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Los cojinetes avanzados cortaron costes de la vida de bombas de vacío secas

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¿Los cojinetes son componentes claves en bombas de vacío secas? su confiabilidad y vida útil tienen un efecto significativo sobre gastos de explotación de la bomba. Nick Dowding discute cómo los cojinetes pueden desempeñar un papel fundamental en la reducción de costes del toda la vida de bombas de vacío secas

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Las bombas de vacío secas desempeñan un papel importante en una variedad de ambientes industriales. Los procesos de producción para los semiconductores, los paneles solares, pantallas planas, así como usos de la desgasificación al vacío en el metal que procesa, todos requieren un ambiente limpio que esté libre de cualquier contaminante que pueda afectar al contrario al proceso. Por lo tanto, los compartimientos de trabajo se inundan con el gas y se evacuan normalmente usando las bombas de vacío secas para crear un vacío de trabajo.

En la fabricación del semiconductor, las herramientas de la aguafuerte necesite funcionar en un compartimiento de vacío mientras que colocan rejillas miniatura del trazado de circuito electrónico a las obleas de silicio. Este proceso es tan intrincado que todos los contaminantes se deben quitar del compartimiento de la producción antes de que el trabajo pueda comenzar. Es por lo tanto campo común para ver filas de las bombas de vacío secas instaladas debajo de pisos de la producción en muchas plantas de la semiconductor-fabricación.

Para los usuarios finales de las bombas de vacío secas, se requiere la confiabilidad más alta posible de la bomba. Las bombas no deben, bajo ningún fall de las circunstancias debido a los cojinetes no fiables, pues ésta causaría paradas costosas a los procesos de producción. En la fabricación del semiconductor, por ejemplo, estos tipos de averías pueden dar lugar a millares de libras de producción perdida.

Pero como el paso de llevar tecnología acelera, las oportunidades se están creando para que los cojinetes desempeñen un papel mucho más amplio en costes de reducción al mínimo del toda la vida de bombas de vacío secas (y de otras bombas del proceso).

Una bomba de vacío seca requiere típicamente entre cuatro y ocho cojinetes. La vida útil media de estos cojinetes varía considerablemente, a partir un año a cinco años, pero una vida útil incluso más alta puede ser alcanzada si los cojinetes se diseñan, están montados y mantenidos correctamente.

Como fabricante de cojinetes estupendos de la precisión para las bombas de vacío secas, el Ltd de Barden Corporation (Reino Unido) alcanzó un jalón importante a principios de este año. ¿En enero de 2014, la compañía? ¿la instalación de producción de s en Plymouth, Reino Unido, produjo su uno-millonésimo rodamiento de bolitas profundo del surco para el uso en bombas de vacío secas? ¿un logro asombroso y una demostración de la compañía? peritaje incomparable y experiencia de s en el diseño de soluciones avanzadas del cojinete para este uso crítico.

Los ingenieros de Barden utilizan análisis del cojinete y software especiales del cálculo conjuntamente con el otro software del diseño tal como cinemática y análisis de FEA, para modelar y simular la función de llevar propuesto en una bomba de vacío. Esto da lugar a las soluciones del cojinete que alcanzan el funcionamiento requerido, la vida útil y las características de la lubricación, mientras que también optimiza el coste de la solución.

MTBF: a partir tres meses a cinco años

Los trabajos de Barden de cerca con los fabricantes de cada tipo de bomba de vacío seca, incluyendo de rosca y raíces agarran las bombas de vacío. Por ejemplo, en un proyecto reciente, Barden fue pedido por un fabricante de un tipo bomba de la garra de las raíces de vacío para idear una solución del cojinete que satisfizo criterios múltiples: uno que permitiría que la bomba funcionara a velocidades más altas (100Hz algo que 60Hz); los cojinetes también necesitarían funcionar confiablemente en condiciones pobres de la lubricación, altos niveles de contaminación y temperaturas altas.

Los cojinetes originales de la bomba de vacío eran del tipo de acero estándar diseño de la jaula del bola-acero, cuya significar-tiempo-a-cojinete-falta (MTBF) era menos de tres meses, que causaron las paradas costosas de la producción para el usuario final.

¿Para funcionar más confiablemente a velocidades más altas, Barden dirigió una solución estupenda del cojinete de la precisión específicamente para el cliente? bomba de s, que proporcionó exactitud corriente mejorada, generación del ruido reducido y de calor reducido. Las bolas de acero, por ejemplo, fueron substituidas por las bolas de cerámica para evitar la soldadura de la aspereza y para reducir la temperatura corriente de los cojinetes. Estas bolas de cerámica también proporcionaron una resistencia más alta al daño de la bola de los contaminantes. ¿La jaula original también fue quitada para hacer más? ¿a prueba de averías? diseño.

Para las condiciones das alta temperatura, Barden también aplicó un tratamiento térmico especial al de acero para evitar cualquier crecimiento de largo plazo o el ablandamiento. Por el uso de bolas de cerámica y quitando la jaula, un equilibrio de los niveles de la austenita fue conservado para proporcionar el compromiso mejor entre la capacidad de la temperatura y la contaminación.

El resultado de la nueva solución del cojinete era dramático: el MTBF mejoró el doblez 20, aumentando a partir tres meses a cinco años. Además, la solución que lleva mejorada ahora funciona el refrigerador 30°C que el diseño original. ¿Más? ¿tolerante? ¿el cojinete también ha llevado a una ventaja adicional para la bomba? ¿usuarios finales de s? una disminución del consumo de energía.

Costes del toda la vida

La decisión a favor de una solución específica del cojinete debe ser tomada siempre después de analizar la edición del coste total/de la ventaja y no simplemente en base de la compra de precio solamente. ¿Hoy? ¿los cojinetes de alta tecnología de s ofrecen muchas características mejoradas que permitan a reducciones de costes del toda la vida ser alcanzadas, proporcionando se benefician a los fabricantes y a los usuarios finales de la bomba? a pesar de un precio más alto total del cojinete.

Para un cojinete diseñado/seleccionado para un uso dado, el coste de ciclo vital (LCC) es equivalente a la suma del siguiente:

* Coste inicial/precio de compra;

* Instalación/costes el comisionar;

* Costes energéticos;

* Coste de operación;

* Coste de mantenimiento (rutinario y planeado);

* Costes del tiempo muerto;

* Costes ambientales;

* Costes del desarme/de la disposición.

Mientras que el precio de compra inicial de una solución avanzada del cojinete para una bomba de vacío seca puede estar entre tres y cinco veces más arriba que un cojinete estándar, los ahorros potenciales que se pueden alcanzar bajo la forma de costes energéticos reducidos, costes de mantenimiento y tiempo muerto, a menudo más que el precio de compra más alto inicial de la solución avanzada del cojinete.

Diseño mecánico simplificado

El proceso de la reducción de costes del toda la vida comienza en la etapa de diseño de la bomba y explota las posibilidades de simplificar el diseño mecánico. Esto alternadamente simplifica el montaje de la bomba y las tareas de mantenimiento subsecuentes, dando por resultado ambo ahorro en costes directo e indirecto. Este proceso de diseño entero requiere una sociedad de trabajo muy cercana entre el diseñador del cojinete y el fabricante de la bomba.

Mientras que los requisitos de la velocidad en los cojinetes secos de la bomba de vacío son normalmente más bajos que generalmente, otros factores tales como temperatura, contaminación y medio de la confiabilidad que un diseño especial del cojinete es necesario para cumplir los requisitos de uso. Los cojinetes para las bombas de vacío secas tienden a funcionar a las velocidades de 50Hz a 150Hz. Sin embargo, a pesar de las velocidades más reducidas, los cojinetes deben funcionar confiablemente y proporcionar estabilidad dimensional en las temperaturas altas, así como poder continuar funcionando eficazmente incluso bajo pobre-lubricación condiciona.

Si procede, una solución se puede dirigir para el cliente que incluye un tratamiento térmico o una capa especial para los cojinetes, que proporcionarán estabilidad de temperatura y alta resistencia a los contaminantes. Otras soluciones del cojinete pueden ser ideadas que aumentan la confiabilidad incluso más futura cerca, por ejemplo, substituyendo los elementos estándar de la bola de acero por las bolas de cerámica, que mejora la lubricación. ¿Otros cojinetes dirigidos pueden agregar valor reduciendo al cliente? costes de montaje totales de la bomba de s y cuenta componente de bomba.

Conclusión

Además de las ventajas subyacentes de la tecnología, una decisión a favor de una solución específica del cojinete para la bomba de vacío seca (o la otra bomba de proceso) debe ser tomada solamente después de examinar el toda la vida costado y no simplemente en base de la compra del cojinete de precio solamente. Además, si la tecnología avanzada del cojinete se emplea correctamente, las reducciones de costes se pueden alcanzar a pesar de un precio más alto del cojinete, que alternadamente, las ventajas de las ofertas para el usuario final de la bomba y fabricante de la bomba. Estos mismos principios del coste del toda la vida se pueden aplicar a otros tipos de bomba, incluyendo las bombas de vacío generales y otras bombas de proceso.