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Guía sobre carga estática de rodamientos
La carga estática y la carga dinámica son cruciales para el funcionamiento normal del rodamiento y son indicadores importantes de la capacidad de carga del rodamiento. La carga estática se refiere a la capacidad del rodamiento para soportar cargas en un estado estático. En este blog, Aubearing profundizará en la importancia de la carga estática a la hora de seleccionar el rodamiento adecuado.
¿Qué soporta carga estática?
Siguiendo la definición de ISO 14728-2, la carga estática C 0 es la cantidad de carga que un rodamiento puede soportar antes de que la suma de las deformaciones de la bola y de la pista sea igual al 0.01% (0.0001 veces) del diámetro de la bola. Sin embargo, la norma se ha actualizado para especificar niveles de carga que pueden producir una tensión de contacto de 480,000 3,310 libras por pulgada cuadrada (psi) [XNUMX megapascales (Mpa)] Hz en la pista de rodadura. Independientemente de cómo se defina, la capacidad de carga estática de un rodamiento es casi siempre mayor que la capacidad de carga dinámica. La deformación plástica de los materiales de la bola y de la pista de rodadura que se produce cuando se aplica una carga a un rodamiento en estado estático (sin movimiento) o en movimiento lento. Si se excede esta deformación, las características de funcionamiento del rodamiento disminuirán, lo que provocará un aumento de la vibración, el ruido y la fricción.
Aunque la capacidad de carga estática no es un parámetro utilizado para calcular vida del rodamiento, es un parámetro importante para medir el rendimiento de los rodamientos. Algunos ejemplos de cargas estáticas incluyen presión, cargas de impacto y fuerzas de retención. Por ejemplo, cuando el rodamiento deja de girar y la broca está en funcionamiento, el rodamiento estará sujeto a una carga estática. De manera similar, cuando un rodamiento se somete a un impacto momentáneo cuando comienza a girar por primera vez, está sujeto a una carga estática. Los golpes y las vibraciones, por otro lado, suelen ser causados por condiciones aleatorias, impredecibles y/o difíciles de cuantificar. No hace falta decir que exceder la capacidad de carga estática definitivamente afectará el rendimiento del rodamiento.
Calcular la carga estática del rodamiento
La estática carga de un rodamiento se refiere a la carga máxima que puede soportar sin deformación permanente. Calcular la capacidad de carga estática es fundamental para garantizar que un rodamiento sea adecuado para una aplicación específica. A continuación, Aubearing analizará las fórmulas y métodos para calcular la capacidad de carga estática de los rodamientos. El cálculo de las cargas estáticas de los rodamientos implica varios factores, incluida la geometría, los materiales y los procesos de fabricación de los rodamientos. La fórmula de cálculo general para soportar carga estática es la siguiente:
C0 = (P0/F0) x C
C0 es la capacidad de carga estática
P0 es la carga estática ejercida sobre el rodamiento.
F0 es el factor de carga apropiado
C es la capacidad de carga dinámica básica del rodamiento.
El factor de carga F0 tiene en cuenta el tipo de rodamiento, la dirección de la carga, las condiciones de lubricación y otros factores que pueden afectar el rendimiento del rodamiento. Generalmente lo proporciona el fabricante del rodamiento y también se puede encontrar en los catálogos de rodamientos. Determine la carga estática P0 aplicada al rodamiento en Newtons (N) o libras (lbs). Esto se puede calcular en función del peso del equipo o maquinaria que soporta el rodamiento.
Determine el factor de carga F0 según el tipo de rodamiento y otros factores relevantes. Este factor se puede obtener del fabricante del rodamiento o de un catálogo de rodamientos.
Determine la capacidad de carga dinámica básica C del rodamiento, que es el valor proporcionado por el fabricante del rodamiento. Indica que el rodamiento puede operar con una carga de un millón de revoluciones sin fallar.
Factor de seguridad estática del rodamiento
La carga estática suele ser un impacto inesperado y difícil de cuantificar en el rodamiento. Por lo tanto, los fabricantes de rodamientos recomiendan calcular un factor de seguridad estática según el tipo de aplicación y las condiciones de funcionamiento. El factor de seguridad estática es la relación entre la capacidad de carga estática básica y la carga estática máxima combinada aplicada al rodamiento. Esto puede variar desde 2 para condiciones de funcionamiento suave donde el riesgo de vibración es bajo, hasta 5 o 6 para aplicaciones que pueden estar sujetas a cargas de impacto severas.
S 0 = factor de seguridad de carga estática
C 0 = capacidad de carga estática
F 0max = carga estática máxima combinada
Cuando existen fuerzas y momentos simultáneamente, la carga estática resultante (también llamada carga estática equivalente) debe calcularse y usarse para determinar el factor de seguridad de la carga estática. Además, en general, si la carga aplicada es inferior a 2.8 veces la precarga del rodamiento, la precarga debe tenerse en cuenta en el cálculo de la carga estática resultante.
Factores que afectan la carga estática.
Vale la pena señalar que existen muchos factores que afectan la capacidad de carga estática de los rodamientos, entre ellos:
Materiales y procesos de tratamiento térmico.
Factores como el diseño, la calidad, los materiales y la tecnología del rodamiento afectarán la carga estática nominal del rodamiento; El material y el proceso de tratamiento térmico determinan parámetros de rendimiento como la dureza, la tenacidad y el límite de fatiga, que tienen un impacto clave en la vida útil del rodamiento. Por lo tanto, en el diseño y fabricación de rodamientos, se debe prestar atención a la selección y control de los materiales y al tratamiento térmico.
Geometría del rodamiento
La estructura geométrica de un rodamiento es uno de los factores importantes que influyen en su capacidad de carga y su vida útil. Una geometría de rodamiento razonable puede reducir eficazmente el desgaste y el daño por fatiga de los rodamientos y aumentar la vida útil de los rodamientos.
Temperatura
Debido al principio de "expansión y contracción térmica", la capacidad de carga estática del rodamiento se ve afectada por la temperatura. Cuando la temperatura aumenta, la estructura molecular dentro del rodamiento se "expandirá" y su capacidad de carga disminuirá. Las altas temperaturas pueden hacer que los materiales de los cojinetes se ablanden o pierdan resistencia.
Hora
La capacidad de carga estática de un rodamiento se basa en cargas de corta duración, normalmente de sólo unos segundos. Si un rodamiento se somete a carga estática durante un largo período de tiempo, provocará fatiga en el material del rodamiento y reducirá su capacidad de carga estática.
Vibración y choque
La capacidad de carga estática de los rodamientos no es adecuada para aplicaciones con cargas de vibración o impacto. Incluso si la carga está dentro de la capacidad de carga estática, las cargas de vibración y choque pueden causar deformación o falla del rodamiento.
lubricante
La capacidad de carga estática de un rodamiento supone que el rodamiento está adecuadamente lubricado. Incluso si la carga está dentro de la capacidad de carga estática, una lubricación insuficiente puede provocar fallas en los rodamientos.
Alineación
La capacidad de carga estática de un rodamiento supone una alineación perfecta del rodamiento. Incluso si la carga está dentro de la capacidad de carga estática, la desalineación puede causar fallas en los rodamientos.
Importancia de la capacidad de carga estática en la selección de rodamientos
La capacidad de carga estática de un rodamiento está relacionada con muchos factores, como la composición del material, el diseño y el proceso de fabricación. Los rodamientos con mayor capacidad de carga estática suelen estar fabricados con materiales más resistentes y pueden soportar cargas pesadas. Por el contrario, los rodamientos con menor capacidad de carga estática suelen estar fabricados con materiales más blandos y son adecuados para cargas más ligeras.
Cuando la carga excede su capacidad de carga estática, puede causar deformación permanente o daño al rodamiento, afectando su rendimiento y vida útil. Por ejemplo, si un rodamiento se somete a una carga pesada que no se puede soportar, se puede producir una deformación plástica, lo que provoca un aumento de la fricción, la vibración, el ruido, una reducción de la eficiencia, etc. En casos extremos, los rodamientos pueden fallar por completo, lo que provoca costosos tiempos de inactividad y riesgos potenciales.
Para garantizar que un rodamiento tenga una capacidad de carga estática adecuada, es fundamental considerar varios factores durante el proceso de selección. Estos factores incluyen cargas esperadas, condiciones operativas y niveles de confiabilidad y rendimiento requeridos. También se debe considerar el tipo de rodamiento, como rodamientos de bolas, rodamientos de contacto angular, rodamientos de rodillos cónicos, rodamientos de rodillos cilíndricos o cojinetes lisos, ya que cada tipo tiene sus propias características únicas de capacidad de carga estática. La tienda online de Aubearing muestra más de 40,000 tipos de rodamientos, todos ellos marcados con capacidades de carga estática y dinámica.
Conclusión
La capacidad de carga estática es importante al seleccionar rodamientos para cualquier aplicación. Los rodamientos con una mayor capacidad de carga estática pueden proporcionar un mejor rendimiento, confiabilidad y vida útil, mientras que los rodamientos con una menor capacidad de carga estática pueden provocar fallas prematuras y riesgos de seguridad. Al considerar las condiciones de carga y operación esperadas, así como los niveles de confiabilidad y rendimiento requeridos, los ingenieros pueden seleccionar el rodamiento más adecuado con la capacidad de carga estática adecuada para la aplicación. Si tiene alguna pregunta sobre la carga estática de los rodamientos, comuníquese con los ingenieros en línea de Aubearing a tiempo y responderemos sus preguntas en cualquier momento.