Para abordar las cargas de levantamiento, los cojinetes deslizantes de PTFE se anclan mecánicamente utilizando restricciones externas como pasadores de chaveta en forma de T o soportes. Dado que el cojinete central solo está diseñado para compresión y deslizamiento, estos componentes adicionales bloquean físicamente las placas superior e inferior para resistir las fuerzas de tracción, evitando desalineaciones o desprendimientos causados por eventos como vientos fuertes.
Un cojinete deslizante de PTFE estándar no tiene capacidad inherente para resistir las fuerzas de levantamiento. La solución no reside en el cojinete en sí, sino en añadir un sistema de restricción separado y diseñado que sujeta mecánicamente el conjunto del cojinete al tiempo que permite el movimiento de deslizamiento previsto.
Función Principal y Vulnerabilidad del Cojinete
Diseñado para Compresión y Deslizamiento
Un cojinete deslizante de PTFE es un sistema simple pero eficaz. Consta de una lámina de PTFE adherida a una placa de acero inferior y una placa de acero inoxidable pulido soldada a la superestructura superior.
El propósito total del sistema es soportar cargas verticales (compresivas) inmensas mientras permite que la placa de acero inoxidable se deslice suavemente sobre la superficie de PTFE de baja fricción. Esto acomoda el movimiento debido a factores como la expansión térmica.
Una Debilidad Inherente al Levantamiento
Por diseño, los componentes superior e inferior del cojinete no están conectados. Se mantienen unidos únicamente por la fuerza descendente constante de la estructura que soportan.
Si una fuerza de levantamiento —causada por el viento, la actividad sísmica o la dinámica mecánica— excede la carga de compresión, nada impide que las placas superior e inferior se separen. Esto puede provocar un desprendimiento y fallo catastróficos.
Restricciones de Ingeniería para Fuerzas de Levantamiento
Pasadores de Chaveta en Forma de T
La solución más común es la integración de pasadores de chaveta en forma de T. El vástago de la "T" se fija a una placa, mientras que la cabeza se engancha con una ranura en la placa opuesta.
Este diseño bloquea mecánicamente las dos placas. Si se produce una fuerza de levantamiento, la cabeza del pasador tira contra la ranura, evitando la separación. Estos pasadores deben soportar importantes cargas de tracción y a menudo están hechos de acero inoxidable de alta resistencia.
Soportes (Brackets) y Barras de Retención (Keepers)
En otras aplicaciones, se pueden atornillar o soldar soportes o barras de retención junto al cojinete. Estos componentes crean un saliente físico que atrapa la placa del cojinete opuesta, cumpliendo la misma función que un sistema de pasador en T.
Preservar el Movimiento Libre es Crítico
El desafío clave del diseño es restringir el levantamiento sin impedir la función principal de deslizamiento del cojinete.
Las ranuras que aceptan los pasadores de chaveta deben tener dimensiones con espacios específicos para permitir el movimiento longitudinal o transversal esperado. La ingeniería debe equilibrar perfectamente la restricción con la libertad.
Minimización de la Fricción en el Sistema de Restricción
Para asegurar que el mecanismo de restricción no interfiera con el deslizamiento suave, se puede aplicar una capa de PTFE entre el pasador de acero y su ranura correspondiente. Esto minimiza cualquier fricción secundaria creada por el propio sistema de levantamiento.
Comprensión de las Compensaciones del Diseño
Complejidad y Costo Añadidos
Un cojinete estándar es un componente sencillo. La incorporación de un sistema de restricción de levantamiento lo transforma en un conjunto diseñado a medida. Esto añade complejidad al diseño, la fabricación y la instalación, lo que a su vez aumenta el costo.
Restricciones de Espacio e Instalación
Las restricciones de levantamiento requieren espacio físico. En una placa de pórtico abarrotada o en una conexión de diseño ajustado, encontrar espacio para pasadores o soportes robustos puede ser un gran desafío.
Además, las limitaciones del proyecto pueden restringir la soldadura o el atornillado in situ, lo que requiere soluciones prefabricadas más complejas y costosas.
El Impacto del Diseño en Etapas Tardías
Los cojinetes a menudo se consideran tarde en el proceso de diseño. Cuando se descubre un requisito de levantamiento en esta etapa, obliga a una solución personalizada con un tiempo de entrega mínimo, a menudo clasificando el cojinete como un producto premium específico del proyecto.
Tomar la Decisión Correcta para su Diseño
Implementar con éxito un cojinete de PTFE en un entorno con potencial de levantamiento requiere una planificación cuidadosa. Su objetivo principal dictará sus prioridades de diseño.
- Si su enfoque principal es resistir el levantamiento por viento fuerte o sísmico: La resistencia a la tracción del material de restricción (p. ej., pasadores de acero inoxidable) y la integridad de su conexión son sus especificaciones más críticas.
- Si su enfoque principal es acomodar grandes movimientos térmicos: Debe definir con precisión las dimensiones de las ranuras y los espacios de los pasadores para evitar que el sistema de restricción se atasque a medida que la estructura se expande y contrae.
- Si su enfoque principal es controlar los costos y el cronograma del proyecto: Aborde todas las condiciones de carga, incluido el levantamiento, durante la fase inicial de ingeniería para especificar la solución de cojinete correcta desde el principio.
Al diseñar un sistema de restricción dedicado, se asegura de que el conjunto del cojinete permanezca seguro, permitiéndole cumplir su función esencial de soportar cargas mientras permite el movimiento.
Tabla de Resumen:
| Aspecto | Cojinete de PTFE Estándar | Cojinete con Restricción de Levantamiento |
|---|---|---|
| Función Principal | Soporta compresión y permite el deslizamiento | Soporta compresión, permite el deslizamiento Y resiste el levantamiento |
| Resistencia al Levantamiento | Ninguna (los componentes pueden separarse) | Alta (bloqueado mecánicamente) |
| Componentes Clave | Lámina de PTFE, placas de acero | Añade pasadores en T, soportes o barras de retención |
| Complejidad del Diseño | Producto estándar y simple | Conjunto diseñado a medida |
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