Todo lo que debe saber sobre los rodamientos de sección delgada

Todo lo que debe saber sobre los rodamientos de sección delgada

Cojinetes de sección delgada están diseñados para aplicaciones con espacio limitado y ayudan a cumplir con especificaciones desafiantes que a menudo se encuentran en aplicaciones de alta tecnología. La construcción de rodamientos de sección delgada ayuda a ahorrar espacio, reducir el peso, mejorar la precisión de funcionamiento y la flexibilidad del diseño. Estos rodamientos de sección delgada están diseñados en un número limitado de anchos y espesores/secciones transversales. Cada sección transversal tiene una amplia gama de tamaños de poros. A medida que aumenta el tamaño de los poros, la sección transversal permanece constante. Los rodamientos de sección delgada cuentan con pistas de rodadura de ultraprecisión que proporcionan un acabado superficial suave que ayuda a reducir la fricción. Los rodamientos también cuentan con conjuntos de bolas de alta calidad para garantizar un rodamiento suave. Los rodamientos de sección delgada se utilizan en industrias como la de equipos médicos, robótica, equipos de construcción, procesamiento de alimentos y maquinaria textil.

  • Ahorra peso

  • Ahorra espacio

  • Reduce la fricción

  • Rendimiento de alta velocidad

  • Alta precisión de rotación

  • Posicionamiento preciso

  • Variedad de secciones transversales y tamaños.

Varias diferentes tipos de rodamientos de sección delgada están disponibles dependiendo de las necesidades de la aplicación. ABMA STD 26.2 – Diseños en pulgadas de rodamientos de bolas de sección delgada: esta norma especifica tolerancias para dimensiones, precisión de funcionamiento y juego interno. Los rodamientos de sección delgada varían en tamaño y ancho según su uso y aplicación. Estos rodamientos están construidos de Acero cromado 52100 y acero inoxidable 440C. También vienen en una serie que incluye SR Series, Serie 6700, Serie 6800, Serie 63800 y Serie 6900. Ciertos tamaños de estos rodamientos se pueden producir abiertos, blindados o sellados. Los rodamientos se consideran rodamientos de sección delgada cuando el diámetro del orificio es mayor que 4 veces la sección transversal radial. Hay tres tipos de contacto para rodamientos de sección delgada: contacto radial tipo C, contacto angular tipo A y contacto de cuatro puntos tipo X.

Diferentes tipos de rodamientos de sección delgada
  • Los rodamientos de paredes delgadas tipo C de contacto radial se utilizan principalmente para soportar cargas radiales.

  • Los rodamientos de sección delgada tipo A de contacto angular están diseñados para soportar cargas axiales y de empuje más altas.

  • El rodamiento de sección delgada tipo X de contacto de cuatro puntos tiene una pista de rodadura especial que forma cuatro puntos de contacto con el rodamiento de bolas, por lo que el rodamiento puede soportar cargas radiales y de empuje.

Los rodamientos de sección delgada también existen en muchas otras variantes. Los rodamientos de sección delgada también se pueden recubrir con recubrimientos especializados, como un cromado fino y denso u otros recubrimientos diversos.

Rodamientos Tipo

Contacto

Radial

Axial

Histórico

revertir Axial

Conjunto Empuje radial

C

Radial

Excelente

Buena

Buena

Buena

Buena

A

Angular

Buena

Excelente

No utilice

No utilice

Buena

X

4-Point

Pobre

Buena

Excelente

Excelente

Pobre

Rodamientos de bolas de sección delgada tipo A de contacto angular

En aplicaciones con cargas axiales elevadas, tipo A rodamientos de bolas de contacto angular debería ser usado. Este rodamiento también funciona bien en aplicaciones de empuje radial o radial combinado. Los rodamientos tipo A nunca deben usarse solos para cargas de momento o cargas axiales inversas. Generalmente se utilizan dos rodamientos tipo A como par dúplex.

Rodamiento de sección delgada tipo A

Rodamientos de bolas de sección delgada tipo C de contacto radial

Los rodamientos de bolas de contacto radial tipo C están diseñados con ranuras de bolas profundas para soportar cargas elevadas. Aunque este rodamiento se utiliza principalmente para aplicaciones de carga radial, también puede soportar cargas axiales moderadas, cargas axiales inversas y cargas de momento.

Rodamiento de sección delgada tipo C

Rodamientos de bolas de sección delgada tipo X de contacto de 4 puntos

Los rodamientos de bolas de contacto tipo X o de 4 puntos son ideales para cargas de momento. Los rodamientos tipo X están diseñados con pistas de rodadura arqueadas góticas que crean 4 puntos de contacto entre las bolas y la pista de rodadura. Este diseño es muy adecuado para cargas de momento y cargas axiales opuestas. Los rodamientos tipo X se pueden utilizar para otras condiciones de carga ligera, pero no se recomiendan para reemplazar los rodamientos tipo C o A bajo cargas puramente radiales.

Rodamiento de sección delgada tipo X de contacto de 4 puntos

Elija el rodamiento de sección delgada adecuado

Después de considerar el máximo carga estática y dinámica, la vida útil requerida del rodamiento, en referencia a los datos del catálogo: tamaño, velocidad y capacidad de carga, entorno operativo, rendimiento de rotación, condiciones de montaje y temperatura, se puede seleccionar el tipo, tamaño y disposición del rodamiento final para determinar la especificación del rodamiento. La clase de precisión, la holgura, el lubricante y el tipo de cierre (protector o sello) también forman parte importante de la especificación. el rodamiento correcto.

Cuando la carga se produce principalmente en dirección radial, el uso de rodamientos radiales de paredes delgadas también puede soportar cargas axiales e inversas limitadas. Para este tipo, normalmente la mejor opción es un rodamiento de serie estándar.

Rodamientos de sección delgada tipo contacto angular Se utilizan cuando están presentes cargas axiales y de empuje elevadas. Estos tipos de rodamientos, cuando se utilizan como un par dúplex (juego combinado), ofrecen mayor capacidad de carga y rigidez, así como una alta precisión de rotación.

Los rodamientos de contacto de 4 puntos tienen un diseño de pista único que permite que un rodamiento maneje cargas radiales, de empuje y de momento de vuelco. Visto en sección transversal, la canalización tiene un arco gótico en lugar de un radio verdadero. Este arco crea 4 puntos de contacto con las bolas y la pista de rodadura. Los diseñadores pueden elegir una disposición de rodamientos de contacto de 4 puntos.

Si le preocupa la corrosión, normalmente se encuentran disponibles rodamientos de sección delgada en acero cromado 52100 y acero inoxidable martensítico. Hay diferentes opciones de sellado disponibles para evitar la contaminación. Se encuentran disponibles diferentes separadores de bolas para condiciones de funcionamiento no estándar. Todas estas cosas deben tenerse en cuenta al especificar.

Capacidad y vida útil de fatiga de los rodamientos de bolas

El CAPACIDAD DE CARGA RADIAL DINÁMICA BÁSICA, C, o “capacidad dinámica”, para un rodamiento de bolas es la carga radial constante calculada a la que el 90% de un grupo de rodamientos aparentemente idénticos con aros exteriores estacionarios puede soportar estadísticamente 106 revoluciones del aro interior. Para calcular las clasificaciones del catálogo se utilizó el estándar ANSI/ABMA 9 con factores de corrección para curvaturas de carrera.

El CLASIFICACIONES DE CARGA DE EMPUJE DINÁMICO y MOMENTO DINÁMICO También se muestran en las tablas de productos. Las clasificaciones mostradas son una guía para las cargas máximas bajo las cuales estos rodamientos deben operarse con carga de empuje puro o de momento puro. Las clasificaciones de empuje son de 2.5 a 3.0 veces las clasificaciones radiales, según el tipo de rodamiento y la sección transversal. Estas clasificaciones de carga no son aditivas. Para cargas radiales y de empuje combinadas, se debe calcular una carga radial equivalente.

rodamiento de sección delgada

El CLASIFICACIÓN DE CARGA ESTÁTICA BÁSICA, Co, o “capacidad estática”, es esa carga distribuida uniformemente, que produce una tensión de contacto teórica máxima de 609,000 psi. En esta tensión de contacto se produce una deformación permanente de la bola y la pista de rodadura. Esta deformación es aproximadamente el 0001% del diámetro de la bola.

El VIDA NOMINAL, L10, es una medida estadística de la vida útil que alcanzará o superará el 90% de un gran grupo de rodamientos de bolas aparentemente idénticos. Para un solo rodamiento, L10 también se refiere a la vida útil asociada con una confiabilidad del 90 %. La vida media, L50, es la vida que el 50% del grupo de rodamientos de bolas alcanzará o superará. La vida media es aproximadamente cinco veces mayor vida nominal.

La relación entre la vida útil, la capacidad de carga y la carga es:

L10 = (C/P)3 con L10 = vida nominal (106 rev)
C = capacidad de carga radial dinámica básica (lbf)
P = carga radial equivalente (lbf)

Para obtener la vida útil nominal en horas, utilice:

L10 hrs = 16667/n * (C/P)3 con n = velocidad (rpm)

La carga radial equivalente se define como:

P = XFr + YFa con Fr = carga radial (lbf)
Fa = carga axial (lbf)
X = ver más abajo
Y = ver más abajo

Factores de ajuste para la calificación de vida

Si el diseño y funcionamiento de un rodamiento se desvía significativamente de lo normal, puede ser necesario utilizar factores adicionales para estimar la vida a fatiga Ln.

Ln = a1 * a2 * a3 * L10h
a1 = factor de confiabilidad
a2 = material y factor de procesamiento
a3 = factor de aplicación

Factor de confiabilidad a1

La confiabilidad es el porcentaje de un grupo de rodamientos de bolas aparentemente idénticos que se espera que alcance o supere una vida útil específica. Para un rodamiento individual, es la probabilidad de que alcance o supere una vida útil especificada. Las vidas típicas de los rodamientos se calculan para una confiabilidad del 90%. Los factores de ajuste de vida para otros números de confiabilidad se muestran a continuación.

Fiabilidad %

Ln

Factor de confiabilidad a1

90

L10

1.00

95

L5

.62

96

L4

.53

97

L3

.44

98

L2

.33

99

L1

.21

Factor de materiales a2

Para rodamientos estándar, el factor de material a2 es igual a 1.00. El factor a2 está determinado por el procesamiento del material, los métodos de conformado, el tratamiento térmico y otros métodos de fabricación. Algunos factores materiales comúnmente utilizados se enumeran a continuación:

Material, condición

a2 max

52100, Fusión por aire

1.00

52100, Desgasificado al vacío

1.50

52100, Placa de fusión por aire y TDC

2.00

52100, Fusión al vacío, (CEVM)

3.00

440C, aire derretido

1.00

440C, fusión al vacío (CEVM)

2.00

M50, fusión al vacío (CEVM)

5.00

M50, refundición al vacío (VIM-VAR)

8.00

Factor de aplicación a3

El factor de aplicación a3 es igual a 1.0 para la mayoría de las aplicaciones. Las condiciones inusuales o extremas en determinadas aplicaciones, como baja velocidad, cargas de choque, vibraciones y temperaturas extremas, pueden reducir el factor de aplicación a 0.50. Comuníquese con su ingeniero de ventas de RBC para obtener ayuda a la hora de determinar este factor para su aplicación especial.

Límites de carga y velocidad

Para cargas simultáneas combinadas, se deben considerar cargas radiales o de empuje equivalentes. Normalmente, los rodamientos tipo C están diseñados para aplicaciones de carga radial; Se pueden combinar cargas de empuje y/o momento moderadas con cargas radiales. Para aplicaciones de carga de empuje, se utilizan rodamientos tipo A; cualquier carga radial solo se puede combinar con cargas de empuje. Los rodamientos tipo X se utilizan principalmente para cargas de momento y empuje inverso, y no se deben aplicar cargas radiales puras.

Las velocidades límite que se muestran en las tablas de productos se basan en estándares de lubricación. Calcule la velocidad del rodamiento no sellado suponiendo que el rodamiento esté lubricado según MIL-L-3150. Calcule la velocidad límite para un rodamiento sellado suponiendo que el rodamiento esté lubricado con grasa MIL-G-23827. Si los rodamientos están lubricados con aceites o grasas alternativos, se deben calcular nuevas velocidades límite, ver condiciones de funcionamiento.

Condiciones de operación

Los lubricantes cumplen muchos propósitos muy importantes en los rodamientos de bolas, que incluyen:

  • Proteger las superficies de los rodamientos de la corrosión.

  • Reduce la fricción por rodadura y deslizamiento.

  • Evita el contacto de metal con metal entre bolas y pistas de rodadura.

  • Proporciona una barrera contra contaminantes externos (grasa)

  • Retire el calor (aceite)

Los rodamientos de bolas de sección delgada AUB estándar están lubricados con aceite o grasa. Los rodamientos no sellados de la serie K están completamente recubiertos con MIL-L-3150 aceite y escurrir el exceso de aceite. Los rodamientos sellados están lubricados con grasa MIL-G-23827. La superficie exterior de los rodamientos sellados está recubierta con una fina capa de la misma grasa para evitar la corrosión. También se proporciona lubricante adicional. Su ingeniero de ventas de AUB puede ayudarle a seleccionar el lubricante adecuado para su aplicación particular.

Temperatura

Los rodamientos de bolas de sección delgada AUB estándar pueden funcionar en temperaturas que oscilan entre -65 °F y 250 °F. Si la temperatura del rodamiento se estabiliza, puede alcanzar temperaturas de hasta 350 °F. Mediante el uso de materiales especiales, AUB puede proporcionar rodamientos que pueden funcionar a temperaturas de hasta 700 °F. Para obtener asesoramiento sobre rodamientos que funcionan a más de 250 °F, comuníquese con su ingeniero de ventas de AUB.

Límite de velocidad

La velocidad límite de un rodamiento depende de muchos factores diferentes, incluido el tamaño del rodamiento, el tipo de rodamiento, el diseño del separador de bolas, la lubricación y la carga. La velocidad límite de los rodamientos que se muestran en este catálogo se determina mediante la siguiente fórmula:

Límite de velocidad del RODAMIENTO DE SECCIÓN DELGADA

Tipo de rodamiento

Condición de carga

valor k

 

 

 

Grasa

Aceite

C o A

Radial o de empuje

16

20

X

Empuje

10

12

X

Radial, Combinado
Radial y de empuje,
o momento

3

4

Los valores k mostrados dan la velocidad máxima a la que puede funcionar un rodamiento de bolas de sección delgada típico. Se recomienda reducir la velocidad de funcionamiento de los rodamientos de gran diámetro en una serie determinada al 40% de la clasificación calculada para evitar temperaturas excesivas en los rodamientos. La velocidad nominal también se ve afectada por las condiciones de carga, la lubricación, la alineación y la temperatura ambiente. Se deben considerar todos estos factores al diseñar un rodamiento de bolas de sección delgada para su aplicación.

Pares dúplex y precarga axial

par dúplex

Los rodamientos dúplex son un par de rodamientos de bolas de sección delgada AUB de contacto angular, especialmente rectificados y disponibles como par. Se pueden utilizar pares dúplex para proporcionar un posicionamiento preciso del eje para aumentar la capacidad o la rigidez de los conjuntos de rodamientos. Un par de rodamientos de bolas de sección delgada AUB están rectificados de modo que cuando se monten con el ajuste recomendado no haya juego interno en los rodamientos. Existen tres métodos de montaje básicos para adaptarse a diferentes requisitos de carga:

rodamiento de sección delgada db
Espalda con espalda, DB tipo B
  • Espalda con espalda (DB) Tipo B

  • Cara a cara (DF) Tipo F

  • Tándem (DT), tipo T

  • Carga radial pesada

  • Cargas axiales y radiales combinadas.

  • Carga de empuje inverso

  • Excelente rigidez

  • Carga de momento

Clase de precisión

Los rodamientos de bolas de sección delgada AUB están disponibles en cuatro clases de precisión. Los grados AUB Precision 0, 3, 4 y 6 corresponden a los grados ABMA ABEC 1F, 3F, 5F y 7F respectivamente. Las tolerancias para el orificio del rodamiento, el diámetro exterior, el descentramiento radial, el descentramiento axial y el juego radial se muestran en la tabla de tolerancias.

Ajuste del eje y la carcasa

El ajuste adecuado del eje y la carcasa es fundamental para el funcionamiento exitoso de los rodamientos de bolas de sección delgada. El juego interno del rodamiento se reducirá proporcionalmente por el ajuste de interferencia. Además, la redondez del eje y la carcasa afectará directamente la redondez de las pistas de rodadura de los anillos interior y exterior. Para la mayoría de las aplicaciones, la pista interior gira mientras la carga está estacionaria con respecto a la pista exterior. En este caso, se recomienda un ligero ajuste a presión en el eje. Los ajustes recomendados del eje y la carcasa se muestran en las tablas de tolerancia.

Disposiciones de montaje

Al seleccionar la disposición de montaje para AUB rodamientos de bolas de sección delgada, primero se deben considerar las condiciones de carga. Se puede utilizar un par de rodamientos de contacto angular dúplex para cargas combinadas, cargas de momento o cargas de empuje pesadas. Las combinaciones de rodamientos A y C, A y X, o C y X son disposiciones de montaje comunes. Nunca se deben montar dos rodamientos tipo X en el mismo eje. Puede haber muchas disposiciones de rodamientos diferentes que soporten la misma carga; a continuación se muestran algunas disposiciones de montaje típicas.

carga radial

Carga radial pesada

Los rodamientos tipo C están diseñados principalmente para cargas radiales pesadas. Se pueden montar dos rodamientos en el mismo eje, como se muestra. Al asegurar axialmente un rodamiento y permitir que el otro flote, esta configuración permite la expansión diferencial entre la carcasa y el eje (causada, por ejemplo, por diferencias de temperatura) sin agregar tensión axial al rodamiento. Aunque los rodamientos tipo C están diseñados para cargas radiales, pueden soportar cargas moderadas de empuje, momento e inversión.

Carga inversa

Los rodamientos tipo C están diseñados principalmente para cargas radiales pesadas. Se pueden montar dos rodamientos en el mismo eje, como se muestra. Al asegurar axialmente un rodamiento y permitir que el otro flote, esta configuración permite la expansión diferencial entre la carcasa y el eje (causada, por ejemplo, por diferencias de temperatura) sin agregar tensión axial al rodamiento. Aunque los rodamientos tipo C están diseñados para cargas radiales, pueden soportar cargas moderadas de empuje, momento e inversión.

Configuración tipo B

Carga combinada pesada

Para cargas combinadas pesadas, se encuentran disponibles otras disposiciones de montaje especiales. Se puede utilizar un par de rodamientos tipo doble A con un rodamiento flotante tipo C como se muestra arriba. En esta configuración, los rodamientos tipo A soportarán cargas de empuje y algunas cargas radiales, mientras que los rodamientos tipo C solo soportarán cargas radiales. Los rodamientos tipo X se pueden sustituir por rodamientos tipo A dúplex para cargas de empuje más bajas, como se muestra en el segundo diagrama.

Carga combinada pesada

Cargas pesadas combinadas o de momento.

A continuación se muestran instalaciones alternativas para cargas combinadas pesadas o cargas de momento. Un par de rodamientos dúplex tipo B pueden soportar cargas de alto empuje, radiales y de momento. Los rodamientos tipo X pueden reemplazar a los rodamientos dúplex en aplicaciones de carga más liviana para ahorrar peso, espacio y costo.

carga de momento 1
carga de momento 2

Función personalizada

AUB ofrece muchos lubricantes diferentes para aplicaciones especiales. Hay grasas disponibles especialmente diseñadas para alta velocidad, bajo torque, resistente al agua, resistente a altas temperaturas, movimiento vibratorio y maquinaria alimentaria. Otros lubricantes, como los de película seca, son adecuados para aplicaciones espaciales y de vacío.

rodamiento de sección delgada

Desafíanos: Hay muchas opciones de diseño disponibles para resolver problemas de aplicaciones difíciles.

Material

Rodamientos estándar mostrados en el catálogo tienen anillos y bolas de acero SAE 52100. Los rodamientos de bolas de sección delgada AUB se pueden fabricar a partir de otros aceros especiales para rodamientos para proporcionar resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas, capacidad de carga alternativa o compatibilidad química.

Anillo. AUB fabrica rodamientos de bolas de sección delgada de acero inoxidable SAE 440C para brindar resistencia a la corrosión. Como alternativa a los anillos de acero inoxidable, toda la superficie del anillo se puede recubrir con cromo denso fino y esférico (TDC). Este revestimiento que cumple con AMS 2438 logra un enlace molecular que no se descascarilla, se descascarilla ni se separa del sustrato. Las placas TDC tienen una dureza de HRC 70 – 78 y pueden soportar temperaturas mucho más allá del rango del sustrato.

Sección delgada especial AUB Rodamientos de bolas se fabrican en aluminio, acero inoxidable serie 300, acero inoxidable 17-4 y otros metales.

Organizadores de. Algunos de los materiales de bolas especiales disponibles incluyen acero inoxidable 440C, acero inoxidable serie 300, nitruro de silicio y acero M-50.

lubricante

AUB ofrece muchas opciones diferentes lubricantes para aplicaciones especiales. Hay grasas disponibles especialmente diseñadas para alta velocidad, bajo torque, resistente al agua, resistente a altas temperaturas, movimiento vibratorio y maquinaria alimentaria. Otros lubricantes, como los de película seca, son adecuados para aplicaciones espaciales y de vacío.

Sello

Los sellos estándar para rodamientos de bolas de sección delgada están moldeados con elastómero (Buna N). Politetrafluoroetileno (PTFE) Sellos, sellos de PTFE reforzados con fibra de vidrio, botas de acero inoxidable y muchas otras opciones están disponibles para torque bajo y otras aplicaciones especiales.

Juego radial

Si se utiliza un ajuste de montaje no recomendado, es necesario determinar de antemano el juego radial (juego radial) de los rodamientos de bolas de sección delgada. Es posible que se requieran holguras radiales especiales para diferencias de temperatura en el rodamiento, para materiales de carcasa y eje con diferentes coeficientes de expansión térmica o para cambios en las características operativas del rodamiento. Los rodamientos precargados radialmente se miden para cumplir con las tolerancias del diámetro interior y exterior antes de la precarga.

Precarga de rodamientos dúplex

Los rodamientos dúplex estándar están rectificados de manera que, en condiciones nominales, se produce una ligera precarga axial en el rodamiento. En algunas aplicaciones, puede ser necesario aumentar la rigidez del rodamiento. En estos casos es posible un rectificado por ambos lados, lo que provoca mayores cargas axiales en el rodamiento montado. Esta carga se puede aumentar o disminuir para cumplir con los requisitos específicos de la aplicación. Consulte a su ingeniero de ventas de AUB para requisitos especiales.

Se pueden incorporar características de montaje como bridas, pestañas antirotación y orificios de montaje en los anillos interior y exterior. Los componentes acoplados, como engranajes y carcasas, se pueden integrar en los anillos del rodamiento para mejorar el rendimiento y el costo.

Divisor

Los rodamientos de bolas de sección delgada AUB estándar, series KA a KG y JU, se fabrican con separadores de latón. La serie KAA incluye separadores de nailon. Los rodamientos tipo A contienen separadores de bolsa redonda integrales, mientras que los rodamientos C y X tienen separadores a presión. Los cuatro materiales básicos de los separadores son latón, nailon, fenólico y acero inoxidable. El siguiente diagrama ilustra esquemáticamente el efecto del diseño y el material de la jaula en el rendimiento del rodamiento. Las ventajas y limitaciones específicas del material se enumeran en la página 39. Por el contrario, un diseño de bolsillo redondo de una sola pieza puede ser aproximadamente dos veces más rápido que un diseño a presión. Los límites de velocidad exactos dependen del tamaño y tipo de rodamiento, la lubricación y la carga. Para obtener ayuda para seleccionar el separador apropiado para una aplicación en particular, comuníquese con su ingeniero de ventas de AUB.

Aplicación típica

Los rodamientos de bolas de sección delgada se utilizan a menudo en aplicaciones con limitaciones de espacio, peso y carga. Algunas aplicaciones típicas de los rodamientos de bolas de sección delgada AUB estándar incluyen:

Equipo MédicoHerramientas de máquina
Equipos de radarMaquinaria textil
Material para TransportarSistemas satelitales
Equipo de antenaMaquinaria de paqueteria
AeroespacialEquipo de escaneo
Equipo ópticoSemiconductor
Juntas rotatoriasEquipo de fabricación
Torretas militaresConjuntos de anillos colectores
Robótica>Accionamientos armónicos
Reductores de velocidad