ES2296437B1 - Procedimiento y dispositivo de medida de carga en cojinetes. - Google Patents

Abstract

Procedimiento y dispositivo de medida de carga en cojinetes. El sistema de medida de carga mecánica consiste en dos partes o subsistemas: Hardware: destinado a la medición de temperaturas del lubricante a la entrada y salida de los cojinetes. Software: destinado al procesamiento de las citadas medidas de temperatura para estimar la carga mecánica. El subsistema de hardware consiste en un sensor de temperatura del aceite a la entrada de los cojinetes, y un sensor por cada cojinete principal en cada cojinete. Dispone asimismo de los medios de adquisición o captura de datos. El subsistema de software consiste en un algoritmo para la estimación de la carga mecánica en base a las medidas de la temperatura del lubricante a la entrada y salida de cojinetes.

Description

Procedimiento y dispositivo de medida de carga en cojinetes.

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Objeto de la invención

El objeto de la invención es la estimación de carga mecánica en cojinetes de apoyo de ejes a partir del calor generado por fricción, transmitido al cojinete y medido en términos de temperatura. Las diferencias de temperaturas entre la entrada del lubricante a cojinetes y la de los cojinetes, son utilizadas como datos para la estimación de la carga mecánica.

Antecedentes de la invención

Se efectúa una revisión del estado de la tecnología en el campo de la medida de carga mecánica en cojinetes y chumaceras de apoyo lubricados por aceite.

Son conocidas diversas técnicas para estimar la carga sobre cojinetes de apoyo en base a la medida y análisis de vibraciones mecánicas.

Asimismo son conocidas otras técnicas de estimación de carga en base a la medida de temperatura de cojinetes, de tal manera que una elevada diferencia temperatura permite deducir una elevada carga soportada.

No se tienen conocimientos de la existencia de un sistema de evaluación cuantitativa de carga mecánica en cojinetes de fricción en base a la captura y procesado de las medidas de temperaturas.

Descripción de las figuras

Para iniciar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integral de la misma, un juego de figuras en el que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se representa lo siguiente:

La figura 1 muestra el circuito de lubricante a cojinetes de un eje de cigüeñales así como los cojinetes principales en donde se mide las temperaturas del metal de antifricción:

1. Cojinete principal

2. Eje de cigüeñales

3. Sensor de temperatura del lubricante a la entrada a cojinetes

4. Sensores de temperatura de cojinetes principales

5. Conducto de entrada de lubricante a cojinetes

6. Cárter o recinto de retorno del lubricante.

La figura 2 muestra la arquitectura de la adquisición y tratamiento de la información:

3. Sensor de temperatura del lubricante a la entrada a cojinetes

4. Sensores de temperatura de cojinetes principales

7. Sistema de adquisición de datos

8. Sistema de cálculo

Descripción de la invención

El sistema de medida de carga mecánica consiste en dos partes o subsistemas:

Hardware.- destinado a la medición de temperaturas del lubricante a la entrada (3) figura 1 y la de los cojinetes principales (4) de la figura 1.

Software.- destinado al procesamiento de las citadas medidas de temperatura para estimar la carga mecánica (7) figura 2.

El subsistema de hardware consiste en un sensor de temperatura del aceite a la entrada de los cojinetes (3) figura 1, y un sensor por cada cojinete principal (4) según se muestra en la figura 1. Dispone asimismo de los medios de adquisición o captura de datos (7) figura 2.

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El subsistema de software consiste en un algoritmo para la estimación de la carga mecánica en base a las medidas de la temperatura del lubricante a la entrada a cojinetes (3) y la temperatura en los cojinetes (4) de la figura 1 y 2, así como los datos de la máquina relativos a la energía disipada al 100% de su potencia nominal. Esta tarea está representada por (8) en la figura 2 y consiste en la implementación de algoritmo siguiente para la estimación de la carga:

siendo

Cn = carga a la potencia nominal (100%) potencia = 100%

Ca = carga actual

Gn = gradiente térmico entre la entrada de lubricante y cojinete al 100% de potencia

Ga(i) = gradiente térmico actual del cojinete (i),

Te = temperatura del lubricante a la entrada,

Tc(i) = temperatura actual del cojinete (i),

Tn = temperatura media cojinetes al 100% de potencia, se determina la carga en % de la carga nominal como

Ca (%) = Cn.Ga/Gn = 100%.Ga/Gn

donde

Ga = Tc(i) - Te

Gn = Tn-Te

Descripción de una realización preferente

Una realización preferente del sistema de estimación de carga mecánica. se muestra en la figura 2. Consiste en un juego de sensores (3) y (4) de la figura 2, de donde se capturan los valores actuales de los citados sensores por medio de una tarjeta de adquisición de datos (7). Esta información es tratada mediante el calculador (8) para determinar la carga mecánica con el algoritmo descrito, dado como

Ca (%) = Cn.Ga/Gn = 100%.Ga/Gn

Claims (2)

1. Procedimiento de medida de carga en cojinetes, caracterizado porque comprende las etapas de:

- medida de temperatura mediante un sensor de temperatura del lubricante a la entrada del aceite a cojinetes,

- medidas de temperatura mediante un sensor de temperatura en cada cojinete,

- obtención del valor de la carga mecánica (Ca) en base a la aplicación del algoritmo

Ca = 100%. \frac{Ga}{Gn}

donde Ga es el gradiente de temperatura actual de cada cojinete y Gn es el gradiente de temperaturas al 100% de la carga.

2. Sensor de carga para aplicación del procedimiento mencionado en la reivindicación 1, que comprende:

a) los sensores de temperatura

b) el sistema de adquisición de las temperaturas en lubricante y cojinetes.

c) el algoritmo de cálculo de la carga

d) el software de procesamiento del algoritmo y presentación de información.