden agregar valor, por ejemplo, creando y personalizando diseños de rodamientos internos que maximizan la capacidad de carga y la rigidez o minimizan la fricción.
En aplicaciones donde los envolventes de diseño son pequeños, el diseño del rodamiento se puede optimizar para facilitar el montaje y reducir los tiempos de montaje. Por ejemplo, las roscas de los tornillos en las superficies de contacto del ensamblaje se pueden incorporar al diseño del rodamiento. También es posible incorporar componentes del eje circundante y la carcasa en el diseño del rodamiento. Características como estas agregan un valor real al sistema del cliente OEM y pueden potencialmente conducir a ahorros de costos durante toda la vida útil de la máquina.
Se pueden agregar otras características a los rodamientos que agregan más valor durante la vida útil de la máquina. Estos incluyen tecnología de sellado especial dentro del rodamiento para ayudar a ahorrar espacio; características anti-rotación para prevenir el deslizamiento bajo los efectos de cambios rápidos en la velocidad y dirección de rotación; recubrir las superficies de los componentes del rodamiento para minimizar la fricción; y optimizar el funcionamiento de los rodamientos en condiciones de lubricación límite.
El proveedor de rodamientos puede examinar de cerca los costos generales de las máquinas, plantas y sus componentes, desde la compra, el consumo de energía y el mantenimiento hasta las reparaciones, el desmantelamiento y la eliminación. Por lo tanto, se pueden identificar, optimizar y eliminar los generadores de costos y los gastos ocultos conocidos.
Como proveedor de rodamientos, Schaeffler considera que el TCO comienza con esfuerzos intensivos de investigación y desarrollo que tienen como objetivo la mejora continua de los estándares de calidad y, por lo tanto, las propiedades de funcionamiento de los rodamientos, a través de un diseño y materiales optimizados. Además, ofrece a sus clientes un servicio de asesoramiento técnico integral y bien orientado y formación, con el fin de encontrar la solución más adecuada para cada aplicación. Los ingenieros de ventas y de servicio de campo de la empresa están familiarizados con los respectivos sectores industriales de sus clientes y cuentan con el respaldo de un software avanzado para la selección, el cálculo y la simulación de rodamientos. Además, se tienen en cuenta factores tales como instrucciones eficientes y herramientas adecuadas para el montaje de rodamientos hasta el mantenimiento, lubricación, desmontaje y reacondicionamiento basados en el estado.
La red de tecnología global de Schaefflercomprende los Centros Tecnológicos de Schaeffler (STC) locales. Los STC acercan aún más el conocimiento de ingeniería y servicio de Schaeffler al cliente y permiten abordar los problemas técnicos de forma rápida y eficaz. El asesoramiento y el soporte de expertos están disponibles para todos los aspectos de la tecnología de los rodamientos, incluida la ingeniería de aplicaciones, los cálculos, los procesos de fabricación, la lubricación, los servicios de montaje, el monitoreo del estado y la consultoría de instalación para brindar soluciones personalizadas de rodamientos con estándares de calidad uniformemente altos en todo el mundo. Los STC comparten constantemente información e ideas en la Red Global de Tecnología. Si se requiere un conocimiento especializado más profundo, estas redes aseguran que se brinde un soporte altamente calificado rápidamente, independientemente de dónde se necesite en el mundo.
Ejemplo de la industria del papel
En la fabricación de papel, los rodamientos en los rodillos de control de perfil en CD de las máquinas calandradoras normalmente están sujetos a cargas bajas. Las cargas solo son mayores cuando el espacio entre los rodillos está abierto. Para estas aplicaciones, los fabricantes de máquinas tradicionalmente optaban por rodamientos de rodillos a rótula con la capacidad de carga adecuada para la fase de carga alta; sin embargo, en la fase de carga baja esto provocaba deslizamientos, lo que resultaba en una falla prematura del rodamiento.
Al recubrir los elementos rodantes y optimizar la lubricación, estos efectos de deslizamiento podrían reducirse, pero no eliminarse por completo. Por esta razón, Schaeffler desarrolló el rodamiento ASSR (rodamiento de rodillos esféricos antideslizante). El rodamiento comprende aros de rodamientos de rodillos esféricos estándar, pero los rodillos cilíndricos se alternan con bolas en cada una de las dos filas de elementos rodantes. En la fase de carga baja, las bolas aseguran un funcionamiento sin deslizamiento, mientras que los rodillos de barril absorben las cargas en la fase de carga alta.
Los beneficios para el cliente son claros: mientras que los rodamientos originales alcanzaban normalmente una vida útil de aproximadamente un año, se espera que los nuevos rodamientos ASSR duren hasta 10 años. Esto significa que se requieren menos rodamientos durante la vida útil de la máquina calandra, una reducción en los requisitos de mantenimiento y ahorros de seis dígitos durante todo el ciclo de vida de la máquina. Todo esto se logró tomando en consideración una única posición de la máquina. Se puede lograr una mayor optimización y, por lo tanto, un ahorro significativo adicional mediante medidas complementarias, como la monitorización del estado en línea y el diagnóstico de vibraciones, la monitorización de la temperatura o el equilibrado dinámico / estático, todo lo cual puede ser proporcionado por Schaeffler.
Turbinas eólicas y maquinaria de construcción
Muchos rodamientos de Schaeffler están disponibles en una versión X-life de alta calidad y alto rendimiento. Por ejemplo, al desarrollar la serie X-life de rodamientos de rodillos cónicos, se prestó especial atención a lograr una alta confiabilidad y minimizar la fricción, particularmente en aplicaciones de alta carga y aquellas que requieren precisión de rotación. Esto significa que los fabricantes de unidades hidráulicas o cajas de cambios (soportes de cojinetes de piñón) como las que se encuentran en turbinas eólicas, vehículos agrícolas y maquinaria de construcción, ahora pueden superar los límites de rendimiento anteriores, al tiempo que mejoran significativamente la seguridad operativa. En términos de reducción, las características mejoradas de los rodamientos X-life significan que se mejora el rendimiento de la caja de cambios, mientras que la envolvente del diseño sigue siendo la misma.
La mejora del 20% en la capacidad de carga dinámica y la mejora mínima del 70% en la vida nominal básica se lograron mejorando la geometría, la calidad de la superficie, los materiales y la precisión dimensional y de funcionamiento de los rodamientos.
El material de rodamiento de primera calidad utilizado en la fabricación de los rodamientos de rodillos cónicos X-life está especialmente adaptado para cumplir con los requisitos de los rodamientos y es un factor importante en el rendimiento mejorado de los rodamientos. La estructura de grano fino de este material proporciona una alta tenacidad y, por lo tanto, una alta resistencia a los contaminantes sólidos. Además, se desarrolló un perfil logarítmico para las pistas de rodadura de los rodamientos y la superficie exterior de los rodillos, que compensa los picos de tensión elevados bajo cargas elevadas y cualquier "desviación" que pueda ocurrir durante la operación. Estas superficies optimizadas ayudan a la formación de una película lubricante elastohidrodinámica, incluso a velocidades de funcionamiento muy bajas, que permite que los rodamientos soporten cargas elevadas durante el arranque. Además, las tolerancias geométricas y dimensionales significativamente mejoradas garantizan una distribución óptima de la carga. Por tanto, se evitan los picos de tensión, lo que reduce la carga de material.
El par de fricción de los nuevos rodamientos de rodillos cónicos X-life se ha reducido hasta en un 50% en comparación con los productos convencionales. Esto se debe a la alta precisión dimensional y de funcionamiento junto con una topografía superficial mejorada. La geometría de contacto revisada del nervio del anillo interior y la cara del extremo del rodillo también ayuda a reducir la fricción. Como resultado, la temperatura de funcionamiento de los rodamientos también se ha reducido hasta en un 20%.
Los rodamientos de rodillos cónicos X-life no solo son más económicos, sino que también dan como resultado temperaturas de funcionamiento más bajas, lo que, a su vez, ejerce una presión significativamente menor sobre el lubricante. Esto permite extender los intervalos de mantenimiento y hace que el rodamiento funcione con niveles de ruido reducidos.
Una vez más, aunque el precio de compra de los rodamientos X-life es más alto que los rodamientos estándar, el TCO se reduce significativamente durante la vida útil de la turbina eólica, el tractor o la máquina de construcción.
Sobre Schaeffler
El Grupo Schaeffler es un proveedor líder mundial de automoción e industrial integrado. La compañía representa la más alta calidad, tecnología sobresaliente y una fuerte capacidad innovadora. El Grupo Schaeffler hace una contribución clave a la “Movilidad del mañana” con componentes y sistemas de alta precisión en aplicaciones de motor, transmisión y chasis, así como soluciones de rodamientos y cojinetes lisos para un gran número de aplicaciones industriales. La empresa de tecnología generó ventas de aproximadamente 13,3 mil millones de euros en 2016. Con alrededor de 85,000 empleados, Schaeffler es una de las empresas familiares más grandes del mundo y, con aproximadamente 170 ubicaciones en más de 50 países, tiene una red mundial de ubicaciones de fabricación, instalaciones de investigación y desarrollo. y empresas de ventas.