En primer lugar, se necesita una visión general. Los rodamientos se utilizan para reducir la fricción en máquinas rotativas eliminando la mayor fricción posible de un sistema que utiliza fricción de rodadura, que tiene un coeficiente de fricción más bajo.
¿Cuáles son las cargas mínimas de rodamiento?
Aunque los rodamientos intentan reducir la fricción total en un sistema, los elementos rodantes individuales dentro del rodamiento aún requieren algo de fricción para rodar en lugar de deslizarse. Esta fricción interna se crea aplicando una carga al rodamiento. Esta carga puede generarse internamente con una precarga o puede generarse mediante una carga aplicada externamente.
Eric Phaneuf, ingeniero de aplicaciones del mercado industrial de SKF USA Inc., explica en un documento técnico que, para muchos rodamientos radiales, es común dejar cierta holgura entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura para permitir la expansión térmica y evitar el agarrotamiento del rodamiento. “Este juego interno crea lo que llamamos una zona cargada y una zona descargada dentro del rodamiento. A medida que el eje gira, los elementos rodantes entran y salen de la zona de carga del anillo exterior. A medida que los elementos rodantes entran y salen de la zona cargada, puede ocurrir un cambio en la velocidad de los elementos rodantes. Sin una carga mínima sobre los elementos rodantes, las aceleraciones dentro y fuera de la zona de carga pueden ser muy perjudiciales.
¿Por qué son importantes para los rodamientos?
Phaneuf continúa diciendo que si no se cumplen las cargas mínimas para un rodamiento, pueden ocurrir varias condiciones que pueden reducir drásticamente la vida útil del rodamiento. El deslizamiento, que fluye entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura, puede romper la película lubricante y dañar las rebabas. Las rebabas no sólo dañan las superficies de apoyo, sino que también provocan un aumento de temperatura.
Las cargas se colocan en la(s) jaula(s) dentro del rodamiento. Normalmente, una jaula está diseñada para evitar que los elementos rodantes se toquen entre sí. Sin embargo, cuando no se cumplen las cargas mínimas, es decir, las fuerzas de tracción no están presentes, la jaula ahora debe impulsar los elementos giratorios en lugar de las fuerzas de tracción de las orugas que sí lo hacen. Esto crea cargas no contabilizadas que se aplican a la jaula y pueden provocar una falla prematura de la misma”, añadió.
¿Cómo afecta la temperatura a la carga?
"La temperatura no afecta la carga aplicada a un rodamiento", afirma Phaneuf. “Sin embargo, esto afecta la forma en que el rodamiento maneja internamente la carga aplicada. Hay algunas zonas que pueden verse afectadas dependiendo de la magnitud de la temperatura. Si las temperaturas son relativamente altas, las propiedades materiales de los componentes del rodamiento pueden cambiar, como las jaulas de polímero, la temperatura de estabilización térmica del acero, los sellos, etc. "
“Sin embargo, el juego interno del rodamiento y cómo cambia con la temperatura puede tener un impacto significativo en el tamaño de la zona de carga del rodamiento. Cuando hay una gran diferencia de temperatura en el rodamiento, es decir, eje caliente y carcasa fría, el juego interno del rodamiento será pequeño. Esta reducción en el espacio libre interno cambia la zona de carga de quizás 150° a algo más cercano a 360°. Cuanto más pequeña sea la zona de carga, más frío estará generalmente el rodamiento. Sin embargo, cuanto mayor sea la zona de carga, mejor será la distribución de la carga, pero también mayor será la temperatura de funcionamiento. Si el juego interno del rodamiento se elimina por completo y se crea una zona de carga de 360°, las cargas internas del rodamiento pueden aumentar significativamente. Esto creará mayores cargas sobre el rodamiento y una mayor fricción de rodadura.
¿Cuáles son las principales cuestiones que deben observarse para garantizar una buena vida útil de los rodamientos?
La causa más común de falla prematura de los rodamientos es una mala lubricación. Esto puede significar muchas cosas, desde: tipo o cantidad incorrecta de lubricante, malas prácticas de lubricación hasta condiciones de aplicación inesperadas que provocan fallas en la lubricación. Otra causa común de falla prematura de los rodamientos es el almacenamiento y manejo inadecuados, así como las malas prácticas de instalación.
Phaneuf señala que los rodamientos son componentes de precisión y pueden dañarse fácilmente con prácticas deficientes de manipulación y almacenamiento. “Durante la instalación, un rodamiento puede dañarse si se utilizan técnicas inadecuadas, así como problemas de contaminación del rodamiento incluso antes de ponerlo en servicio. Estas condiciones pueden reducir significativamente la vida útil del rodamiento. "
¿Cómo selecciona los mejores rodamientos para su aplicación?
Seleccionar la mejor detección para una aplicación requiere un conocimiento profundo de la aplicación. Algunos de los factores más importantes a considerar al elegir un rodamiento son:
• Cargas (dirección, axial o radial y magnitud)
• Velocidad
• Temperatura
• Tipo y método de lubricación
• Consideraciones ambientales, como materiales de proceso u otros contaminantes que pueden entrar en contacto con los rodamientos durante el servicio.
• Vida útil requerida de los rodamientos
Para concluir, Phaneuf nos recuerda que los rodamientos son componentes de precisión y no materias primas. Ven las partes más exigentes de una aplicación (cargas y velocidades). Para garantizar una buena vida útil de los rodamientos, es necesario seleccionarlos correctamente según las condiciones de aplicación, pero también deben recibir un mantenimiento adecuado.
“Esto incluye técnicas adecuadas de almacenamiento y manipulación, así como requisitos de mantenimiento periódico durante la operación. Sólo así los rodamientos y los equipos en los que están montados podrán acercarse a la realización de su proyecto. “
