Escobas y cojinetes: Roles distintos en máquinas rotativas
"Escobas y cojinetes" a menudo se mencionan juntos porque ambos residen en motores y generadores eléctricos, pero cumplen funciones completamente diferentes—una eléctrica, una mecánica.
Escobas (Contacto eléctrico)
- Función: Transferir corriente entre terminales estacionarios y un conmutador giratorio (CC) o anillos de coletor (CA/rotor bobinado).
- Materiales: Carbón-grafito (el más común), cobre-grafito, plata-grafito, carbono metalizado. Elegidos por conductividad, lubricidad y tasa de desgaste.
- Parámetros clave: Densidad de corriente (A/cm²), caída de contacto (voltios), tasa de desgaste (mm/1000h), presión de resorte.
- Mantenimiento: Inspección periódica de longitud, ángulo de desgaste, picaduras y acumulación de polvo. Reemplazar a ~1/3 de la longitud original.
Cojinetes (Soporte mecánico)
- Función: Soportar el rotor, mantener el espacio de aire y permitir rotación de baja fricción.
- Tipos:
- Cojinetes de bolas (ranura profunda): Cargas radiales + axiales; los más comunes en motores pequeños/medianos.
- Cojinetes de rodillos (cilíndricos, esféricos): Carga radial alta; motores grandes.
- Cojinetes de manguito/buje: Película de aceite hidrodinámica; turbinas muy grandes, operación silenciosa.
- Lubricación: Grasa (sellado/protegido), niebla de aceite, baño de aceite, o auto-lubricante (bronce sinterizado).
- Modos de falla: Contaminación, desalineación, sobrecarga, falla de lubricación, bruñido, erosión eléctrica (acanalado por corrientes de VFD).
Cómo interactúan
En un motor de CC, las escobas descansan sobre el conmutador montado en el eje del rotor, que está soportado por cojinetes. En un motor de inducción de rotor bobinado o máquina síncrona, las escobas contactan anillos de colector en el mismo eje. La corriente eléctrica que pasa a través de los cojinetes (debido a mala conexión a tierra o voltajes de eje inducidos por VFD) causa picaduras y falla prematura—mitigado con cojinetes aislados, anillos de puesta a tierra del eje o elementos rodantes cerámicos.