Rodamientos, eligiendo las características adecuadas

elección de las características del rodamiento

La experiencia diaria en ingeniería de aplicaciones ha demostrado que los clientes pueden elegir con éxito el tipo de rodamiento correcto basándose en la documentación y las herramientas proporcionadas por el fabricante del rodamiento y utilizando directrices comparables como referencia.

Este proceso de selección normalmente está dominado por dos factores complementarios: primero, el grado de vida útil del rodamiento requerido en la aplicación como resultado de la relación entre la capacidad de carga dinámica del rodamiento y la magnitud y dirección de las fuerzas que actúan y la velocidad de rotación. En segundo lugar, el tamaño constructivo del rodamiento en relación al espacio disponible en la aplicación.

Además, existen muchas otras características críticas de los rodamientos que no siempre se tienen en cuenta con la diligencia necesaria y que posteriormente pueden causar problemas y dudas en la aplicación real del rodamiento. Por experiencia práctica son, entre otros: tipo de jaula; lubricación; Variantes de sello estándar preinstalados en rodamientos rígidos de bolas y otros.

Lo siguiente debe considerarse una descripción general y una ayuda al considerar estas características en un proyecto y con el propósito de responder preguntas frecuentes sobre estos temas.

El juego nominal

El juego nominal del rodamiento es la distancia entre las posiciones finales a las que los anillos de un rodamiento se pueden mover entre sí. Para la mayoría de los rodamientos radiales, esta distancia de movimiento radial, más conocida como juego radial, se proporciona en las publicaciones, mientras que los rodamientos de bolas de contacto angular de dos hileras o pares y los rodamientos de rodillos cónicos se enumeran con un juego axial. Los campos de juego se agrupan en clases de juego (radiales), que en gran medida están estandarizadas. según DIN 620 y fácilmente identificable por los sufijos C3, C4, etc.

El juego del rodamiento tiene una influencia significativa en el funcionamiento y rendimiento de un rodamiento y se debe considerar que, salvo algunas excepciones en aplicaciones especiales, un rodamiento siempre requiere un cierto juego para su correcto funcionamiento, el llamado “juego operativo”. .

Este juego de funcionamiento resulta principalmente de la clase de juego elegida del rodamiento en combinación con los ajustes del eje y del soporte necesarios para una aplicación específica, el material del eje y del soporte respectivamente. su coeficiente de expansión térmica y la diferencia de temperatura entre el eje y la carcasa durante el funcionamiento, incluido potencialmente el calor adicional que se transfiere a la aplicación a través del eje. Normalmente, estos factores provocan una "constricción" del rodamiento, lo que reduce considerablemente el juego nominal y, en el peor de los casos, puede producirse una precarga involuntaria.

Para reconocer el riesgo de una precarga inadvertida que normalmente causa fricción adicional y pérdidas de calor, lo que representa un riesgo muy real de falla prematura del rodamiento, se recomienda encarecidamente agregar una evaluación del juego operativo a cualquier proceso de selección de rodamientos. Es necesario elegir la clase de juego del rodamiento que proporcione suficiente juego durante las operaciones.

Las fórmulas correspondientes se publican en la documentación técnica de los fabricantes de rodamientos y el departamento de ingeniería de aplicaciones puede ayudar al cliente con análisis y recomendaciones detalladas.

tipo jaula

Cada rodamiento es suministrado por el fabricante equipado con un tipo de jaula estándar que, por la suma de sus características –principalmente el material de la jaula y la guía– es adecuada para su uso en aplicaciones “estándar”.

Por lo general, se recomienda una verificación adicional del tipo de jaula junto con el fabricante del rodamiento que se utilizará en una aplicación específica cuando ocurren las siguientes condiciones de operación, que incluyen:

  • Temperatura de funcionamiento: por ejemplo, las jaulas de poliamida (PA 6.6.) alcanzan su límite de uso a temperaturas de funcionamiento de 120 °C. Por encima de esta temperatura se deben utilizar jaulas metálicas o jaulas de plástico especiales como PEAK.
  • Aceleración rápida y/o cargas bajas: En estos casos, dependiendo del tipo y tamaño del rodamiento, se debe considerar el uso de jaulas ligeras, por ejemplo jaulas de poliamida o acero prensado o jaulas guiadas por anillos, para evitar el peso del rodamiento. jaula que ralentiza o bloquea el movimiento de los elementos rodantes, provocando posteriormente daños por rebabas debido al deslizamiento.

El mismo principio se aplica también a aplicaciones en las que los rodamientos están sujetos a cargas de choque, vibraciones y fuerzas centrífugas elevadas, por ejemplo en ejes excéntricos.

  • Situación de la lubricación: en general, las aplicaciones lubricadas con grasa favorecen el uso de jaulas guiadas por elementos rodantes, ya que a menudo no se puede lograr de forma fiable la formación de una película lubricante suficientemente estable en el espacio entre una jaula guiada por anillos y el propio anillo.

Los rodamientos lubricados con aceite normalmente no están sujetos a tales restricciones. Sin embargo, requieren esfuerzos de diseño adicionales en la periferia del rodamiento. Una consideración adicional debe ser la compatibilidad de los aceites lubricantes altamente sintéticos y de alta tecnología con los plásticos y cauchos utilizados en jaulas y sellos externos.

Lubricación

La selección del lubricante correcto responde a la evaluación de la idoneidad y durabilidad de un lubricante, por ejemplo en rodamientos rígidos de bolas prelubricados y sellados, representa, además del tema del juego del rodamiento, uno de los temas más subestimados. en el uso de rodamientos. Por un lado, se debe considerar el mejor efecto de lubricación posible para minimizar la fricción y el contacto del metal en condiciones de funcionamiento realistas. Por otro lado, cualquier lubricante está sujeto a envejecimiento durante el funcionamiento, dependiendo de las condiciones reales de funcionamiento. A menudo, el rendimiento del lubricante se degrada hasta el punto de que llega al final de su vida útil mucho antes que el propio rodamiento. La temperatura de funcionamiento real también juega un papel importante en este contexto.

Variantes de sello estándar preinstaladas en rodamientos rígidos de bolas y otros

Existen varios conceptos erróneos sobre el uso y el rendimiento de los sellos de rodamientos preinstalados que ofrece el fabricante, que a su vez pueden afectar el rendimiento real y la longevidad de los rodamientos.

En primer lugar, el contacto con los sellos de los rodamientos no debe considerarse hermético. Esto surge del espacio muy limitado en el que se integran dichos sellos y del necesario compromiso de diseño entre la eficiencia del sello y la minimización de la fricción y la pérdida de fricción asociada. Por lo tanto, dependiendo de la aplicación real, se recomienda evaluar cuidadosamente los sellos de rodamiento preinstalados en términos de la eficiencia de sellado requerida y equilibrarlos con pérdidas por fricción aceptables. Si las soluciones disponibles no son suficientes, se puede considerar el uso de rodamientos especiales, por ejemplo con obturaciones radiales integradas, o se deben prever medidas de sellado externas adicionales de la posición del rodamiento.

Un segundo problema que surge con frecuencia en el contexto de rodamientos prelubricados y sellados es la formación de un "collar de grasa" en el espacio o labio de sellado. Este collar de grasa resulta de la expulsión de una pequeña cantidad de grasa durante el proceso de distribución interna de grasa cuando un rodamiento comienza a funcionar. Aunque puede afectar la percepción visual de un rodamiento, este collar no es en realidad un defecto sino más bien una protección adicional para el rodamiento, ya que captura la contaminación bien fuera del rodamiento y lejos del espacio de sellado o del labio de sellado real, lo que ayuda a retrasar aún más una intrusión de contaminación en el propio rodamiento.

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