El cigüeñal de un compresor es un componente crucial que convierte el movimiento lineal de los pistones en movimiento rotacional, o viceversa, según el tipo de compresor. Desempeña un papel fundamental en el funcionamiento de los compresores alternativos, los cuales son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones para comprimir gases.
Los cigüeñales de los compresores alternativos también tienen una cierta cantidad de juego axial o empuje, lo que les permite "flotar" axialmente para evitar un desgaste excesivo de los cojinetes. La cantidad de empuje la determina el OEM de la máquina y debe establecerse cuando se fabrican nuevos patines del compresor, se "giran" los motores o se reemplazan los cigüeñales o los cojinetes durante el mantenimiento. Los ajustes de empuje incorrectos pueden afectar la calidad de los resultados de la alineación del eje.
Funciones del cigüeñal
Conversión de movimiento:
La función principal del cigüeñal es convertir el movimiento alternativo (lineal) de los pistones en movimiento rotacional. Esta conversión es fundamental para que el compresor funcione correctamente, permitiendo la compresión continua del gas.
Conduciendo los pistones:
En un compresor alternativo, el cigüeñal impulsa los pistones a través de bielas. A medida que el cigüeñal gira, hace que los pistones se muevan hacia arriba y hacia abajo dentro de sus respectivos cilindros, comprimiendo el gas.
Equilibrio del sistema:
El cigüeñal está diseñado para equilibrar las fuerzas generadas por el movimiento alternativo de los pistones. Este equilibrio ayuda a minimizar las vibraciones y garantiza un funcionamiento suave del compresor.
Diseño y componentes
Revistas principales:
Estas son las partes del cigüeñal que giran dentro de los cojinetes principales. Los muñones principales sostienen el cigüeñal dentro de la carcasa del compresor y le permiten girar suavemente.
Muñequillas (revistas de varilla):
Las muñequillas están desplazadas de los muñones principales y son los puntos donde las bielas se unen al cigüeñal. El diseño desplazado es lo que permite la conversión del movimiento lineal del pistón en movimiento rotacional.
Contrapesos:
Para equilibrar el cigüeñal y reducir las vibraciones se suelen incorporar contrapesos. Estos están ubicados estratégicamente para contrarrestar las fuerzas creadas por los pistones en movimiento.
Cojinetes de empuje:
A veces se integran cojinetes de empuje en el conjunto del cigüeñal para soportar cargas axiales y mantener el cigüeñal en la alineación adecuada.
Tipos de cigüeñales
Cigüeñal de una sola pieza:
Normalmente utilizado en compresores más pequeños, un cigüeñal de una sola pieza se fabrica como una sola unidad. Tiene un diseño más simple y más fácil de fabricar, pero puede tener limitaciones en términos de resistencia y tamaño.
Cigüeñal incorporado:
Utilizado en compresores más grandes, un cigüeñal armado consta de múltiples componentes ensamblados entre sí. Este diseño permite una mayor resistencia y puede adaptarse a los requisitos específicos de compresores más grandes y potentes.
Materiales
Los cigüeñales generalmente están fabricados con materiales de alta resistencia para soportar las tensiones y fuerzas durante el funcionamiento. Los materiales comunes incluyen:
Acero forjado: Conocidos por su resistencia y durabilidad, los cigüeñales de acero forjado son comunes en aplicaciones de servicio pesado.
Hierro fundido: Utilizado en aplicaciones menos exigentes, el hierro fundido es un material rentable con buena resistencia al desgaste.
Aceros aleados: Estos proporcionan un buen equilibrio entre fuerza, tenacidad y resistencia al desgaste y la fatiga.
Mantenimiento y problemas
La inspección y el mantenimiento regulares del cigüeñal son esenciales para garantizar el funcionamiento confiable del compresor. Los problemas comunes que pueden surgir con los cigüeñales incluyen:
Úsese y tírese: Con el tiempo, el cigüeñal puede sufrir desgaste en los muñones y las muñequillas, lo que provoca una pérdida de eficiencia y posibles fallas.
Grietas por fatiga: Los ciclos de tensión repetidos pueden provocar la formación de grietas, que eventualmente pueden provocar que falle el cigüeñal.
Desequilibrio: Un cigüeñal desequilibrado puede provocar vibraciones excesivas, provocando daños a otros componentes y reduciendo la vida útil general del compresor.
Para mitigar estos problemas, las prácticas de mantenimiento regulares incluyen:
Lubricación: Garantizar una lubricación adecuada para reducir la fricción y el desgaste.
Inspección: Inspección periódica para detectar signos de desgaste, grietas y otros daños.
Equilibrio: Equilibrado periódico para garantizar un funcionamiento suave y reducir las vibraciones.
En resumen, el cigüeñal del compresor alternativo Es un componente vital que facilita la conversión del movimiento alternativo en movimiento rotacional, impulsando los pistones y asegurando una compresión eficiente del gas. Su diseño, selección de materiales y mantenimiento son cruciales para el funcionamiento confiable y la longevidad del compresor.