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MX2011000152A - Sistema de cojinete de giro horizontal. - Google Patents

Sistema de cojinete de giro horizontal.

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Publication number
MX2011000152A
MX2011000152A MX2011000152A MX2011000152A MX2011000152A MX 2011000152 A MX2011000152 A MX 2011000152A MX 2011000152 A MX2011000152 A MX 2011000152A MX 2011000152 A MX2011000152 A MX 2011000152A MX 2011000152 A MX2011000152 A MX 2011000152A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
bearing
bearing ring
horizontal
ring
bearing system
Prior art date
Application number
MX2011000152A
Other languages
English (en)
Inventor
Jeff Craig
Jeff Blankenship
Randall Mcneil
Cory Mecham
Original Assignee
Nucor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nucor Corp filed Critical Nucor Corp
Publication of MX2011000152A publication Critical patent/MX2011000152A/es

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Abstract

Un sistema de cojinete de giro horizontal incluye un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete ubicados de manera concéntrica en relación mutua que forman por lo menos canales de conducción superior e inferior entre los mismos, una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, una pluralidad de toberas de liberación capaces de liberar una mezcla de aire y aceite en los canales, de conducción adyacentes al canal de conducción superior, pasajes que pueden comunicar de manera fluida la mezcla de aire y aceite a través de los canales de conducción y reunir cierta cantidad de aceite proveniente de la mezcla, adyacentes al canal de conducción inferior, sellos que puede regular el flujo de aire a través de los pasajes e inhibir el flujo saliente de aceite de los canales de conducción, y por lo menos una lumbrera de salida, que puede expulsar el flujo de aire y aceite desde los canales de conducción adyacentes al canal de conducción inferior.

Description

SISTEMA DE COJINETE DE GIRO HORIZONTAL DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con sistemas de cojinete y, de manera más particular, con sistemas de cojinete de giro horizontal.
Los cojinetes de giro horizontal son cojinetes de empuje de gran tamaño, comunes para cargas pesadas. Los cojinetes de giro horizontal se han utilizado anteriormente en aplicaciones tales como plantas siderúrgicas y otro tipo de maquinaria pesada. En muchos casos, el cojinete de giro horizontal es un componente integral y crucial de un sistema de mayor tamaño .
Los cojinetes de giro horizontal se instalan con frecuencia en la base del equipo para permitir la rotación de una estructura soportada. En estas instalaciones, con frecuencia es difícil obtener acceso directamente a los cojinetes de giro horizontal para inspección, mantenimiento, y reparación. Obtener acceso a los cojinetes de giro horizontal con frecuencia requería por lo menos cierto desmontaje de un sistema de mayor tamaño, lo que tenía como resultado pérdida de productividad y costos de mantenimiento más elevados. De manera adicional, la dificultad para obtener acceso a los cojinetes de giro horizontal para inspecciones aumenta la probabilidad de fallas inesperadas. Debido a que los cojinetes de giro horizontal son grandes, costosos y requieren plazos de entrega prolongados para su reemplazo, estas fallas inesperadas pueden impactar de manera sustancial la productividad general de los sistemas que utilizan cojinetes de giro horizontal.
Anteriormente, un sistema de cojinete de giro horizontal incluía por lo general cojinetes de rodillo ubicados entre anillos concéntricos. Estos sistemas de cojinete de giro horizontal anteriores normalmente dependían de la grasa como lubricante. Esta grasa se canalizaba a través de lumbreras hacia el cojinete de giro horizontal para lubricar los cojinetes de rodillo y los canales de conducción de los anillos de cojinete. En un ejemplo, un sistema de lubricación automático inyectaba' grasa en intervalos regulares al cojinete de giro horizontal.
Los sistemas de cojinete de giro horizontal anteriores que empleaban lubricación con grasa tenían varias desventajas. Cuando se inyectaba grasa al sistema de cojinete de giro horizontal, se dejaba escapar el exceso de grasa dentro del cojinete de giro horizontal. La grasa saliente que se acumulaba alrededor del cojinete de giro horizontal recogía polvo y creaba un riesgo de incendio, en especial en ambientes a altas temperaturas, tales como plantas siderúrgicas . Esta grasa puede no alcanzar adecuadamente todos los elementos de cojinete dentro del sistema de cojinete de giro horizontal, lo que produce desgaste y otros daños y fallas prematuras en los sistemas de cojinete de giro horizontal. Asimismo, por lo general, la grasa se presuriza durante la inyección al cojinete de giro horizontal, pero reside en el cojinete a baja presión y puede endurecerse. La grasa endurecida dentro del cojinete de giro horizontal impide además la distribución adecuada de lubricante a todos los elementos de cojinete, lo que produce desgaste y daños en el cojinete y falla prematura del cojinete. Además, las lumbreras de admisión donde se libera la grasa al sistema de cojinete, pueden bloquearse e impedir que la grasa entre al co inete de giro horizontal.
Además, incluso cuando se lubrican apropiadamente, pueden producirse partículas de metal dentro de los cojinetes de giro horizontal debido al desgaste entre los cojinetes de rodillo y los canales de conducción. Los cojinetes de giro horizontal también se han empleado con frecuencia en ambientes operativos donde contaminantes externos pueden entrar al cojinete de giro horizontal. Incluso cojinetes de giro horizontal con lubricante de grasa apropiado han resultado dañados a nivel interno a causa de estas diversas formas de contaminación. Los lubricantes de grasa tienden a retener las partículas de metal y otros contaminantes, por lo que esos contaminantes entran en contacto con elementos de cojinete dentro del sistema de cojinete de giro horizontal. Lá contaminación dentro del cojinete produce una fricción aumentada que disminuye la efectividad del cojinete de giro horizontal, así como el daño mecánico. Tal como desconchado y corrosión en el cojinete. Normalmente, los lubricantes de grasa no se filtran en servicio y, por lo tanto, los 5 contaminantes tienden a acumularse con el paso del tiempo, lo que aumenta el potencial de daño y resulta en fallas adicionales en los sistemas de cojinete de giro horizontal.
Otra desventaja de la lubricación con grasa ha sido el calor aumentado dentro de los cojinetes de giro 10 horizontal. Con frecuencia, la lubricación efectiva con grasa requería llenar los intersticios y volumen interno del sistema de cojinete de giro horizontal. Normalmente, la grasa no fluía a través del sistema de cojinete de giro horizontal durante la operación normal. A menudo, estos factores hacen 15 que el sistema de cojinete de giro horizontal funcione a temperaturas más elevadas de lo deseado, lo que resulta en mayor fatiga metálica y una falla más rápida de los sistemas de cojinete de giro horizontal. '< ··- Los lubricantes de grasa también han producido 20 costos de limpieza más elevados. La grasa utilizada en sistemas de la técnica anterior puede liberarse en el cojinete de giro horizontal de manera periódica, lo que hace que la grasa utilizada sea expulsada del sistema de cojinete de giro horizontal. La grasa utilizada tendía a acumularse y 25 se requería mantenimiento para remover el exceso de grasa.
Esta limpieza incrementa los costos de mantenimiento.
Los lubricantes de grasa utilizados en sistemas de cojinete de giro horizontal anteriores también eran costosos. Muchas aplicaciones requerían grasa especializada para ¦ adaptarse a la temperatura y ambiente operativo donde se empleaba el sistema de cojinete de giro horizontal. Asimismo, los sistemas de cojinete de giro horizontal anteriores no eran capaces de reciclar la grasa utilizada, lo que producía mayores costos operativos para el sistema de cojinete de giro horizontal. El desecho de la grasa utilizada también era costoso y a menudo requería procedimientos de desecho especiales para cumplir con los reglamentos ambientales.
Las desventajas de la lubricación con grasa, limitaban la esperanza de vida de los sistemas de cojinete de giro horizontal. La esperanza de vida de los sistemas de cojinete de giro horizontal se ha calculado normalmente con base en factores tales como la capacidad de transportación de carga requerida, la efectividad de la lubricación con grasa y las temperaturas operativas. Estos problemas asociados con la lubricación con grasa limitaban la esperanza de vida prevista de los sistemas de cojinete de giro horizontal, además de incrementar el riesgo de fallas reales en los cojinetes de giro horizontal. En algunas aplicaciones, se ha requerido el reemplazo de los cojinetes de giro horizontal en intervalos regulares, en algunos casos, una vez cada dos o tres meses.
Dado el costo de los sistemas de cojinete de giro horizontal y la dificultad de instalación, el reemplazo regular de los cojinetes de giro horizontal incrementaba sustancialmente los costos operativos generales para los sistemas de cojinete de giro horizontal y reducía la productividad del equipo y sistemas que utilizaban cojinetes de giro horizontal.
Otros sistemas de cojinete de giro horizontal anteriores empleaban lubricación con circulación de aceite. Normalmente, estos sistemas llenaban el cojinete de giro horizontal con aceite circulante, que puede o no reciclarse y filtrarse. Debido al tamaño de los cojinetes de giro horizontal, los cojinetes de giro horizontal que emplean lubricación con circulación de aceite requerían por lo general grandes cantidades de aceite. En muchos casos, se requerían aceites especiales debido al ambiente operativo del cojinete de giro horizontal, lo que resultaba en mayores costos de materiales. En cualquier caso, se requerían con frecuencia procedimientos especiales para desechar el aceite utilizado, lo que incrementaba aún más los costos operativos de estos sistemas de cojinete de giro horizontal. El exceso de aceite dentro del cojinete de giro horizontal impedía el movimiento de los cojinetes de rodillo dentro del sistema de cojinete de giro horizontal y disminuía la efectividad del cojinete de giro horizontal. Otra desventaja de la lubricación con circulación de aceite era el calor aumentado dentro del cojinete de giro horizontal. Como la lubricación con grasa, el exceso de calor dentro del sistema de cojinete de giro horizontal resultaba en mayor desgaste del metal y fatiga metálica, y aceleraba la aparición de fallas en los sistemas de cojinete de giro horizontal.
En vista de las desventajas asociadas con estas técnicas de lubricación anteriores, aún existe la necesidad de desarrollar sistemas de lubricación para cojinete de giro horizontal que proporcionen lubricación apropiada de los elementos de cojinete, y que brinden al mismo tiempo conflabilidad, vida útil del cojinete más prolongada y menores costos operativos .
En la presente, se describe un sistema de cojinete de giro horizontal que comprende un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete ubicados de manera concéntrica en relación mutua que forman por lo menos canales de conducción superior e inferior entre los mismos, una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, una pluralidad de toberas de liberación capaces de liberar una mezcla de aire y aceite en los canales de conducción adyacentes al canal de conducción superior, pasajes capaces de comunicar de manera fluida la mezcla de aire y aceite a través de los canales de conducción y reunir cierta cantidad de aceite de la mezcla, adyacentes al canal de conducción inferior, sellos capaces de regular el flujo de aire a través de los pasajes e inhibir el flujo saliente de aceite desde los canales de conducción, y por lo menos una lumbrera de salida capaz de expulsar el flujo de aire y 5 aceite desde los canales de conducción adyacentes al canal de conducción inferior.
También se describe un sistema de cojinete de giro horizontal que comprende un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete ubicados de manera concéntrica en 0 relación mutua que forman por lo menos canales de conducción superior e inferior entre los mismos, una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, una pluralidad de toberas de liberación capaces de 5 liberar una mezcla de aire y aceite en los canales de conducción adyacentes al canal de conducción superior, pasajes capaces de comunicar de manera fluida la mezcla de aire y aceite a través de los canales de conducción y reunir cierta cantidad de aceite de la mezcla adyacentes al canal de 0 conducción inferior, por lo menos una lumbrera de salida capaz de expulsar el flujo de aire y aceite de los canales de conducción adyacentes al canal de conducción inferior, un sello superior ubicado entre el primer anillo de cojinete y '¦'¦· él segundo anillo de cojinete, un sello inferior colocado 5 adyacente al primer anillo de cojinete, capaz de impedir el flujo saliente de aire y aceite de los pasajes a través de los anillos de cojinete, un anillo de junta ubicado adyacente a por lo menos una superficie .del segundo anillo de cojinete, y una válvula de control de presión de aire ubicada adyacente al anillo de junta capaz de regular el flujo de aire en los pasaj es .
También se describe un método para detectar desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal, que comprende ensamblar un sistema de cojinete de giro horizontal, que comprende un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete ubicados de manera concéntrica en relación mutua y que forman por lo menos canales de conducción superior e inferior, una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, y un sistema indicador que tiene una primera referencia conectada con el primer anillo de cojinete y ubicada en relación con üha segunda referencia en el segundo anillo de cojinete para proporcionar una distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia, donde la distancia medible cambia con desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal; y monitorear un cambio en la distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia para monitorear el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal.
También se describe un sistema indicador que tiene la capacidad de detectar el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal que comprende un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete ubicados de manera concéntrica en relación mutua que forman por lo menos canales de conducción superior e inferior, una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete y una primera referencia conectada con el primer anillo de cojinete y ubicada en relación con una segunda referencia con el segundo anillo de cojinete, que proporcionan una distancia médible entre la primera referencia y la segunda referencia, donde la distancia medible es capaz de cambiar con el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las modalidades contempladas en la presente del sistema de cojinete de giro horizontal se describen en lo siguiente a modo de referencia a las siguientes figuras: La FIGURA 1 es una vista superior de un sistema de cojinete de giro horizontal; la FIGURA 2 es una vista en corte del sistema de cojinete de giro horizontal de la FIGURA 1 a lo largo de la sección de la línea 2; la FIGURA 3 es una vista en corte del sistema de cojinete de giro horizontal de la FIGURA 1 a lo largo de la sección de la línea 3; la FIGURA 4 es una vista detallada del sistema de cojinete de giro horizontal de la FIGURA 3 ; la FIGURA 5 es una vista en corte del sistema de cojinete de giro horizontal de la FIGURA 1 a lo largo de la sección de la línea 5; la FIGURA 6 es una vista detallada del sistema de cojinete de giro horizontal de la FIGURA 5; la FIGURA 7 es una vista en corte de otro sistema de cojinete de giro horizontal; la FIGURA 8 es una vista en perspectiva de un separador de cojinete. la FIGURA 9 es una vista detallada de sistemas indicadores alternativos.
Con referencia general a las FIGURAS 1 a 9, se describe un sistema 10 de cojinete de giro horizontal con lubricación de aire y aceite. El sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede ser adecuado para utilizarse en varias aplicaciones que incluyen aplicaciones a altas temperaturas, tales como plantas siderúrgicas con hornos de arco eléctrico. Como se muestra en la FIGURA 1, el sistema de cojinete de giro horizontal puede comprender un primer anillo 20 de cojinete y un segundo anillo 30 de cojinete ubicado de manera concéntrica en relación con el primer anillo de cojinete. El primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo 30 de cojinete forman canales de conducción entre sí, y una pluralidad de rodillos de cojinete pueden ubicarse en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete. Los rodillos de cojinete son capaces de soportar la carga transportada por el cojinete de giro horizontal. El sistema 10 de cojinete de giro horizontal tiene una pluralidad de toberas 70 de liberación, sellos, y lumbreras 80 de salida dispuestas como se describe en lo siguiente .
':. El primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo 30 de cojinete se sujetan por lo general a un sistema circundante soportado por el cojinete de giro horizontal. Como se muestra en la FIGURA 3 por ejemplo, el primer anillo de cojinete puede sujetarse a una base 91 de soporte, mientras que el segundo anillo 30 de cojinete se sujeta a un bastidor 92 base de torreta. De manera alternativa, el primer anillo 20 de co inete puede sujetarse a un bastidor 92 base de torreta, mientras que el segundo anillo de cojinete se sujeta a una base 91 de soporte. En cualquier caso, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede permitir en general que el bastidor 92 base de torreta gire en relación con la base 91 de soporte.
El primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo 30 de cojinete pueden sujetarse a los elementos del sistema circundante mediante pernos 93 y tuercas 94, como se muestra en la FIGURA 3. De manera alternativa, pueden utilizarse pernos prisioneros para sujetar los anillos de cojinete al sistema circundante. Por ejemplo, el segundo anillo 30 de cojinete puede sujetarse a un bastidor 92 base de torreta 5 mediante un perno 93 prisionero, como se muestra en la FIGURA 7. El uso de un perno prisionero puede simplificar el ensamble e instalación del sistema 10 de cojinete de giro horizontal. Además, también se contempla la unión del primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo 30 de cojinete al 0 sistema circundante mediante otros dispositivos mecánicos o técnicas apropiadas .
Como se muestra en la FIGURA 3, el segundo anillo 30 de cojinete puede formarse a partir de dos piezas !' correspondientes, una primera porción 31 del segundo anillo 5 de cojinete y una segunda porción 32 del segundo anillo de cojinete. La sección transversal del segundo anillo de cojinete puede tener en general forma de U y puede ubicarse alrededor del primer anillo 20 de cojinete. De manera alternativa, la sección transversal del primer anillo 20 de 0 cojinete puede tener en general forma de U y puede ubicarse alrededor del segundo anillo 30 de cojinete. El primer anillo "20 de cojinete también puede formarse a partir de dos piezas correspondientes. Otras configuraciones del primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete se contemplan 5 también. Por ejemplo, como se muestra en la FIGURA 7, el primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo 30 de cojinete, pueden tener hendiduras en general en forma de V donde ninguno del primer anillo de cojinete ni el segundo anillo de cojinete se ubican alrededor del otro.
La configuración del sistema 10 de cojinete de giro horizontal representado en la FIGURA 3, en la que el segundo anillo de cojinete se forma a partir de dos piezas correspondientes, puede facilitar el ensamble del sistema de cojinete de giro horizontal. A modo de ejemplo, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede ensamblarse en general al ubicar la segunda porción 32 del segundo anillo de cojinete. A continuación, los rodillos 52 de cojinete inferiores pueden ubicarse y el primer anillo 20 de cojinete puede ubicarse en una posición concéntrica del segundo anillo de cojinete para contener los rodillos de cojinete inferiores. Después, pueden ubicarse los rodillos 53 de cojinete concéntricos y los rodillos 51 de cojinete superiores y la primera porción 31 del segundo anillo de cojinete puede ubicarse en su lugar. De manera alternativa, si el primer anillo 20 de cojinete se forma a partir de dos piezas correspondientes, el proceso de ensamblaje puede proceder al colocar primero una segunda porción de anillo del primer anillo de cojinete, ubicar los rodillos de cojinete inferiores, colocar el segundo anillo de cojinete, ubicar el rodillo concéntrico superior del cojinete, y finalmente colocar la primera porción del primer anillo de cojinete. El desmontaje del sistema 10 de cojinete de giro horizontal también puede facilitarse cuando el primer anillo 20 de cojinete o el segundo anillo 30 de cojinete se forman con dos o más piezas correspondientes.
En operación, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede necesitar inclinarse,. Puede desearse identificar un eje 12 de inclinación del cojinete de giro horizontal. En una modalidad, un sistema 10 de cojinete de giro horizontal también puede comprender un indicador 11 de ensamble de equipo capaz de identificar una ubicación a lo largo de. la circunferencia del anillo de cojinete. El indicador 11 de ensamble puede sujetarse a lo largo de la circunferencia del cojinete de giro horizontal a una posición conocida en relación con el eje 12 de inclinación. El indicador 11 de ensamblaje puede utilizarse para identificar el eje 12 de inclinación de modo que el sistema 10 de cojinete de giro horizontal pueda ubicarse de manera apropiada antes de inclinarse.
De manera alternativa, el indicador 11 de ensamble puede utilizarse para identificar una posición a lo largo de la circunferencia del sistema 10 de cojinete de giro horizontal, que no debe someterse a cargas aumentadas que con frecuencia están presentes en un eje inclinado. Tal posición puede estar presente debido a las limitaciones en los procesos utilizados para tratar con calor cojinetes de giro horizontal de gran tamaño. El indicador 11 de ensamble puede utilizarse para alinear de manera apropiada el sistema 10 de cojinete de giro horizontal y, por medio de ello, evitar el daño en el sistema de cojinete de giro horizontal.
El segundo anillo 30 de cojinete puede ubicarse de manera concéntrica en relación con el primer anillo 20 de cojinete para formar canales 41 y 42 de conducción con el primer anillo de cojinete. Los canales de conducción pueden ser canales o hendiduras entre el primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo 30 de cojinete en el que los rodillos de cojinete entran en contacto con el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete para transportar la carga del sistema del cojinete. Para reducir la fricción y mejorar la eficiencia del sistema de cojinete de giro horizontal, el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete pueden fabricarse para producir una superficie de baja fricción para los canales de conducción. De manera adicional, los canales de conducción pueden endurecerse para reducir el desgaste.
La configuración de los canales de conducción puede depender del diseño del primer anillo 20 de cojinete y el ségundo anillo 30 de cojinete. Como se muestra en la FIGURA 7, por lo menos un canal 41 de conducción superior y un canal 42 de conducción inferior pueden formarse entre el primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo 30 de cojinete. En este ejemplo, una pluralidad de rodillos de cojinete pueden ubicarse de manera oblicua en los canales de conducción superior e inferior entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete para transportar la carga del sistema de cojinete. De manera alternativa, como se muestra en la FIGURA 3, pueden formarse tres canales de conducción que incluyen un canal 41 de conducción superior, un canal 42 de conducción inferior, y un canal 43 de conducción concéntrica para transportar la carga del sistema de cojinete. De manera adicional, el sistema de cojinete de giro horizontal puede comprender pasajes capaces de comunicar de manera fluida aire y aceite a través de los canales de conducción y reunir cierto aceite adyacente al canal de conducción inferior.
Una pluralidad de rodillos de cojinete se ubica en cada canal de conducción entre el primer anillo 20 de ¿ojinete y el segundo anillo 30 de cojinete para proteger la carga del sistema de cojinete. Los rodillos 51 de cojinete superiores pueden ubicarse en el canal 41 de conducción superior y los rodillos 52 de cojinete inferiores pueden ubicarse en el canal 42 de conducción inferior. De manera adicional, los rodillos 53 de cojinete concéntricos pueden ubicarse en el canal 43 de conducción concéntrica, como se muestra en la FIGURA 3. La carga esperada en el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede determinar el número y el tamaño de los rodillos de cojinete empleados. Normalmente, para mayores cargas de cojinete, es mayor el número y tamaño deseado de los rodillos de cojinete utilizados.
Pueden utilizarse diversos tipos de rodillos de cojinete en el sistema de cojinete de giro horizontal. A modo de ejemplo, los rodillos de cojinete pueden ser cojinetes cilindricos, redondos o achaflanados. De manera alternativa, los rodillos de cojinete pueden perfilarse, de modo que el diámetro de un rodillo de cojinete sea mayor en medio del rodillo de cojinete que en los extremos del rodillo de cojinete. Los rodillos de cojinete con tal perfil pueden impedir que se desarrolle una concentración de tensión en los extremos de los rodillos de cojinete. De manera alternativa, los rodillos de cojinete pueden ser cojinetes esféricos o cojinetes redondos cuando sea adecuado para la carga en el sistema de cojinete de giro horizontal.
La pluralidad de rodillos de cojinete ubicados dentro de cada canal de conducción, pueden separarse mediante separadores 54 de cojinete. Los separadores 54 de cojinete pueden impedir que los rodillos de cojinete choquen dentro de ios canales de conducción y pueden asegurar que los rodillos de cojinete permanezcan distribuidos a través de la circunferencia del cojinete de giro horizontal. De manera adicional, los separadores 54 de cojinete pueden proporcionar pasajes que pueden comunicar de manera fluida aire y aceite a través de los canales de conducción para mejorar la lubricación de los rodillos de cojinete y los canales de conducción. De manera alternativa, algunas modalidades del sistema de cojinete de giro horizontal pueden emplear un complemento completo de rodillos de cojinete y pueden no utilizar separadores de cojinete.
Como se muestra en la FIGURA 8a, cada separador 54 de cojinete puede ser en general rectangular y puede ubicarse alrededor de un rodillo de cojinete. En la FIGURA 8b, el separador 54 de cojinete se ilustra ubicado alrededor de un rodillo 51 de cojinete superior. También se contemplan otras configuraciones de separadores de cojinete para utilizarse con el sistema de cojinete de giro horizontal. Por ejemplo, puede formarse un separador de cojinete como una tira adaptada para ubicar múltiples rodillos de cojinete consecutivos. En otro ejemplo, puede adaptarse un separador de cojinete para ubicarse entre rodillos de cojinete consecutivos.
Los separadores 54 de cojinete pueden formarse a partir de materiales adecuados para su uso en una aplicación seleccionada. Por ejemplo, los separadores de cojinete pueden formarse a partir de Delrin® para aplicaciones a altas temperaturas. De manera adicional, los separadores de cojinete pueden formarse a partir de resinas acetálicas. De manera alternativa, los separadores de cojinete pueden formarse a partir de nylon u otro material plástico. En otra alternativa, los separadores de cojinete pueden formarse a partir de acero, bronce, u otros metales apropiados. El material utilizado para formar el separador de cojinete puede ser resistente a altas temperaturas y puede ser duradero para mantener la separación entre los rodillos de cojinete al aplicar cargas pesadas al sistema de cojinete de giro horizontal .
La distribución de fuerzas en el cojinete de giro horizontal puede depender de la configuración de los canales de conducción y los rodillos de cojinete. En la configuración de tres canales de conducción mostrada en la FIGURA 3, los rodillos 51 de cojinete superiores pueden soportar un empuje vertical descendente causado ya sea por cargas descendentes o fuerzas de volcamiento o basculantes aplicadas al sistema 10 de cojinete de giro horizontal. Los rodillos 53 de cojinete concéntricos pueden absorber fuerzas radiales. Los rodillos 52 de cojinete inferiores pueden soportar empujes verticales ascendentes provocados por fuerzas de volcamiento o basculantes aplicadas al sistema 10 de cojinete de giro horizontal. Otras configuraciones de sistema de cojinete de giro horizontal pueden distribuir estas fuerzas de manera distinta en dos o más conjuntos de rodillos de cojinete ubicados en dos o más canales de conducción. Por ejemplo, en la configuración de dos canales de conducción que se muestra en la FIGURA 7, tanto los rodillos 51 de cojinete superiores como los rodillos 52 de cojinete inferiores pueden soportar tanto fuerzas radial como vertical aplicadas al sistema de cojinete de giro horizontal.
En operación, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede permitir que un bastidor 92 base de torreta gire en relación con una base 91 de soporte al permitir que el segundo anillo 30 de cojinete gire en relación con el primer anillo 20 de cojinete. Los rodillos de cojinete y los canales de conducción pueden reducir la fricción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, y reducir la fuerza requerida para hacer girar el sistema 10 de cojinete de giro horizontal. La lubricación dentro del sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede reducir además la fricción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, e inhibir el daño a los rodillos de cojinete y los canales de conducción.
De manera contraria a los sistemas de cojinete de giro horizontal anteriores que utilizaban lubricación con grasa, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal emplea un sistema de aire y aceite presurizado para lubricación. Por ejemplo, el sistema de aire y aceite presurizado para lubricación puede ser el sistema de lubricación de aire/aceite descrito en la Patente Estadounidense No. 6,145,626 de Niemczura, et. al. Como se muestra en las FIGURAS 3 a 6, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal también comprende una pluralidad de toberas 70 de liberación y por lo menos una lumbrera 80 de salida. La pluralidad de toberas 70 de liberación puede liberar aire y aceite en los canales de conducción adyacentes al canal de conducción superior, y las lumbreras 80 de salida pueden expulsar el flujo de aire y aceite de los canales de conducción adyacentes al canal de conducción inferior. Las lumbreras 80 de salida también pueden mantener una cantidad controlada de aceite en el sistema de cojinete de giro horizontal. De manera adicional, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede comprender sellos que pueden regular el flujo de aire a través de los pasajes e inhibir el flujo saliente de aceite de los canales de conducción.
La pluralidad de toberas 70 de liberación pueden ubicarse en múltiples ubicaciones. Las toberas 70 de liberación pueden ubicarse en el primer anillo 20 de cojinete, como se muestra en la FIGURA 5. De manera alternativa, las toberas 70 de liberación pueden ubicarse en el segundo anillo 30 de cojinete. Como se muestra en la FIGURA 6, las toberas 70 de liberación pueden ubicarse para liberar aire y aceite en el canal 41 de conducción superior. En otra alternativa, las toberas 70 de liberación pueden ubicarse para liberar aire y aceite en múltiples canales de conducción en el sistema de cojinete de giro horizontal. El número de toberas de liberación utilizadas puede depender de la circunferencia general del sistema 10 de cojinete de giro horizontal y el número total de rodillos de cojinete utilizados a lo largo junto con otros factores. En una modalidad, las toberas de liberación pueden ubicarse donde se han utilizado previamente engrasadores para lubricar un sistema 10 de cojinete de giro horizontal. Las ubicaciones adicionales para toberas 70 de liberación pueden diseñarse en el primer anillo 20 de cojinete o el segundo anillo 30 de cojinete. Tales ubicaciones adicionales pueden conectarse hasta que sea necesario y pueden utilizarse como un respaldo o reemplazo si se daña una tobera de liberación.
Las lumbreras 80 de salida pueden expulsar el flujo de aire y aceite desde los canales de conducción adyacentes al canal de conducción inferior del sistema 10 de cojinete de giro horizontal. Las lumbreras 80 de salida del sistema 10 de cojinete de giro horizontal también pueden mantener una cantidad controlada de aceite en el sistema de cojinete de giro horizontal. Las lumbreras 80 de salida pueden ubicarse en múltiples ubicaciones en el sistema 10 de cojinete de giro horizontal. Por ejemplo, las lumbreras 80 de salida pueden ubicarse en el primer anillo 20 de cojinete o el segundo anillo 30 de cojinete. En otra alternativa, las lumbreras 80 de salida pueden ubicarse entre el primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo 30 de cojinete. En una modalidad, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede diseñarse para reunir aceite en un colector 81 cerca la lumbrera 80 de salida. El colector 81 puede formarse como parte del sistema de cojinete de giro horizontal entre el primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo de cojinete. De manera alternativa, el colector 81 puede formarse entre el primer anillo de cojinete o el segundo anillo de cojinete y puede colocarse un anillo 82 de colector adyacente a uno de los anillos de cojinete. En un ejemplo, el anillo 82 de colector puede tener en general forma de L en sección transversal, como se muestra en la FIGURA 5. En cualquier caso, el anillo 82 de colector puede formarse como una sola pieza o puede formarse a partir de una o más piezas correspondientes. El colector 81 también puede mantener una cantidad deseada de aceite dentro del sistema de cojinete de giro horizontal. En otra modalidad, el aceite puede mantenerse en un colector externo, deposito de aceite, o dispositivo colector externo similar en lugar de en el interior del sistema de cojinete de giro horizontal.
De manera adicional, las lumbreras 80 de salida pueden ajustarse para regular la cantidad de aceite que se mantendrá en el sistema 10 de cojinete de giro horizontal. í?ór ejemplo, como se muestra en la FIGURA 3, la lumbrera 80 de salida puede ser un tubo de circulación ajustado de manera ascendente en cuanto a longitud para mantener más aceite en él sistema de cojinete de giro horizontal o puede ajustarse de manera descendente en cuanto a longitud para mantener menos aceite en el sistema de cojinete de giro horizontal. Las lumbreras 80 de salida también pueden removerse del sistema de cojinete de giro horizontal para permitir que el aceite se drene desde el interior del sistema de cojinete de giro horizontal. El sistema 10 de cojinete de giro horizontal también puede comprender tapones 83 de desagüe capaces de expulsar el flujo de aceite de los pasajes del sistema de cojinete de giro horizontal. Los tapones 83 de desagüe pueden removerse para drenar el aceite del sistema 10 de cojinete de giro horizontal. De manera adicional, los tapones 83 de desagüe pueden capturar de manera magnética partículas de metal del aceite. Un tapón de desagüe magnético puede mejorar la conflabilidad del sistema 10 de cojinete de giro horizontal al ayudar a remover los contaminantes del sistema de cojinete de giro horizontal que pudieron dañar los rodillos de cojinete y los canales de conducción. En un ejemplo, las lumbreras 80 de salida y los tapones 83 de desagüe pueden ubicarse en el anillo 82 colector, como se muestra en la FIGURA 4.
En otra modalidad, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede comprender dos lumbreras 80 de salida ubicadas adyacentes al eje 12 de inclinación del sistema de cojinete de giro horizontal. Cuando el sistema 10 de cojinete de giro horizontal se inclina durante la operación, el aceite puede fluir dentro del sistema de cojinete de giro horizontal hasta el punto más bajo. Al ubicar las lumbreras 80 de salida adyacentes al eje 12 de inclinación del sistema 10 de cojinete de giro horizontal, el nivel de aceite en la lumbrera de salida puede mantenerse cuando el sistema 10 de cojinete de giro, horizontal se inclina, y la posibilidad de que el aceite salga del sistema 10 de cojinete de giro horizontal cuando el sistema de cojinete de giro horizontal se inclina, también puede disminuir.
El sistema 10 de cojinete de giro horizontal también tiene sellos que pueden regular el flujo de aire a "¦ través de los pasajes e inhibir el flujo saliente de aceite desde los canales de conducción. Como se muestra en la FIGURA 5, el cojinete de giro horizontal tiene un sello 61 superior ubicado entre el primer anillo 20 de cojinete y el segundo anillo de cojinete. De manera adicional, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede tener una cubierta 65 de 0 sello superior ubicada para ayudar a ubicar el sello 61 superior. La cubierta de sello superior puede incrementar la presión en el sello superior para ayudar a regular la presión ele aire dentro del sistema de cojinete de giro horizontal. Como se muestra en la FIGURA 6 , la cubierta 65 de sello 5 superior puede sujetarse al primer anillo de cojinete. La cubierta del sello superior puede extenderse sobre por lo menos una porción del sello superior. De manera alternativa, la cubierta 65 de sello superior puede sujetarse al segundo anillo de cojinete. En otra alternativa, la cubierta del sello superior también puede sujetarse al sello superior.
El sistema 10 de cojinete de giro horizontal también puede comprender un sello 84 inferior ubicado adyacente al primer anillo 20 de cojinete, que puede impedir el flujo saliente de aire y aceite de los pasajes a través de los anillos de cojinete. De manera alternativa, el sello 84 inferior puede ubicarse adyacente al canal de conducción inferior. El sello inferior también puede ubicarse entre el primer anillo 20 de cojinete y una porción del anillo 82 colector para impedir que el aceite se derrame del colector. Como se muestra en la FIGURA 3, el sello inferior puede formarse como una junta tórica o empaque similar capaz de üimpedir el flujo saliente de aire y aceite. Como con el sello superior, una cubierta de sello inferior, no mostrada, también puede emplearse, la cual sea capaz de aplicar una fuerza para ayudar a ubicar el sello inferior.
El sistema 10 de cojinete de giro horizontal también puede comprender una válvula 62 de control de presión de aire ubicada entre el segundo anillo de cojinete y el primer anillo de cojinete. De manera adicional, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal también puede comprender un ¾«¦ anillo 63 de junta ubicado adyacente al segundo anillo de cojinete. En otra alternativa, la válvula 62 de control de presión de aire puede ubicarse adyacente al anillo 63 de junta, como se muestra en la FIGURA 3. La válvula 62 de control de presión de aire, puede regular el flujo de aire a través de los pasajes y canales de conducción del sistema de cojinete de giro horizontal. Por ejemplo, la válvula 62 de control de presión de aire puede no separarse del anillo de junta durante la operación normal, sino que puede operar como una válvula de alivio cuando se incrementa la presión de aire dentro del sistema de cojinete de giro horizontal.
'"¦ El anillo 63 de junta puede ubicarse adyacente al segundo anillo de cojinete con un espacio predeterminado entre los mismos. Para facilitar la instalación y alineamiento del anillo 63 de junta, el anillo de junta puede diseñarse con un indicador 64 de anillo de junta para asegurar la ubicación apropiada del anillo de junta en relación con el segundo anillo de co inete. El espacio predeterminado entre el anillo 63 de junta y el segundo anillo de cojinete, puede dimensionarse de modo que la válvula 62 de control de presión de aire se ajusta de manera segura entre el anillo de junta y el segundo anillo de cojinete. En una modalidad, la válvula 62 de control de presión de aire puede insertarse en una abertura en la segunda porción 32 del segundo anillo de cojinete, como se muestra en la FIGURA 4. El anillo 63 de junta puede instalarse después, de modo que el anillo 63 de junta, en combinación con la válvula 62 de control de presión de aire, pueda regular la presión de aire dentro del sistema de cojinete de giro horizontal. En otra modalidad, la válvula de control de presión de aire puede insertarse en una abertura en el anillo de junta, de modo que, cuando el anillo de junta se. instale, la válvula de control de presión de aire opere en combinación con una superficie del segundo anillo de cojinete.
Asimismo, como se muestra en la FIGURA 4, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede comprender una cubierta 66 de válvula de control de presión de aire. La cubierta 66 de válvula de control de presión de aire puede ubicarse adyacente por lo menos a una superficie del segundo anillo de cojinete y cubrir por lo menos una porción de la válvula 62 de control de presión de aire. Como se muestra en la FIGURA 4, la cubierta 66 de válvula de control de presión de aire puede sujetarse al anillo 63 de junta adyacente a la segunda porción 32 del segundo anillo de cojinete y también puede extenderse sobre por lo menos una porción de la válvula 62 de control de presión de aire. Para reducir la fricción durante la operación del cojinete de giro horizontal, puede ser deseable mantener un espacio entre la cubierta 66 de válvula de control de presión de aire y el segundo anillo de cojinete. De manera alternativa, la cubierta 66 de válvula de control de presión de aire puede sujetarse al segundo anillo de cojinete y puede mantenerse un espacio entre la válvula de control de presión de aire y el anillo de junta. En otra 5 alternativa, la cubierta 66 de válvula de control de presión de aire puede sujetarse a la válvula 62 de control de presión de aire y puede aplicar una fuerza para ayudar a ubicar la válvula de control de presión de aire.
Con el paso del tiempo, los sellos pueden 0 desgastarse y puede ser necesario reemplazarlos. Para facilitar su reemplazo, puede ser deseable que los sellos sean componentes separados. De manera alternativa, los sellos pueden ser una parte integral del primer anillo 20 de cojinete, el segundo anillo 30 de cojinete o el anillo 82 5 colector. Pueden utilizarse varios materiales para formar los sellos. Por ejemplo, los sellos pueden formarse a partir de un material polimérico de calidad industrial apropiado para su uso en un ambiente a altas temperaturas . Las cubiertas de ' '¦' Oíos sellos pueden proteger los sellos contra el ambiente 0 éxterno para reducir el riesgo de que los sellos se dañen.
A modo de ejemplo, la presión de aire dentro de los canales de conducción del sistema 10 de cojinete de giro horizontal pueden mantenerse en el margen de entre 0.14060 y 0.35152 kg/cm2 (2 y 5 psig) . El aire . presurizado puede entrar 5 al sistema de cojinete de giro horizontal a través de la tobera de liberación y los sellos y la válvula de control de presión de aire puede mantener la presión de aire dentro del sistema de cojinete de giro horizontal. El sello 61 superior pueden diseñarse para soportar mayor presión que el sello 84 inferior y la válvula 62 de control de presión de aire, de modo que si llega a ocurrir una fuga el aire y el aceite presurizado aún pueden fluir desde el canal de conducción superior hacia abajo y a través de los otros canales de conducción para permitir lubricación continua de los canales de conducción y los rodillos de cojinete.
Durante la operación, el aire y el aceite presurizados pueden combinarse. En una modalidad, una liberación intermitente medida de aceite puede realizarse en un flujo continuo de aire presurizado. La cantidad de aceite liberado en el flujo de aire presurizado puede ser menos que la cantidad de lubricante requerido con sistemas anteriores. El aceite y el aire pueden combinarse a través del uso de un bloque mezclador, mezcladora en T, u otros componentes similares conocidos en la técnica anterior. El aire y el aceite presurizados pueden pasar después a través de mangueras o tubos hacia las toberas 70 de liberación y pueden liberarse en los canales de conducción' del sistema 10 de Cojinete de giro horizontal. El aire y el aceite presurizados transportan aceite de lubricación a los canales de conducción y los rodillos de cojinete ubicados en los mismos. El aire presurizado puede aumentar dentro del sistema 10 de cojinete de giro horizontal y la presión de aire aumentada dentro del sistema de cojinete de giro horizontal puede regularse mediante los sellos, como se menciona en lo anterior. Esta presión aumentada dentro del sistema · 10 de cojinete de giro horizontal puede reducir la probabilidad de que los contaminantes entren desde el ambiente circundante al sistema de cojinete de giro horizontal. Asimismo, la presión de aire aumentada dentro del sistema 10 de cojinete de giro horizontal, puede impulsar al lubricante de aceite hacia los canales de conducción, lo que mejora la efectividad de la lubricación entre los canales de conducción y los elementos de cojinete. Al recudir la contaminación y mejorar la lubricación, el sistema 10 de cojinete de giro horizontal tiende menos a dañarse o desgastarse y puede aumentar la conflabilidad y la vida operativa de éste.
El aceite que sale del sistema 10 de cojinete de giro horizontal a través de las lumbreras 80 de salida se reúne para reutilización o desecho. El sistema de cojinete de giro horizontal también puede comprender mangueras o tubos conectados a las lumbreras 80 de salida para canalizar el aceite utilizado hacia un recipiente de almacenamiento. El aceite utilizado puede desecharse después o filtrarse para remover contaminantes y reutilizarse . El aceite filtrado puede liberarse de nuevo en el sistema 10 de cojinete de giro horizontal a través de las toberas 70 de liberación, como se describe en lo anterior. En una modalidad, el aire y aceite presurizados pueden liberarse en el cojinete de giro horizontal cerca del canal 41 de conducción superior, como se muestra en las FIGURAS 5 y 6. El aceite puede conducirse después a través del canal 43 de conducción concéntrico y el canal 42 de conducción inferior mediante una disminución de gravedad y presión hasta que el aceite alcance la lumbrera 80 de salida. El aceite puede fluir de manera continua a través de los canales de conducción mediante el aire presurizado dentro del sistema de cojinete de giro horizontal. El sistema 10 de cojinete de giro horizontal puede diseñarse para reunir aceite en el colector 81 cerca la lumbrera 80 de salida. De manera alternativa, puede proporcionarse un depósito de aceite o recipiente similar fuera del sistema 10 de cojinete de giro horizontal para reunir el aceite utilizado.
También se describe un sistema indicador que tiene la capacidad de monitorear el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal. El sistema indicador es un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete, uña primera referencia conectada con el primer anillo de cojinete y ubicada en relación con una segunda referencia en el segundo anillo de cojinete, lo que proporciona una distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia. La distancia medible es capaz de cambiar con el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal. Con el uso, los canales de conducción, rodillos de cojinete, y otros componentes del sistema 10 de cojinete de giro horizontal se desgastan, lo que resulta en el cambio de posición del segundo anillo de cojinete en relación con el primer anillo de cojinete. Conforme la posición del segundo anillo de cojinete cambia, la distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia cambia e indica el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal. Un cambio en la distancia medible también puede indicar la necesidad de mantenimiento o inspección antes de que ocurra una falla real en el cojinete de giro horizontal. El sistema indicador proporciona un método para monitorear el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal al monitorear el cambio en la distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia.
Como se muestra en la FIGURA 4, la primera referencia puede ser una cubierta 66 de válvula de control de presión de aire ubicada adyacente a por lo menos una superficie del segundo anillo de cojinete. La segunda referencia puede ser una muesca 67 formada en la superficie exterior del segundo anillo de cojinete, como se muestra. Como se ilustra en la FIGURA 4, la muesca 67 se forma en la superficie exterior de la segunda porción 32 del segundo anillo de cojinete. En esta configuración, la cubierta 66 de válvula de control de presión de aire se extiende a la muesca 67, pero puede no entrar en contacto con el segundo anillo de cojinete, en lugar de ello, puede formar un espacio entre la cubierta 66 de la válvula de control de presión de aire y por lo menos una superficie del segundo anillo de cojinete. El espacio es una distancia medible que puede cambiar con el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal. En una modalidad, . el espacio puede ser de alrededor de 7.62 milímetros (0.030 pulgadas) y puede medirse, por ejemplo, con ün sensor o un gálibo de libre paso que puede realizar mediciones pequeñas, por ejemplo, por debajo de 2.5"2 milímetros (0.001 pulgadas). En otra modalidad, la distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia puede monitorearse mediante un sistema automático que puede proporcionar una alarma cuando el cambio en la distancia medible excede un umbral .
En general, con referencia a la FIGURA 9, también se contemplan otras configuraciones de la primera referencia y la segunda referencia para su uso con la presente descripción. Por ejemplo, como se muestra en. la FIGURA 9A, la primera referencia puede comprender una cubierta 66 de válvula de control de presión de aire y la segunda referencia puede comprender una marca 68 de referencia formada sobre o en la superficie del segundo anillo de cojinete. En otras alternativas, la primera referencia puede comprender una proyección o una cubierta de sello unida al primer anillo de cojinete. Como se muestra en la FIGURA 9B, la primera referencia puede comprender el anillo 63 de junta, mientras que la segunda referencia comprende una proyección 69 desde 5 el segundo anillo de cojinete. La proyección desde el segundo anillo de cojinete puede ser una cubierta de sello, una 'cubierta de válvula de control de presión de aire, u otra protuberancia que forme una distancia medible con la primera referencia. En aún otra alternativa, la primera referencia 0 puede comprender una muesca 71 unida al primer anillo de cojinete. Una proyección 69 desde el segundo anillo de cojinete puede extenderse a la muesca 71 unida al primer anillo de cojinete para formar la distancia medible. En aún otra alternativa, la primera referencia puede comprender la 5 cubierta 65 de sello superior, y la segunda referencia puede comprender una muesca formada en una superficie de la primera porción 31 del segundo anillo de cojinete, como se muestra en la FIGURA 6.
En cualquier caso, la ubicación de la primera 0 referencia y la segunda referencia deben seleccionarse de modo que la distancia medible pueda ser accesible de manera razonable para monitoreo e inspección. En cada alternativa, la distancia medible puede cambiar con el desgaste del ' - sistema de cojinete de giro horizontal y el cambio en la 5 distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia puede permitir el monitoreo de desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal.
El sistema 10 de' cojinete de giro horizontal que emplea lubricación de aire y aceite presurizados tiene varias ventajas sobre los sistemas de circulación de aceite y grasa. La cantidad de aceite utilizado es menor, con lo que reduce el costo y el riesgo de incendio. Pueden utilizarse aceites no inflamables para reducir además el riesgo de incendio, pero con mayor costo. A diferencia de la grasa, que sólo puede utilizarse una vez, el aceite puede filtrarse y reutilizarse varias veces. Asimismo, el volumen de aceite utilizado para lubricar un sistema 10 de cojinete de giro horizontal que emplea lubricación de aire y aceite presurizados puede ser menor que el volumen del aceite utilizado para lubricación de aceite circulante, y aún puede ser efectiva para lubricar el sistema de cojinete, debido a que los sistemas de circulación de aceite pueden resultar deficientes en ocasiones al liberar aceite en las partes del sistema de cojinete. Al utilizar menos aceite, también puede reducirse la fuga de aceite del cojinete. La capacidad de reutilizar el lubricante y utilizar menos aceite disminuye la cantidad total de lubricante, lo que reduce el costo operativo del sistema. Asimismo, al reutilizar el aceite, puede reducirse el costo de desechar el lubricante utilizado de acuerdo con los reglamentos ambientales. El lubricante específico identificado como una mezcla de aire y aceite no necesita ser un aceite o estar clasificado como un aceite. La mezcla de aire-aceite puede formarse a partir de cualquier lubricante adecuado que pueda mezclarse con aire u otro gas adecuado .
El aire presurizado puede fluir de manera continua a través del sistema 10 de cojinete de giro horizontal y el aceite puede inyectarse sólo a intervalos regulares, según se requiera, para lubricar los canales de conducción y los rodillos de cojinete. En una modalidad, el aceite puede inyectarse en intervalos regulares, tales como alrededor de cada treinta minutos. En un caso, el aceite se libera en general de manera más o menos frecuente, dependiendo de los requerimientos de lubricación del sistema de cojinete de giro horizontal. El flujo, presión y volumen del aire y aceite también pueden monitorearse para proporcionar información de diagnóstico sobre la operación y desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal. La posible falla del sistema de lubricación, puede detectarse con anticipación y, por lo tanto, puede realizar su mantenimiento antes de que el sistema de cojinete de giro horizontal resulte dañado. Por lo tanto, el sistema de cojinete de giro horizontal también puede operar a una temperatura más baja. A diferencia de los sistemas de circulación de grasa y aceite, la lubricación con aire-aceite no llena todo el volumen del sistema de cojinete de giro horizontal y, por lo tanto, se reduce la fricción dentro del sistema. Además, el flujo continuo de aire dentro del sistema de cojinete de giro horizontal puede proporcionar enfriamiento al sistema. La temperatura del aire y aceite también puede medirse para detectar temperaturas elevadas dentro del sistema de cojinete de giro horizontal, y ayudar a monitorear la operación y rendimiento del sistema de cój inete .
¦ El sistema puede filtrar el aire y el aceite para remover contaminantes y partículas creadas dentro del sistema de cojinete de giro horizontal. A diferencia de los lubricantes de grasa que retienen contaminantes, el aire y el aceite filtrados pueden tender menos a reunir material extraño que pudiera dañar los canales de conducción y los rodillos de cojinete. Además, el aceite puede limpiarse por completo desde el sistema de cojinete de giro horizontal y permitir el análisis de cualquier contaminante para evaluar él grado de desgaste dentro del sistema de cojinete de giro horizontal. Al remover la contaminación del sistema de cojinete de giro horizontal y mejorar la capacidad de inspeccionar el cojinete de giro horizontal, la lubricación de aire y aceite presurizados pueden mejorar la conflabilidad del sistema del cojinete de giro horizontal y reducir la frecuencia de fallas inesperadas.
Aunque la invención se ha descrito con referencia detallada a una o más modalidades, la descripción debe considerarse ilustrativa y no restrictiva. Aquellos con experiencia en la técnica desarrollarán modificaciones y alteraciones al leer y comprender esta especificación. Se pretende incluir todas esas modificaciones y alteraciones, siempre y cuando se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones o los equivalentes de las mismas.

Claims (57)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de co inete de giro horizontal caracterizado porque comprende: (a) un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete ubicados de manera concéntrica en relación mutua que forman por lo menos canales de conducción superior e inferior entre los mismos, (b) una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, (c) una pluralidad de toberas de liberación que pueden liberar una mezcla de aire y aceite en los canales de conducción adyacentes al canal de conducción superior, (d) pasajes que pueden comunicar de manera fluida la mezcla de aire y aceite a través de los canales de conducción y reunir cierta cantidad de aceite de la mezcla, adyacentes al canal de conducción inferior, (e) sellos que pueden regular el flujo de aire a través de los pasajes e inhibir el flujo saliente de aceite de los canales de conducción, y (f) por lo menos una lumbrera de salida que puede expulsar el flujo de aire y aceite desde los canales de conducción, adyacente al canal de conducción inferior.
2. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo anillo de cojinete se forma a partir de dos piezas correspondientes .
3. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo anillo de cojinete tiene forma de U y se ubica alrededor del primer anillo de cojinete.
4. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer anillo de cojinete se forma a partir de dos piezas correspondientes.
'··"' 5. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer anillo de cojinete tiene forma de U y se ubica alrededor del segundo anillo de cojinete.
6. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo anillo de cojinete ubicado de manera concéntrica relativa al primer anillo de cojinete forma dos canales de conducción con una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados de manera oblicua en los canales de conducción superior e inferior entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete.
7. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo anillo de cojinete ubicado de manera concéntrica en relación con el primer anillo de cojinete forma tres canales de conducción, un canal de conducción superior, un canal de conducción inferior, y un canal de conducción concéntrico, con una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada 5 canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete.
8. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer anillo de cojinete se sujeta a una base de soporte y 0 el segundo anillo de cojinete se sujeta a un bastidor base de torreta .
9. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1', caracterizado porque el primer anillo de cojinete se sujeta a un bastidor base de 5 torreta y el segundo anillo de cojinete se sujeta a una base de soporte .
10. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene un eje de inclinación y dos lumbreras de salida 0 ubicadas adyacentes al eje de inclinación.
11. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos una lumbrera de salida también es capaz de reunir -' "· na cantidad controlada de aceite en el sistema de cojinete 5 de giro horizontal.
: 12. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un colector capaz de mantener una cantidad deseada de aceite dentro del sistema de cojinete de giro horizontal.
13. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende por lo menos una tapón de desagüe capaz de expulsar el flujo de aceite de los pasajes del sistema de cojinete de giro horizontal.
14. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque por lo menos una tapón de desagüe puede expulsar el flujo de aceite de los pasajes del sistema de cojinete de giro horizontal y puede capturar de manera magnética partículas metálicas en el aceite.
15. El sistema de co inete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los sellos que pueden regular el flujo de aire a través de los pasajes comprenden por lo menos un sello superior ubicado entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de coj inete .
16. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un sello inferior colocado adyacente al canal de conducción inferior para impedir el flujo saliente de aire y aceite de los pasajes a través de los anillos de coj inete .
17. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los sellos que pueden regular el flujo de aire a través de los pasajes comprenden por lo menos una válvula de control de presión de aire ubicada entre el segundo anillo de cojinete y el primer anillo de co inete.
18. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende cubiertas de sello ubicadas adyacentes a los sellos y que pueden aplicar fuerza para ayudar a ubicar los sellos. 1
19. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque las cubiertas de los sellos se sujetan a los sellos.
20. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un anillo de junta ubicado adyacente al segundo anillo de cojinete.
21. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque los sellos que pueden regular el flujo de aire a través del pasaje comprenden una válvula de control de presión de aire Ubicada adyacente al anillo de junta.
22. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un indicador de ensamble capaz de identificar una ubicación a lo largo de la circunferencia de los anillos de cojinete.
23. Un sistema de cojinete de giro horizontal caracterizado. porque comprende: (a) un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete ubicados de manera concéntrica en relación mutua que forman por lo menos canales de conducción superior e inferior entre los mismos, (b) una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, (c) una pluralidad de toberas de liberación capaz de liberar una mezcla de aire y aceite en los canales de conducción adyacentes al canal de conducción superior, (d) pasajes que pueden comunicar de manera fluida la mezcla de aire y aceite a través de los canales de conducción y reunir cierta cantidad de aceite de la mezcla adyacente al canal de conducción inferior, (e) por lo menos una lumbrera de salida que puede expulsar el flujo de aire y aceite desde los canales de conducción adyacentes al canal de conducción inferior, (f) un sello superior ubicado entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, (g) un sello inferior adyacente al primer anillo de cojinete que puede impedir el flujo saliente de aire y aceite de los pasajes a través de los anillos de cojinete, (h) un anillo de junta ubicado adyacente por lo menos a una superficie del segundo anillo de cojinete, e (i) una válvula de control de presión de aire ubicada adyacente al anillo de junta que puede regular el flujo de aire a través de los pasajes.
24. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el segundo anillo de cojinete se forma a partir de dos piezas correspondientes .
25. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el segundo anillo de cojinete tiene forma de U y se ubica alrededor del primer anillo de cojinete.
26. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el primer anillo de cojinete se forma a partir de dos piezas correspondientes .
27. El sistema de co inete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el primer anillo de cojinete tiene forma de U y se ubica alrededor del segundo anillo de cojinete.
28. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el segundo anillo de cojinete ubicado de manera concéntrica en relación con el primer anillo de cojinete, forma dos canales de conducción con una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados . de manera oblicua en los canales de conducción superior e inferior entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete.
29. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el segundo anillo de cojinete ubicado de manera concéntrica en relación con el primer anillo de cojinete forma tres canales de conducción, un canal superior de conducción, un canal de conducción inferior y un canal de conducción concéntrico, bon una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete.
30. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el primer anillo de cojinete se sujeta a una base de soporte y el segundo anillo de cojinete se sujeta a un bastidor base de torreta .
31. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el primer anillo de cojinete se sujeta a un bastidor base de ·' torreta y el segundo anillo de cojinete se sujeta a una base de soporte .
32. El sistema de cojinete de giro horizontal de 5 conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque tiene un eje de inclinación y dos lumbreras de salida ubicadas adyacentes al eje de inclinación.
33. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque 0 por lo menos una lumbrera de salida también puede reunir una cantidad controlada de aceite en el sistema de cojinete de giro horizontal.
34. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además 5 porque comprende un colector que puede mantener una cantidad deseada de aceite dentro del sistema de cojinete de giro horizontal .
35. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además 0 porque comprende por lo menos un tapón de desagüe que puede expulsar el fluido de aceite de los pasajes del sistema de cojinete de giro horizontal.
36. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque 5 por lo menos un tapón de desagüe que puede expulsar el flujo de aceite desde el sistema de cojinete de giro horizontal, puede capturar de manera magnética partículas metálicas en el aceite .
37. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque comprende una cubierta de sello superior ubicada adyacente al primer anillo de cojinete y que puede aplicar fuerza para ayudar a ubicar el sello superior.
38. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además porque comprende una cubierta de válvula de control de presión de aire ubicada adyacente por lo menos a una superficie del segundo anillo de cojinete y que cubre por lo menos una porción de la válvula de control de presión de aire .
39. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque una distancia medible entre la cubierta de la válvula de control de presión de aire y una referencia en el segundo anillo de cojinete cambia con el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal.
40. El sistema de cojinete de giro horizontal de "conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque se proporciona una distancia medible adyacente a por lo menos una superficie del segundo anillo de cojinete y puede cambiar con el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal.
41. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque se forma una distancia medible entre una primera referencia conectada con el primer anillo de cojinete y una muesca formada en el segundo anillo de cojinete.
42. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque se forma una distancia medible entre una primera referencia conectada con el primer anillo de cojinete y una proyección del segundo anillo de cojinete.
43. El sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además porque comprende un indicador de ensamble capaz de identificar una ubicación a lo largo de la circunferencia de los anillos de cojinete.
44. Un método para monitorear el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal, caracterizado porque comprende : (a) ensamblar un sistema de cojinete de giro horizontal que comprende: (I) un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete ubicados de manera concéntrica en relación mutua y que forman por lo menos canales de conducción superior e inferior, (II) una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, y (III) un sistema indicador tiene una primera referencia conectada con el primer anillo de cojinete y ubicada en relación con una segunda referencia en el segundo anillo de cojinete para proporcionar una distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia, donde la distancia medible cambia con el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal; y (b) monitorear un cambio en la distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia para monitorear el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal.
45. El método, para monitorear el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque la segunda referencia comprende una muesca .formada en la superficie exterior del segundo anillo de cojinete.
46. El método para monitorear el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque la segunda referencia comprende una proyección desde el segundo anillo de cojinete.
47. El método para monitorear el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque la segunda referencia comprende una marca de referencia formada en la superficie del segundo anillo de cojinete.
48. El método para monitorear el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque la primera referencia comprende una cubierta de válvula de control de presión de aire ubicada adyacente a por lo menos una superficie del segundo anillo de cojinete.
49. El método para monitorear el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque la etapa de monitorear un cambio en la distancia medible comprende utilizar un calibrador de bujías para medir la distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia.
50. Un sistema indicador que tiene la capacidad para monitorear el desgaste de un sistema de cojinete de giro horizontal, caracterizado porque comprende: (a) un primer anillo de cojinete y un segundo anillo de cojinete ubicados de manera concéntrica en relación mutua, que forman por lo menos canales de conducción superior e inferior, (b) una pluralidad de rodillos de cojinete ubicados en cada canal de conducción entre el primer anillo de cojinete y el segundo anillo de cojinete, y (c) una primera referencia conectada con el primer anillo de cojinete y ubicada en relación con una segunda referencia en el segundo anillo del cojinete, que proporciona una distancia medible entre la primera referencia y la segunda referencia, donde la distancia medible puede cambiar con el desgaste del sistema de cojinete de giro horizontal.
51. El sistema indicador de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la primera referencia comprende una proyección unida al primer anillo de cojinete.
52. El sistema indicador de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la primera referencia comprende una cubierta de sello unida al primer anillo de coj inete .
53. El sistema indicador de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la primera referencia comprende una cubierta de válvula de control de presión de aire ubicada adyacente a por lo menos una superficie del segundo anillo de cojinete.
54. El sistema indicador de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la primera referencia comprende una muesca unida al primer anillo de cojinete.
55. El sistema indicador de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la segunda referencia comprende una muesca formada en la superficie exterior del segundo anillo de cojinete.
56. El sistema indicador de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la segunda referencia comprende una proyección desde el segundo anillo de cojinete.
57. El sistema indicador de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la segunda referencia comprende una marca de referencia formada en la superficie del segundo anillo de cojinete.
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