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Cómo elegir el rodamiento correcto
A cojinete Es un componente mecánico cuya función es guiar un conjunto giratorio. Por tanto, los rodamientos permiten que un elemento gire con respecto al otro. Por tanto, los rodamientos son piezas de alta precisión que permiten que los equipos se muevan a diferentes velocidades transportando cargas de manera eficiente. Deben ser muy precisos y duraderos, y poder funcionar a altas velocidades con un mínimo de ruido y vibración. Este tipo de equipos se encuentran en todas las aplicaciones como la industria del automóvil, el sector aeroespacial, equipos de construcción, maquinaria agrícola, Las máquinas CNC, etc.
Hay cuatro tipos principales de rodamientos: rodamientos de bolas, rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos de rodillos cónicos y rodamientos de agujas. Si bien los rodamientos de bolas son el tipo de rodamiento más común, cada uno tiene sus ventajas y desventajas. Por eso te recomendamos que compares cada uno de estos rodamientos para determinar cuál es el rodamiento ideal para tus requerimientos.
¿Cuál es el orden de prioridad para la selección de rodamientos?
Seleccionaremos el mejor rodamiento según el orden que se muestra en la siguiente tabla. Tenga en cuenta que la siguiente secuencia es solo como referencia. Cuando realmente eliges qué rodamiento usar, los factores más importantes son los éxitos pasados y los puntos de mejora, por lo que no es necesario seguir este orden palabra por palabra.
| Pedido | Elemento de examen | Puntos principales para confirmar. |
|---|---|---|
| ① Electroválvula tipo E para controlar la alimentación | Tipo de rodamiento | ¿Qué magnitud y dirección de carga necesitas? ¿Cabrá en el espacio de instalación? |
| ② | Disposición de rodamientos | ¿Está utilizando dos (o) rodamientos en un solo eje? |
| ③ | Dimensiones del rodamiento y vida útil. | ¿Las dimensiones y la vida útil satisfacen sus necesidades? |
| ④ | Velocidad límite del rodamiento, precisión de funcionamiento, ajustes y juego interno | ¿Tiene la precisión de funcionamiento y rigidez necesarias para la máquina? ¿Tiene los ajustes y el juego interno para satisfacer su vida útil? |
| ⑤ | Precarga y rigidez del rodamiento. | ¿Tiene la rigidez necesaria para la máquina? |
| ⑥ | Lubricación de cojinetes | ¿Puede el rodamiento girar de manera estable durante un largo período de tiempo? |
| ⑦ | Componentes alrededor del rodamiento | ¿Qué estructura/conjunto circundante de soporte está buscando? |
| ⑧ | Montaje y desmontaje de rodamientos. | ¿Facilitará el mantenimiento/inspección de la máquina? |
Tamaño
El espacio que permiten los rodamientos suele ser bastante limitado. En muchos casos, el diámetro del eje o el diámetro del orificio del rodamiento se determina según los requisitos de diseño. Por tanto, el tipo y tamaño del rodamiento debe cumplir con las especificaciones establecidas.
Por ejemplo, un rodamiento utilizado en la broca de un dentista es obviamente mucho más pequeño que un rodamiento utilizado en una plataforma petrolera.
carga
Cuando la mayoría de las personas diseñan una máquina, primero dimensionan el eje para cumplir con los requisitos de resistencia y luego eligen los rodamientos en consecuencia. El segundo factor a considerar es la carga que puede soportar el rodamiento.
Hay dos tipos de cargas:
- Carga axial: paralelo al eje de rotación
– Carga radial: perpendicular al eje de rotación
1) Si la carga es predominantemente radial (perpendicular al eje), utilice un cojinete radial, y si la carga es predominantemente axial (en la misma dirección que el eje), utilice un cojinete de empuje. Las cargas axiales también se denominan a veces cargas de empuje.
2) Los rodamientos de bolas se utilizan cuando la carga del rodamiento es ligera y los rodamientos de rodillos se utilizan cuando es pesada.
3) Si la carga radial y la carga axial actúan sobre un solo rodamiento al mismo tiempo (carga combinada), se seleccionan rodamientos rígidos de bolas o rodamientos de bolas de contacto angular si la carga combinada es ligera. Si la carga combinada es grande, se utilizan rodamientos de rodillos cónicos.
Si se aplican grandes cargas axiales desde dos direcciones, puede combinar dos rodamientos o utilizar rodamientos de doble hilera.
Cada tipo de rodamiento está diseñado específicamente para soportar cargas axiales o radiales. Algunos rodamientos pueden soportar ambas cargas: en este caso nos referimos a cargas combinadas. Por ejemplo, si debe transportar cargas combinadas, le recomendamos que elija rodamientos de rodillos cónicos. Si necesita un rodamiento que pueda soportar cargas radiales elevadas, le recomendamos los rodamientos de rodillos cilíndricos. Por otro lado, si sus rodamientos necesitan soportar cargas más ligeras, los rodamientos de bolas pueden ser suficientes, ya que suelen ser más baratos.
Requisitos de precisión
La tercera consideración importante al seleccionar un rodamiento es la precisión. Ciertas aplicaciones, como rodamientos para Las máquinas CNC, requieren alta precisión. En otras aplicaciones, como las ruedas de los carritos de compras, la precisión no es una preocupación importante.
La flexibilidad, las variaciones del gabinete y los errores de fabricación pueden causar cierta desalineación. En caso de una desalineación considerable, se puede producir una falla del rodamiento debido a una desalineación inaceptable. Cuando la desalineación es un problema importante, los rodamientos de bolas o las unidades de rodamientos con características de alineación automática son la elección correcta.
velocidad de rotación
Las RPM son otro factor que debe considerarse. Algunos rodamientos pueden soportar altas velocidades. La presencia de jaulas en los rodamientos de rodillos cilíndricos y de agujas permite velocidades más altas que los rodamientos sin jaula. Sin embargo, elegir una velocidad más alta a veces va en detrimento de la carga. También debes considerar una posible desalineación; Algunos rodamientos no son adecuados para esto, como los rodamientos de bolas de dos hileras.
Por lo tanto, es necesario prestar atención a la construcción del rodamiento: los rodamientos insertables y los rodamientos esféricos pueden soportar fácilmente estas desalineaciones. Le recomendamos que prefiera los rodamientos autoalineantes, que corrigen automáticamente los defectos de alineación causados por la flexión del eje o errores de montaje. Asimismo, las condiciones de funcionamiento también son muy importantes a la hora de seleccionar el rodamiento ideal. Por tanto, es necesario analizar el entorno en el que utilizará el rodamiento. Sus rodamientos pueden contaminarse de diversas formas. Ciertos usos pueden causar molestias por ruido, golpes y/o vibraciones.
Durabilidad
Cuando se trata de durabilidad, hay muchos factores a considerar, incluida la rigidez y la tolerancia a la temperatura. Bajo carga, las superficies de contacto de los rodamientos pueden deformarse, lo que puede suponer un problema grave en algunas aplicaciones. Desde las temperaturas bajo cero a las que deben enfrentarse las plataformas petrolíferas de Alaska hasta los desiertos de 100 grados de Arabia Saudita, el rango de temperaturas de funcionamiento que puede soportar un rodamiento también debe ser una consideración de selección importante.
Seal
La elección del sistema de estanqueidad es necesaria para garantizar el correcto y duradero funcionamiento del rodamiento; por lo tanto, es importante asegurarse de que el rodamiento esté siempre bien protegido de impurezas y factores externos, como polvo, agua, líquidos corrosivos e incluso agente lubricante usado. Esta elección depende del tipo de lubricante, las condiciones ambientales (y el tipo de contaminación), la presión del fluido y la velocidad de rotación. Para darle un buen punto de partida, la presión del fluido es el factor decisivo al seleccionar un sistema de sellado. Si la presión es alta (por ejemplo, en el rango de 2 a 3 bar), los sellos mecánicos son ideales. En caso contrario, la elección está directamente relacionada con el tipo de lubricante, grasa o aceite. Por ejemplo, para la lubricación con grasa, las soluciones más comunes son: deflectores o arandelas, canales mecanizados o estrechos con ranuras;
Precarga
Las condiciones de uso también pueden influir en su elección, especialmente a la hora de montar rodamientos. En algunos casos, puede agregar precarga a un conjunto de rodamientos para aumentar su rigidez. Además, la precarga tiene un efecto positivo en la vida útil de los rodamientos y en el nivel de ruido del sistema.
Tenga en cuenta que para elegir la precarga (radial o axial), debe conocer la rigidez de todas las piezas mediante software o experimentación. En sus criterios de selección también debe considerar el material ideal para el rodamiento. Los rodamientos pueden estar hechos de metal, plástico o cerámica. El material del rodamiento depende del uso previsto. Le recomendamos que elija los rodamientos que sean más resistentes a la compresión. Pero tenga en cuenta que el material utilizado afectará el precio del rodamiento.
Mantenimiento
Algunas aplicaciones de rodamientos requieren un desmontaje y reensamblaje periódicos para inspección y mantenimiento. En estas aplicaciones, los rodamientos con anillos separables son los más adecuados.
Cuando se trata de prolongar y respaldar el rendimiento de cualquier tipo de rodamiento, no se puede subestimar la importancia de una lubricación minuciosa. La lubricación excesiva, insuficiente, la contaminación y los lubricantes mixtos pueden afectar el rendimiento de los rodamientos. También es importante considerar la "vida útil de la grasa", la cantidad de tiempo que un rodamiento puede funcionar entre relubricaciones.
¿Por qué elegir rodamientos de bolas?
Los rodamientos más utilizados son los de ranura profunda. rodamientos de bolas. Se encuentra en casi todo tipo de productos de ingeniería mecánica en general. Los rodamientos de bolas suelen estar optimizados para el contacto radial: esto significa que son útiles si desea que la fuerza en contacto con el rodamiento sea perpendicular a su eje de rotación. Si se van a utilizar rodamientos de bolas para cargas axiales, se debe tener cuidado de que la unidad soporte solo cargas axiales moderadas. Sin embargo, este inconveniente se puede evitar utilizando una estructura de rodamientos de bolas de doble hilera. Los rodamientos de bolas no sólo son económicos, sino también los más compactos, lo que los convierte en el tipo de rodamiento más utilizado.
Rodamientos rígidos de bolas tienen las siguientes ventajas:
(a) Los rodamientos rígidos de bolas tienen una alta capacidad de carga debido al tamaño relativamente grande de las bolas.
(b) Los rodamientos rígidos de bolas soportan cargas radiales y axiales.
(c) Debido al punto de contacto entre las bolas y las pistas, este rodamiento tiene menos pérdida por fricción y el consiguiente aumento de temperatura. La velocidad máxima permitida del eje depende del aumento de temperatura del rodamiento. Por lo tanto, los rodamientos rígidos de bolas tienen un rendimiento excelente, especialmente en aplicaciones de alta velocidad.
(d) Los rodamientos rígidos de bolas generan menos ruido debido al contacto puntual. (e) El diámetro del agujero de los rodamientos rígidos de bolas varía desde unos pocos milímetros hasta 400 mm.
Para rodamientos pequeños que funcionan a altas velocidades, recomendamos encarecidamente el uso de rodamientos de bolas.
¿Por qué elegir rodamientos de rodillos cilíndricos?
Rodamientos de rodillos cilíndricos Puede soportar grandes cargas radiales, incluso cargas radiales muy grandes. Existen muchos tipos de rodamientos de rodillos cilíndricos. Varían según el número de filas de rodillos (una, dos o cuatro) y si tienen jaulas. La jaula permite que el rodamiento soporte cargas radiales importantes y altas velocidades. La ausencia de jaula permite que el rodamiento tenga hileras de rodillos y, por tanto, pueda soportar mayores cargas radiales. La única desventaja es que los rodamientos de rodillos cilíndricos sin jaula no pueden soportar velocidades tan altas como los rodamientos de rodillos cilíndricos con jaula. Los rodamientos de rodillos cilíndricos son muy robustos y tienen una larga vida útil.
El contacto puntual en los rodamientos de bolas se reemplaza por el contacto lineal en rodamientos de rodillos cuando se requiere la máxima capacidad de carga en un espacio determinado. Los rodamientos de rodillos cilíndricos constan de rodillos relativamente cortos colocados y guiados por jaulas.
Los rodamientos de rodillos cilíndricos tienen las siguientes ventajas:
(a) Los rodamientos de rodillos cilíndricos tienen una capacidad de carga radial muy alta debido al contacto lineal entre los rodillos y las pistas de rodadura.
(b) Los rodamientos de rodillos cilíndricos son más rígidos que los rodamientos de bolas.
(c) Bajo coeficiente de fricción para una menor pérdida por fricción en aplicaciones de alta velocidad.
¿Por qué elegir rodamientos de rodillos cónicos?
Los rodamientos de rodillos cónicos pueden soportar cargas radiales, axiales y combinadas (simultáneamente). Debido a su alta rigidez, la carga puede resultar muy pesada. Si no está seguro de la diferencia entre un rodamiento de bolas y un rodamiento de rodillos cónicos, tenga en cuenta que un rodamiento de rodillos cónicos del mismo tamaño puede soportar cargas más pesadas.
Por ello recomendamos este tipo de rodamientos para ejes de máquinas, transmisiones de vehículos (desde coches hasta barcos, helicópteros) o para volantes de coches o camiones.
Los rodamientos de rodillos cónicos tienen las siguientes ventajas:
(a) Los rodamientos de rodillos cónicos pueden soportar grandes cargas radiales y de empuje.
(b) Los rodamientos de rodillos cónicos tienen mayor rigidez.
(c) Los rodamientos de rodillos cónicos utilizan piezas separables y se pueden montar y desmontar fácilmente.
¿Por qué elegir rodamientos de agujas?
Como rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos de agujas Están disponibles con o sin jaulas. Si tienen jaula, pueden soportar velocidades muy altas, mientras que los rodamientos de agujas sin jaula pueden soportar cargas radiales o axiales muy pesadas. Tenga en cuenta también que estos rodamientos son de tamaño pequeño y, por lo tanto, ocupan poco espacio. Por ejemplo, se utilizan a menudo en cajas de cambios.
