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Rodamientos con sensores: componentes centrales inteligentes en el ámbito industrial

En los sectores industriales actuales, en rápida evolución, como la automoción, el ferrocarril, la energía eólica y la automatización industrial, la capacidad de detección precisa y la estabilidad mecánica son de vital importancia. Los rodamientos con sensor se han desarrollado específicamente para responder a estas demandas. A diferencia de los rodamientos tradicionales, los rodamientos con sensor integran el rendimiento mecánico con la tecnología de detección inteligente, lo que permite una monitorización precisa de la velocidad, la posición, la temperatura o la vibración dentro de los sistemas rotativos. Esto ayuda a los fabricantes a reducir la complejidad del sistema, mejorar el rendimiento y recopilar datos críticos de la máquina en tiempo real.

Los rodamientos para sensores son componentes multifuncionales que integran precisión rodamientos con sensores integrados para medir parámetros como la velocidad de giro, la dirección, la posición o la temperatura. Al reducir la necesidad de componentes externos, el sensor Los rodamientos mejoran la inteligencia del sistema y se utilizan ampliamente en aplicaciones como los sistemas antibloqueo de frenos de automóviles, las turbinas eólicas, los equipos ferroviarios y la maquinaria industrial.

En esta guía, profundizaremos en la principios de funcionamientoventajas, aplicaciones habituales y por qué NYZ es un proveedor de confianza para compradores de todo el mundo.

¿Qué son los rodamientos de los sensores?

Los rodamientos con sensor son rodamientos mecánicos integrados con sensores. Estos sensores pueden medir parámetros físicos como la velocidad, el ángulo, el par o la temperatura y transmitir datos en tiempo real al sistema de control. En función de la aplicación, se utilizan diferentes tipos de sensores pueden utilizarse en el interior del rodamiento:

Sensores de efecto Hall: Miden la velocidad y la dirección detectando campos magnéticos.

Sensores ópticos: Determinan la posición o la rotación mediante luz y reflectores.

Sensores inductivos: Detectan el movimiento junto con objetivos metálicos.

Sensores de temperatura (por ejemplo, termistores Pt100): Controlan la temperatura de los rodamientos.

Cada unidad portadora de sensores incluye normalmente un módulo sensor, una unidad de acondicionamiento de señales y una interfaz de transmisión de señales (por cable o inalámbrica).

Dado que los sensores están integrados directamente en el rodamiento, este diseño ahorra espacio, reduce el tiempo de instalación y simplifica el mantenimiento del sistema.

¿Cómo funcionan los sensores trabajo de los rodamientos?

La estructura típica de un rodamiento con sensor incluye un anillo interior, un anillo exterior, elementos rodantes (tales como bolas o rodillos), módulo sensor, anillo magnético (codificador) y circuitos de procesamiento de señales. Su principio de funcionamiento estándar implica principalmente dos funciones básicas:

Detección de velocidad y dirección

Un anillo magnetizado es instalado en el componente giratorio del rodamiento (como el eje). Cuando el eje gira, el chip sensor detecta cambios en el campo magnético mediante el efecto Hall y los convierte en impulsos eléctricos, indicando así la velocidad y el sentido de giro. A continuación, las señales eléctricas se transmiten a la unidad de control electrónico (ECU) o al sistema de supervisión industrial para obtener información en tiempo real y ajustar el sistema.

Control de la temperatura

Los sensores de temperatura de alta precisión, como los termistores Pt100, están integrados en el rodamiento. Cuando el el rodamiento genera calor bajo cargas pesadas, los sensores controlan continuamente la temperatura y transmiten los datos al sistema de vigilancia para activar alarmas de sobrecalentamiento o activar sistemas de refrigeración.

Gracias a este diseño, los rodamientos con sensores no sólo proporcionan un soporte rotacional de alto rendimiento, sino que también dotan a los sistemas mecánicos de capacidad de detección, lo que los convierte en un componente clave en la transición hacia la fabricación inteligente.

¿Cuáles son los ámbitos de aplicación de los rodamientos con sensores?

Sensor Los rodamientos tienen una amplia aplicación en diversos sectorescon escenarios de aplicación comunes que incluyen:

Industria del automóvil

Sistema antibloqueo de frenos (ABS): Los sensores de velocidad de las ruedas integrados en los cojinetes de los cubos ayudan a evitar el bloqueo de las ruedas al frenar.

Dirección asistida eléctrica (EPS): Los sensores de par y ángulo mejoran el control de la dirección.

Vehículos eléctricos (VE): Supervise la velocidad del rotor y la carga para optimizar el rendimiento del motor.

Aerogeneradores

Los rodamientos con sensores controlan la temperatura y las vibraciones de los ejes principales o las multiplicadoras de las turbinas, lo que permite detectar a tiempo problemas como el desgaste, el sobrecalentamiento o el desequilibrio, reduciendo así los tiempos de inactividad y mejorando la eficacia operativa y la disponibilidad de los parques eólicos.

Ferrocarriles

En los vehículos ferroviarios, los rodamientos con sensores se utilizan para la detección de la velocidad de las ruedas, el control de la temperatura de los ejes y los sistemas de alerta basados en el estado. Ayudan a los equipos de mantenimiento a predecir fallos, ampliar los intervalos de mantenimiento y garantizar la seguridad operativa.

Automatización industrial

Los brazos robóticos y las máquinas herramienta CNC confían en los rodamientos con sensor para el control preciso de ángulos y movimientos, con aplicaciones que incluyen cajas de engranajes, ejes de transmisión y rodillos transportadores.

¿Cuáles son las ventajas de los rodamientos con sensor?

En comparación con los sistemas tradicionales, que requieren sensores independientes, los cojinetes de sensores ofrecen numerosas ventajas, entre ellas:

Diseño compacto

Al integrar sensores con rodamientos, el sistema se hace más pequeño y ligero. No requiere espacio adicional para el cableado o la instalación de sensores externos, por lo que resulta ideal para sistemas con limitaciones de espacio, como vehículos eléctricos y robots.

Reducción del tiempo de instalación

Las unidades premontadas simplifican la integración del sistema, reduciendo la necesidad de cableado y soportes de montaje, acortando significativamente el tiempo de instalación y mantenimiento y mejorando la eficiencia general.

Control en tiempo real

Los rodamientos con sensores supervisan continuamente datos en tiempo real sobre parámetros críticos como la velocidad del eje, la dirección, la temperatura o las vibraciones, lo que ayuda a detectar anomalías en una fase temprana y a evitar fallos en los equipos y riesgos para la seguridad.

Mejorar la automatización y la inteligencia

Cuando se integran con unidades de control electrónico o sistemas de control industrial, los rodamientos con sensores pueden pasar a formar parte de un sistema de control de bucle cerrado, lo que permite una gestión más precisa de los equipos.

Integración de sistemas multifuncionales y rentabilidad

Los rodamientos con sensores pueden integrarse fácilmente con controladores lógicos programables (PLC) industriales, unidades de control electrónico de automoción y sistemas de supervisión inalámbricos (a través de bus CAN, Bluetooth, etc.), ofreciendo una excelente relación coste-eficacia.