Sígueme en:
Todo lo que debe saber sobre el juego radial y el juego interno de los rodamientos
A primera vista, rodamientos de bolas Son piezas mecánicas relativamente simples. Sin embargo, el análisis de su geometría interna revela que son muy complejos. Por ejemplo, la conformidad de las bolas con la pista de rodadura, el juego radial y el número de bolas afectan la capacidad de un rodamiento de bolas para soportar cargas en diversas condiciones. Normalmente, los rodamientos de bolas y otros elementos rodantes se diseñan y ensamblan con una ligera holgura interna entre los elementos rodantes (bolas) y las pistas de rodadura. Esta holgura crea un juego radial y un juego axial en el rodamiento.
Cabe señalar que debido a la naturaleza de su diseño y construcción, la geometría interna de los rodamientos de agujas, de rodillos y de rodillos cónicos es muy diferente de la que se encuentra en los rodamientos de bolas. Por ejemplo, los rodamientos de rodillos cónicos son únicos porque el juego dentro del rodamiento se ajusta durante el montaje. El juego radial y el juego interno del cojinete de rodadura son los más importantes de todos los elementos rodantes. En esta Hoja de Información Técnica (TIS), las discusiones sobre ángulo de contacto, deflexión, juego final y precarga se aplican principalmente a los rodamientos de bolas.
Definición de juego radial en un rodamiento de bolas
El juego radial, o juego interno del rodamiento, es la holgura radial interna de un rodamiento y es el valor medido del movimiento radial total del aro exterior con respecto al aro interior en un plano perpendicular al eje del rodamiento. Los rodamientos de bolas se ensamblan con valores de juego radial según el rango deseado. El juego radial está determinado por los diámetros reales de las pistas de rodadura y el diámetro de las bolas.
El juego radial se puede verificar en rodamientos ensamblados utilizando calibres especialmente diseñados. Al medir el juego radial, el rodamiento se somete a una carga de calibre estándar para garantizar el contacto total entre todos los componentes del rodamiento. En el caso de rodamientos en miniatura y de sección delgada sometidos a dicha carga, el valor medido es mayor que el valor indicado para el juego radial. Esto se debe a la deformación elástica. En estos casos se utilizan factores de compensación.
Definición de juego axial en un rodamiento de bolas
Axial, o juego final, es el movimiento axial relativo máximo del aro interior con respecto al aro exterior. El juego final está directamente relacionado con el juego radial del rodamiento de bolas. En la mayoría de los sistemas de numeración de piezas normalmente no se especifica el juego axial.
A menudo existe confusión con “holgura” y nivel de precisión. El juego radial se especifica independientemente de ABEC Clases de tolerancia para anillos. Con los rodamientos de bolas, en la mayoría de los casos, la holgura interna debe eliminarse en el proceso de ensamblaje aplicando una precarga axial a través del par de rodamientos. Esto se puede lograr con cuñas, resortes, tuercas tensoras y/u otras técnicas de ensamblaje. La precarga axial también es un parámetro de diseño importante que afecta tanto al rendimiento como a la vida útil. La precarga se explica con más detalle en una Hoja de Información Técnica (TIS) separada.
Ángulo de contacto en un rodamiento de bolas
Cuando rodamientos de bolas están precargados axialmente se establece un ángulo de contacto. El ángulo de contacto es el ángulo entre un plano perpendicular al eje del rodamiento y una línea que une los dos puntos de contacto entre la bola y las pistas de rodadura interior y exterior. El ángulo de contacto inicial es el ángulo de contacto cuando el rodamiento se somete a la fuerza o carga axial mínima necesaria para eliminar la holgura resultante del juego radial. Las cargas axiales aplicadas adicionales aumentarán aún más el ángulo de contacto. Cuanto mayor sea el valor del juego radial en el rodamiento, mayor será el ángulo de contacto resultante.
En la mayoría de las aplicaciones de rodamientos, el juego radial, desde un punto de vista funcional, es más crítico que el juego axial. Como resultado, se ha convertido en la especificación de compra estándar.
Consideraciones generales de diseño:
La selección del valor del juego radial en una aplicación de rodamiento específica es una consideración de diseño importante. Como se describió anteriormente, el juego radial afecta directamente el ángulo de contacto y el juego axial o final del rodamiento. Además, en funcionamiento es un factor importante que influye significativamente en otros factores como el ruido, la vibración, el calor, la tensión, la deflexión, la distribución de la carga y la vida a fatiga.
Montaje:
Se debe seleccionar un valor de juego radial mayor o menor cuando el rodamiento se monta utilizando ajustes de interferencia. El juego radial del rodamiento se reduce después del montaje debido a la deformación de los aros interior o exterior. Con rodamientos en miniatura que tienen anillos de sección transversal muy delgados, el juego radial se reduce en aproximadamente un 80 % de la cantidad real de interferencia. El juego radial después del montaje es la principal consideración de diseño. Por lo tanto, se debe completar un estudio de tolerancia de los componentes acoplados y se debe realizar una compensación por la interferencia en la condición máxima del material. Para una vida útil máxima, se desea un espacio libre positivo después del montaje.
Cargando:
Cuando un rodamiento de bolas está sometido a empuje. carga, un ángulo de contacto más alto dará como resultado una reducción de las tensiones entre la bola y la pista de rodadura. Valores mayores de juego radial dan como resultado valores más altos de ángulo de contacto. En estas condiciones, esto proporcionará una vida útil más larga del rodamiento, un par más bajo y una menor deflexión axial. En una situación de empuje puro, un aumento de 15° en el ángulo de contacto puede dar como resultado una reducción de más del 70% en la tensión de contacto (bola-pista de rodadura).
Cuando un rodamiento de bolas está sujeto a cargas radiales puras (o cargas radiales con carga axial baja), normalmente se recomienda un juego radial más bajo. Esto distribuye la carga entre un mayor número de bolas. Sin embargo, particularmente con rodamientos en miniatura, los rodamientos con juego radial bajo no deben estar sujetos a ajustes de interferencia. Esto puede resultar en un aclaramiento negativo y reducir drásticamente la vida útil.
Desalineación y posicionamiento:
Valores más altos de juego radial permiten una mayor desalineación y deben seleccionarse en casos donde hay un alto grado de deflexión del eje. Cabe señalar que, aunque un rodamiento de bolas tiene la capacidad de compensar (alrededor de 1° o menos), la desalineación reduce en gran medida la vida útil del rodamiento. Sin embargo, en casos con cargas ligeras, el impacto de una desalineación menor puede ser tolerable.
Por supuesto, valores más estrictos de juego radial controlarán y restringirán el movimiento radial.
Cuando se debe controlar el posicionamiento axial o se desea un juego final de “cero”, se recomienda eliminar el juego final aplicando precarga axial mediante cuñas, arandelas u otros métodos de ensamblaje. También se deben considerar los rodamientos dúplex. No es aconsejable utilizar valores bajos de juego radial para controlar el juego final.
Temperatura:
Cuando existe un gradiente de temperatura elevado entre los anillos interior y exterior, se recomienda un juego radial más holgado.
Velocidad:
Como se mencionó anteriormente, valores altos de juego radial dan como resultado valores altos de ángulo de contacto. Cuando un rodamiento gira, el conjunto de bolas (o complemento de bolas) gira alrededor del círculo primitivo del rodamiento, cada bola gira alrededor de su propio eje y sobre las bolas actúan momentos giratorios. La magnitud del momento giratorio está relacionada con el ángulo de contacto. A medida que aumenta la velocidad de rotación, aumentan las fuerzas giratorias que actúan sobre las bolas y se produce una acción de deslizamiento entre las bolas y las pistas de rodadura. Este deslizamiento da como resultado fallas en la película lubricante, aumento de calor y posibles fallas prematuras. El equilibrio entre los beneficios del ángulo de contacto que reduce la tensión debe sopesarse frente a la posibilidad de que el lubricante falle debido al deslizamiento de la bola.
Especificación del juego radial:
No es práctico, o tal vez ni siquiera posible, producir un grupo de rodamientos que tengan exactamente la misma cantidad de juego radial. Esto se debe a que todas las características de los componentes del rodamiento (pista de rodadura del aro interior, pista de rodadura del aro exterior y bolas) que afectan el juego radial tienen tolerancias de fabricación asociadas. Los fabricantes miden y clasifican los anillos y las bolas de los rodamientos para que puedan "combinarse" durante el proceso de ensamblaje para lograr un rango específico de juego radial para un grupo (o lote de fabricación) de rodamientos.
Hay varias formas de especificar el juego radial. Las especificaciones de juego radial generalmente dependen del fabricante. Las descripciones completas de los números de pieza se detallan en una hoja de información técnica (TIS) separada. AUB especifica el juego radial de la siguiente manera:
Para rodamientos de bolas de diseño métrico (miniatura y para instrumentos) con un diámetro interior inferior a 10 mm.
Símbolo de liquidación | MC1 | MC2 | MC3 | MC4 | MC5 | MC6 | |
Liquidación real en uM | min | 0 | 3 | 5 | 8 | 13 | 20 |
max | 5 | 8 | 10 | 13 | 20 | 28 | |
Espacio libre real en pulgadas | min | 0 | 0.0001 | 0.0002 | 0.0003 | 0.0005 | 0.0008 |
max | 0.0002 | 0.0003 | 0.0004 | 0.0005 | 0.0008 | 0.0011 | |
Para rodamientos de bolas de diseño en pulgadas (miniatura y para instrumentos) con un diámetro interior inferior a 10 mm.
CÓDIGO AST | Rango de juego radial real en pulgadas | Clasificación |
K13 o P13 | .0001 a .0003 | Apretado |
K25 o P25 | .0002 a .0005 | Normal |
K58 o P58 | .0005 a .0008 | Suelto |
K811 o P811 | .0008 a .0011 | Extra Suelto |
Para rodamientos rígidos de bolas con un diámetro interior de 10 mm o mayor se utilizan las siguientes tablas.
Juego interno para rodamientos radiales de bolas de ranura profunda en micrómetros
Juego interno para rodamientos radiales de bolas de ranura profunda en pulgadas (0001”)
