Los rodamientos de agujas utilizan rodillos en forma de agujas como elementos rodantes para el movimiento de rotación. En comparación con los rodamientos de bolas, los rodamientos de agujas tienen una altura de perfil más baja y una mayor capacidad de carga. La mayoría de los rodamientos de agujas radiales pueden soportar fuerzas axiales que superan el 5% de la carga radial. Los rodillos en aplicaciones radiales corren paralelos al eje. Como componentes mecánicos, los rodamientos de agujas ayudan a ahorrar espacio, haciendo que todo el mecanismo sea más compacto. Estos rodamientos desempeñan funciones cruciales en diversos productos, como automóviles, motocicletas, máquinas de impresión, robots industriales y maquinaria de construcción.
AUBEARING fabrica varios tipos de rodamientos de agujas:
Conjuntos de rodillos y jaulas Los conjuntos de jaula y rodillos son rodamientos fáciles de operar con una gran capacidad de carga a pesar de su pequeño tamaño. La estructura única de la jaula guía los rodillos, asegurando un funcionamiento estable incluso a altas velocidades. El diseño de los conjuntos de jaula garantiza una distribución adecuada de la carga entre los rodillos y las pistas de rodadura y controla los espacios internos radiales. También cuentan con capacidades de alta velocidad y tolerancia a la desalineación del eje o la desviación de la carga. Los conjuntos de jaula y rodillos reducen la concentración de tensión en los extremos de los rodillos debido a una desalineación moderada o a la flexión del eje, extendiendo así la vida útil del rodamiento. Las aplicaciones comunes incluyen engranajes planetarios en automóviles, cajas de cambios y reductores de robots.
Rodamientos de rodillos de agujas de copa dibujada Los rodamientos de agujas de copa estirada de AUBEARING cuentan con una jaula y un complemento completo de rodillos con una estructura de anillo exterior única. Estos rodamientos fáciles de instalar tienen los anillos exteriores más delgados entre todos los rodamientos y al mismo tiempo ofrecen una alta capacidad de carga, altos límites de velocidad máxima y una excelente resistencia al desgaste. Los aceros de aleación cuidadosamente seleccionados soportan cargas máximas permitidas elevadas y las jaulas con superficie endurecida ayudan a los rodamientos a soportar condiciones duras. Los rodamientos de agujas de copa estirada con sellos integrales están disponibles en ciertos tamaños. Los sellos de contacto de labio limitan las temperaturas de funcionamiento de los rodamientos a -25 °F a +225 °F (-30 °C a +110 °C) en todo el rango de holgura del rodamiento instalado. Los rodamientos estampados con aro exterior están diseñados para retener grasa o aceite no presurizado dentro del rodamiento y al mismo tiempo evitar que entren contaminantes en el área de la pista de rodadura. Los sellos de contacto de labio estándar son compatibles con aceites lubricantes comunes y combustibles a base de petróleo, pero se ven afectados negativamente por ciertos aceites hidráulicos resistentes al fuego y los solventes más comunes. Los rodamientos de agujas de copa estirada son tan fáciles de manejar e instalar como los rodamientos de rodillos sueltos, pero vienen ensamblados. La carcasa (utilizada como pista de rodadura exterior) está estampada con precisión en acero con bajo contenido de carbono y endurecida en la superficie sin mecanizado posterior, lo que hace que estos rodamientos sean rentables. Las aplicaciones comunes incluyen soportes generales para ejes de cajas de engranajes, soportes para poleas, bombas de engranajes y cojinetes guía.
Rodamientos de agujas macizos Los rodamientos de agujas macizos proporcionan máxima capacidad de carga y alta precisión en espacios compactos. Estos rodamientos son adecuados para diversas condiciones de funcionamiento, con anillos fabricados con aceros para rodamientos cuidadosamente seleccionados, desgasificados al vacío o aceros carburados, y rodillos rectificados con precisión y tratados térmicamente. Jaulas livianas y extremadamente robustas guían los rodillos con precisión y suavidad. Los materiales de alta calidad ofrecen una alta rigidez capaz de soportar cargas pesadas y cargas de impacto. Estos rodamientos están disponibles con o sin aros interiores; el tipo sin aros interiores utiliza el eje directamente como superficie de rodadura.
Rodamientos de agujas esféricos Los rodamientos de agujas esféricos tienen una pista de rodadura exterior separada del aro exterior, que actúa como manguito. La pista de rodadura presenta un perfil exterior cóncavo provisto de anillos de plástico. Esto permite que los rodamientos de agujas compensen la desalineación estática mínima del eje.
Rodamientos de agujas con anillos mecanizados Los rodamientos de agujas con anillos mecanizados se utilizan para aplicaciones que requieren una mayor capacidad de carga. Existen principalmente dos tipos: rodamientos de agujas sin aro interior y aquellos con aro interior. Los rodamientos sin aro interior se utilizan con ejes endurecidos y rectificados, lo que permite que ejes más grandes proporcionen mayor rigidez. Los rodamientos con aro interior se utilizan en aplicaciones donde el endurecimiento y rectificado del eje no es factible o práctico.
Rodamientos de empuje de agujas Los rodamientos axiales de agujas utilizan conjuntos de rodillos y jaulas con jaulas de superficie endurecida hechas de dos placas de acero prensadas con precisión. Los rodillos están sujetos de forma segura en la jaula, lo que garantiza una rotación suave incluso bajo grandes cargas axiales. Estos cojinetes son compactos, lo que los hace fáciles de reemplazar dentro del mismo espacio de instalación que las arandelas de empuje tradicionales. Hay varias configuraciones disponibles, incluidas unidades independientes, unidades de rodillos integradas o unidades con diferentes espesores de rodillos para adaptarse a las condiciones de instalación alrededor del rodamiento. Estos componentes están diseñados para soportar cargas axiales en espacios limitados, utilizando jaulas de acero endurecido para acomodar rodillos de agujas. A pesar de que normalmente ocupan menos espacio que las arandelas de empuje convencionales, los cojinetes de empuje de agujas ofrecen excelentes características de fricción y una mayor capacidad de carga. Se encuentran disponibles diferentes espesores de arandelas de empuje endurecidas individualmente si las superficies adyacentes no pueden endurecerse a un nivel de dureza adecuado de 58 Rc o equivalente. Los conjuntos de jaula y aguja de empuje pueden soportar altas velocidades y cargas axiales. Se utilizan ampliamente en transmisiones automáticas y proporcionan baja fricción en espacios reducidos.
Para lograr el rendimiento deseado del rodamiento, seleccionar los rodamientos de agujas adecuados es solo el comienzo. Varios factores específicos afectan el funcionamiento de los rodamientos, incluida la lubricación, la dureza y el acabado de la superficie de las pistas de rodadura, así como los asientos de los rodamientos.
Lubricación: Generalmente se prefiere la lubricación con aceite, ya que proporciona velocidades más altas al actuar como refrigerante, eliminar contaminantes y facilitar la inyección en el área de carga del rodamiento. Los mejores métodos incluyen alimentación positiva, salpicadura de aceite o niebla de aceite. Los rodamientos pueden usar lubricación con grasa cuando sea necesario. Los rodamientos con jaulas suelen tener depósitos de grasa más grandes, lo que ofrece una vida útil de prelubricación más larga en situaciones en las que no es posible la relubricación. La vida útil de los rodamientos en dichas aplicaciones depende de la vida útil de la grasa, que debe considerarse en los cálculos de vida útil. Los sellos ayudan a retener lubricantes y excluir contaminantes.
Superficies de canalización: El buen rendimiento del rodamiento depende del material y de las características geométricas de las pistas de rodadura.
Dureza: Una ventaja clave de los rodamientos de agujas es su capacidad de utilizar superficies de contacto como anillos interiores o exteriores, o ambos. Las cargas nominales de los rodamientos generalmente se basan en una dureza de la pista de rodadura de 58 Rc o equivalente. Si es menor, la capacidad de carga de la combinación rodamiento-pista de rodadura disminuye. El endurecimiento superficial, el endurecimiento por inducción y el endurecimiento total son tratamientos aceptables. Si el eje no se puede endurecer a 58 Rc, se utilizan anillos interiores separados. Se posicionan en el eje mediante hombros o anillos de retención.
Acabado de la superficie: Un excelente acabado de la superficie de las pistas de rodadura es crucial para mantener una buena película de lubricación entre los rodillos y las pistas de rodadura. Las superficies rugosas permiten que los puntos altos penetren la película lubricante, lo que provoca una fatiga más rápida y un eventual gripado. El acabado interior de la pista de rodadura no debe exceder un grado Ra de 16 minutos, pero un mejor microacabado prolonga enormemente la vida útil. Para conjuntos completos de agujas o rodillos y jaula, un acabado de la pista de rodadura exterior en menos de 16 minutos proporciona resultados óptimos. Asegúrese de que las superficies de las pistas de rodadura estén libres de rayones y defectos.
Forma geometrica: La superficie de rodadura ideal para los rodamientos de agujas radiales es un cilindro perfecto. Cualquier desviación aumenta los niveles de ruido y acorta la vida útil del rodamiento. Por lo tanto, la redondez de los ejes y los asientos de los cojinetes debe mantenerse dentro de la mitad de las tolerancias de fabricación recomendadas o 0.0003 pulgadas, lo que sea menor. La forma cónica de la pista de rodadura provoca un aumento de la tensión en los rodillos y una reducción de la vida útil de los rodamientos. Quizás más perjudicial sea la geometría de la pista de rodadura que causa un contacto desigual con los rodillos, como un contacto desigual debido a la rectitud de la superficie o a defectos. Además, los rodillos no deben colgar sobre las superficies de las pistas de rodadura. Esto puede conducir a la concentración del estrés y al fracaso prematuro. Generalmente, para rodamientos totalmente llenos, la inclinación del eje con respecto a la línea central del rodamiento no debe exceder 0.0010 pulgadas por pulgada; Para rodamientos de jaula, la inclinación del eje con respecto a la línea central del rodamiento no debe exceder 0.0015 pulgadas por pulgada. Los rodamientos más cortos pueden soportar mejor la inclinación.
Asientos de rodamientos: El funcionamiento exitoso de los rodamientos de agujas de copa extraída requiere una instalación correcta para garantizar el tamaño y la redondez adecuados de la carcasa exterior. Por lo general, basta con presionar el rodamiento en su lugar utilizando herramientas básicas y prensas manuales. Las funciones de posicionamiento axial suelen ser innecesarias. Si la carcasa está hecha de acero o hierro de alta calidad, su sección puede ser lo suficientemente pequeña como para ser de 11/2 a 2 veces la sección del rodamiento. Para los casquillos de aleación ligera, una sección similar puede ser suficiente, pero seleccionar tamaños de orificios de casquillo más pequeños es fundamental para que el tamaño y la redondez del rodamiento sean correctos. Los rodamientos de agujas de servicio pesado se instalan en asientos de rodamiento con ajustes de holgura si la carga es estacionaria con respecto al asiento del rodamiento; si la carga gira con respecto al asiento del rodamiento, se instalan con un ajuste de transición ajustado. Independientemente del ajuste, utilice hombros del asiento del rodamiento y anillos de retención u otros métodos de posicionamiento axial positivo para asegurar el aro exterior.
Materiales para rodamientos: jaulas para rodamientos Rodillos separados para distribuir uniformemente las cargas alrededor del rodamiento. También reducen el ruido de los rodamientos, mejoran las condiciones de rodadura y evitan el deslizamiento. Además, contienen rodillos dentro de un solo componente. El acero es el material de jaula más común en los rodamientos de agujas. Se pueden utilizar jaulas de plástico cuando las condiciones de funcionamiento lo permitan. La lubricación y los tratamientos superficiales reducen el calor generado por la fricción. Algunos diseños de rodamientos de agujas de copa extraída omiten las jaulas, que contienen un complemento completo de rodillos. Los rodamientos totalmente llenos combinan la máxima capacidad de carga con la rentabilidad de los rodamientos de copa estirada. En este diseño, los labios que giran hacia adentro retienen los rodillos dentro de los anillos del rodamiento. Las pruebas han determinado los siguientes coeficientes de fricción para diseños de rodamientos de agujas con jaula y sin jaula: Rodamientos de agujas con jaula: 15•10-4; Rodamientos de agujas sin jaula: 25•10-4.
Juntas. Los sellos (si están presentes) aíslan los rodillos, las jaulas y los lubricantes de los contaminantes y la humedad en entornos hostiles. Los sellos deben resistir la oxidación, las altas temperaturas y los productos químicos que pueden encontrar los rodamientos. Los rodamientos sellados suelen presentar un orificio de inspección en el aro interior en el aro exterior para su relubricación. Los sellos son más efectivos cuando se minimiza la fricción entre el sello y el rodamiento o el eje. Los tratamientos superficiales adicionales o la lubricación pueden reducir esta fricción. Los rodamientos con sellos integrales funcionan a velocidades relativamente más bajas en comparación con los rodamientos abiertos. Los sellos suelen estar hechos de caucho de acrilonitrilo-butadieno, poliuretano o fluoroelastómero.
