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Rolamentos com sensores: componentes centrais inteligentes no sector industrial

Nos actuais sectores industriais em rápida evolução, como o automóvel, o ferroviário, a energia eólica e a automação industrial, as capacidades de deteção precisa e a estabilidade mecânica são de importância crítica. Os rolamentos com sensores foram desenvolvidos especificamente para responder a estas exigências. Ao contrário dos rolamentos tradicionais, os rolamentos com sensores integram o desempenho mecânico com tecnologia de deteção inteligente, permitindo a monitorização precisa da velocidade, posição, temperatura ou vibração em sistemas rotativos. Isto ajuda os fabricantes a reduzir a complexidade do sistema, melhorar o desempenho e recolher dados críticos da máquina em tempo real.

Os rolamentos de sensores são componentes multifuncionais que integram precisão rolamentos com sensores incorporados para medir parâmetros como a velocidade de rotação, a direção, a posição ou a temperatura. Ao reduzir a necessidade de componentes externos, os sensores Os rolamentos melhoram a inteligência do sistema e são amplamente utilizados em aplicações tais como sistemas de travagem anti-bloqueio para automóveis, turbinas eólicas, equipamento ferroviário e maquinaria industrial.

Neste guia, vamos aprofundar as princípios de funcionamentovantagens, aplicações comuns e porque é que a NYZ é um fornecedor de confiança para compradores globais.

O que são rolamentos de sensores?

Os rolamentos de sensores são rolamentos mecânicos integrados com sensores. Estes sensores podem medir parâmetros físicos como a velocidade, o ângulo, o binário ou a temperatura e transmitir dados em tempo real para o sistema de controlo. Dependendo da aplicação, diferentes podem ser utilizados tipos de sensores no interior da chumaceira:

Sensores de efeito Hall: Medem a velocidade e a direção através da deteção de campos magnéticos.

Sensores ópticos: Determinam a posição ou rotação utilizando luz e reflectores.

Sensores indutivos: Detectam o movimento em conjunto com alvos metálicos.

Sensores de temperatura (por exemplo, termístores Pt100): Monitorizar a temperatura da chumaceira.

Cada unidade de suporte de sensor inclui normalmente um módulo de sensor, uma unidade de condicionamento de sinal e uma interface de transmissão de sinal (com ou sem fios).

Uma vez que os sensores estão diretamente integrados na chumaceira, esta conceção poupa espaço, reduz o tempo de instalação e simplifica a manutenção do sistema.

Como é que os sensores trabalho dos rolamentos?

A estrutura típica de um rolamento sensor inclui um anel interno, um anel externo, corpos rolantes (como bolas ou rolos), módulo sensor, anel magnético (codificador) e circuito de processamento do sinal. O seu princípio de funcionamento normal envolve principalmente duas funções principais:

Deteção de velocidade e direção

Um anel magnetizado é instalado no componente rotativo do rolamento (como o eixo). Quando o veio roda, o chip sensor detecta alterações no campo magnético através do efeito Hall e converte essas alterações em impulsos eléctricos, indicando assim a velocidade e o sentido de rotação. Os sinais eléctricos são então transmitidos à unidade de controlo eletrónico (ECU) ou ao sistema de monitorização industrial para feedback em tempo real e ajuste do sistema.

Monitorização da temperatura

Os sensores de temperatura de alta precisão, como os termístores Pt100, estão incorporados na chumaceira. Quando o o rolamento gera calor sob cargas pesadasOs sensores monitorizam continuamente a temperatura e transmitem os dados ao sistema de monitorização para acionar alarmes de sobreaquecimento ou ativar sistemas de arrefecimento.

Graças a esta conceção, os rolamentos com sensores não só proporcionam um suporte rotacional de elevado desempenho, como também dotam os sistemas mecânicos de capacidades de deteção, tornando-os um componente-chave na transição para o fabrico inteligente.

Quais são os áreas de aplicação dos rolamentos com sensores?

Sensor os rolamentos têm aplicações generalizadas em vários sectoresA aplicação de um sistema de gestão de riscos, com cenários de aplicação comuns, incluindo

Indústria automóvel

Sistema de travagem anti-bloqueio (ABS): Os sensores de velocidade das rodas incorporados nos rolamentos dos cubos ajudam a evitar o bloqueio das rodas durante a travagem.

Direção assistida eléctrica (EPS): Os sensores de binário e de ângulo melhoram o controlo da direção.

Veículos eléctricos (EV): Monitorizar a velocidade do rotor e a carga para otimizar o desempenho do motor.

Turbinas eólicas

Os rolamentos com sensores monitorizam a temperatura e a vibração dos veios principais da turbina ou das caixas de velocidades, permitindo a deteção precoce de problemas como o desgaste, o sobreaquecimento ou o desequilíbrio, reduzindo assim o tempo de inatividade e melhorando a eficiência operacional e a disponibilidade dos parques eólicos.

Caminhos-de-ferro

Nos veículos ferroviários, os rolamentos com sensores são utilizados para a deteção da velocidade das rodas, monitorização da temperatura dos eixos e sistemas de aviso baseados no estado. Ajudam as equipas de manutenção a prever falhas, a prolongar os intervalos de manutenção e a garantir a segurança operacional.

Automação industrial

Os braços robóticos e as máquinas-ferramentas CNC dependem de rolamentos com sensores para um controlo preciso do ângulo e do movimento, com aplicações que incluem caixas de velocidades, veios de transmissão e rolos transportadores.

Quais são as vantagens dos rolamentos com sensores?

Em comparação com os sistemas tradicionais que requerem sensores separados, os rolamentos de sensores oferecem inúmeras vantagens, incluindo

Design compacto

Ao integrar sensores com rolamentos, o sistema torna-se mais pequeno e mais leve. Não é necessário espaço adicional para a instalação de cabos ou de sensores externos, o que o torna ideal para sistemas com limitações de espaço, como veículos eléctricos e robôs.

Tempo de instalação reduzido

As unidades pré-montadas simplificam a integração do sistema, reduzindo a necessidade de cablagem e suportes de montagem, encurtando significativamente o tempo de instalação e manutenção e melhorando a eficiência global.

Monitorização em tempo real

Os rolamentos com sensores monitorizam continuamente dados em tempo real sobre parâmetros críticos, como a velocidade do veio, a direção, a temperatura ou a vibração, ajudando a detetar anomalias precocemente e a evitar falhas no equipamento e riscos de segurança.

Melhorar a automatização e a inteligência

Quando integrados em unidades de controlo eletrónico ou sistemas de controlo industrial, os rolamentos com sensores podem tornar-se parte de um sistema de controlo de circuito fechado, permitindo uma gestão mais precisa do equipamento.

Integração de sistemas multifuncionais e rentabilidade

Os rolamentos de sensores podem ser facilmente integrados em controladores lógicos programáveis (PLC) industriais, unidades de controlo eletrónico de automóveis e sistemas de monitorização sem fios (via CAN bus, Bluetooth, etc.), oferecendo uma excelente relação custo-eficácia.