Holgura de los cojinetes del motor: ¿qué es y cómo elegirla?

Generalmente, consideramos que los componentes de un rodamiento incluyen: el aro interior, el aro exterior, el elemento rodante, la jaula, los sellos y la lubricación. De hecho, durante conferencias anteriores para ingenieros de motores, la holgura de un cojinete de motor se incluyó como uno de los componentes de un cojinete.

Por supuesto, el juego es un espacio de aire, no un componente físico, pero la atención que los ingenieros prestan al juego en el diseño, instalación, uso y mantenimiento no es menor que la de cualquier parte física del rodamiento.

¿Cuál es la holgura de un cojinete de motor?

El juego del rodamiento generalmente se refiere al movimiento de un anillo con respecto a un anillo fijo en el rodamiento. Si este movimiento es axial se llama juego axial; si es radial, se llama juego radial.

La siguiente figura muestra el juego radial y axial de un rodamiento rígido de bolas:

En la figura:

• Juego radial del rodamiento = δ
• Juego axial del rodamiento = δ1 + δ2

Los juegos de los rodamientos se rigen por las normas nacionales e internacionales correspondientes. Por ejemplo, el juego radial comúnmente utilizado para rodamientos, GB/T4604-93, clasifica los juegos de la siguiente manera:

• Grupo 2, un grupo de lanzamiento más pequeño que el Grupo 0
• Grupo 0, el grupo de autorización predeterminado
• Grupo 3, un grupo flojo más grande que el Grupo 0

La norma también especifica otros grupos de holgura. En aplicaciones prácticas, las holguras más utilizadas para rodamientos de motores industriales son las del grupo de holgura estándar (Grupo 0) y el Grupo C3.

Tabla 1: Juego radial de rodamientos rígidos de bolas (diámetro interior cilíndrico) – Unidad: µm

Juego radial de rodamientos rígidos de bolas

Para los ingenieros de motores, los tipos de rodamientos más utilizados son los rodamientos rígidos de bolas y los rodamientos de rodillos cilíndricos. Si se requieren holguras para otros tipos de rodamientos, se pueden obtener de las normas o fabricantes nacionales pertinentes.

¿Cómo se debe seleccionar la holgura de un rodamiento de motor?

En primer lugar, los valores de holgura del rodamiento mencionados en las normas anteriores son valores iniciales, es decir, los valores de holgura cuando el rodamiento no estaba instalado ni utilizado. Cuando el rodamiento se instala, se pone en funcionamiento y en condiciones de funcionamiento, el valor del juego es un factor crítico en el funcionamiento del rodamiento.

Generalmente, el ajuste entre el rotor del motor de rotación interna y el rodamiento es relativamente apretado, mientras que el ajuste entre la carcasa del rodamiento y el aro exterior del rodamiento es relativamente flojo. De esta manera, el aro interior del rodamiento se expandirá hacia afuera, lo que reducirá el juego. A esto lo llamamos reducir el espacio de instalación.

Cuando el rodamiento está en funcionamiento, generalmente hay una diferencia de temperatura entre los aros interior y exterior del rodamiento, lo que conduce a diferentes grados de expansión térmica de los aros interior y exterior del rodamiento, cambiando así el juego. A esto lo llamamos reducción de la holgura impulsada por la temperatura.

Por lo tanto, el juego de trabajo real del rodamiento es el juego inicial menos la reducción del juego de instalación y la reducción del juego causada por la temperatura.

δ _trabajo =δ _inicial –δ _instalación –δ _temperatura

La vida útil de un cojinete de motor típico está relacionada con su juego de funcionamiento de la siguiente manera:

• Eje vertical: La relación entre la vida real y la vida esperada de un rodamiento bajo varias holguras efectivas (holguras operativas).
• Eje horizontal: El juego efectivo (juego operativo) del rodamiento.

Está claro que la mayor vida útil del rodamiento se produce cuando su juego es inferior a cero. Esto implica que, teóricamente, cuando el juego de funcionamiento del rodamiento es negativo, la vida útil del rodamiento es mayor.

Sin embargo, operar con este valor de autorización conlleva un riesgo. Al examinar la pendiente de la curva en ambos lados, resulta evidente que cuando el espacio libre de funcionamiento real es menor que el espacio libre en la vida máxima, la pendiente de la curva es pronunciada y, con una disminución adicional del espacio libre, la vida útil cae drásticamente. .

Por el contrario, un aumento del juego da como resultado una disminución mucho más lenta de la vida útil del rodamiento.

Por lo tanto, si el juego operativo del rodamiento está en el valor óptimo para una vida útil máxima, cualquier reducción adicional debido a cambios en las condiciones de operación disminuirá rápidamente la vida útil del rodamiento. Esto es lo que comúnmente llamamos "incautación rodante".

Teniendo en cuenta todo esto, en condiciones reales de funcionamiento, a menudo elegimos un juego de funcionamiento ligeramente superior a cero para el rodamiento. Este es un valor seguro, que garantiza que el impacto en la vida útil del rodamiento, independientemente de los cambios en el juego de funcionamiento, permanezca dentro de un rango controlable.

Normalmente, los ingenieros de motores optan por los juegos de grupo Normal o C3 al seleccionar los juegos de rodamientos. (Esto está asociado con el ajuste de tolerancia que usamos normalmente y la distribución de temperatura interna en el motor).

Por supuesto, si las condiciones de funcionamiento son únicas, será necesario verificar el valor del juego del rodamiento mediante cálculos para garantizar que el rodamiento funcione en condiciones de juego seguras.