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 jaula. Los conjuntos de jaula y rodillos son rodamientos fáciles de operar con alta 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 de carga adecuada entre los rodillos y las pistas de rodadura, y controla las holguras internas radiales. También ofrecen alta velocidad y tolerancia a la desalineación del eje o a la deflexión de la carga. Los conjuntos de jaula y rodillos reducen la concentración de tensiones en los extremos de los rodillos debido a una desalineación moderada o a la flexión del eje, prolongando así la vida útil del rodamiento. Entre las aplicaciones comunes se incluyen engranajes planetarios en automóviles, cajas de cambios y reductores de robots.
Rodamientos de agujas de copa embutida Los rodamientos de agujas de copa embutida de AUBEARING cuentan con una jaula y un conjunto 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, a la vez que ofrecen una alta capacidad de carga, altos límites de velocidad máxima y una excelente resistencia al desgaste. Los aceros de aleación cuidadosamente seleccionados soportan altas cargas máximas admisibles, y las jaulas con superficie endurecida ayudan a que los rodamientos soporten condiciones extremas. Los rodamientos de agujas de copa embutida con sellos integrales están disponibles en ciertos tamaños. Los sellos de contacto labial limitan las temperaturas de funcionamiento del rodamiento a -25 °F a +225 °F (-30 °C a +110 °C) en todo el rango de holgura del rodamiento instalado. Los rodamientos con anillo exterior estampado están diseñados para retener grasa o aceite sin presión dentro del rodamiento, evitando que los contaminantes entren en la pista de rodadura. Los sellos de contacto labial estándar son compatibles con aceites lubricantes comunes y combustibles derivados del petróleo, pero se ven afectados negativamente por ciertos aceites hidráulicos resistentes al fuego y la mayoría de los disolventes comunes. Los rodamientos de agujas con cazoletas embutidas son tan fáciles de manipular e instalar como los rodamientos de rodillos sueltos, pero vienen ya ensamblados. La carcasa (que actúa como pista de rodadura exterior) está estampada con precisión en acero de bajo contenido de carbono y endurecida superficialmente sin necesidad de mecanizado posterior, lo que hace que estos rodamientos sean económicos. Entre sus aplicaciones más comunes se incluyen soportes de ejes de cajas de engranajes, soportes de poleas, bombas de engranajes y cojinetes guía.
Los rodamientos de agujas macizos ofrecen máxima capacidad de carga y alta precisión en espacios reducidos. Son aptos para diversas condiciones de funcionamiento, con anillos fabricados en aceros para rodamientos desgasificados al vacío o aceros carburizados cuidadosamente seleccionados, y rodillos rectificados con precisión y tratados térmicamente. Las jaulas, ligeras y extremadamente robustas, guían los rodillos con precisión y suavidad. Los materiales de alta calidad proporcionan una gran rigidez, capaz de soportar cargas pesadas e impactos. Estos rodamientos están disponibles con o sin anillos interiores; el modelo sin anillos interiores utiliza el eje directamente como superficie de rodadura.
Rodamientos de agujas esféricas: Los rodamientos de agujas esféricas tienen una pista de rodadura exterior separada del anillo exterior, que actúa como un manguito. La pista de rodadura presenta un perfil externo cóncavo con anillos de plástico. Esto permite que los rodamientos de agujas compensen una mínima desalineación estática del eje.
Rodamientos de agujas con anillos mecanizados. Los rodamientos de agujas con anillos mecanizados se utilizan en aplicaciones que requieren una mayor capacidad de carga. Existen principalmente dos tipos: rodamientos de agujas sin anillo interior y rodamientos con anillo interior. Los rodamientos sin anillo interior se utilizan con ejes endurecidos y rectificados, lo que permite el uso de ejes de mayor diámetro para lograr una mayor rigidez. Los rodamientos con anillo interior se utilizan en aplicaciones donde el endurecimiento y el rectificado del eje no son factibles ni prácticos.
Rodamientos de agujas Los rodamientos de agujas utilizan conjuntos de rodillos y jaulas con jaulas endurecidas superficialmente, fabricadas a partir de dos placas de acero prensadas con precisión. Los rodillos se mantienen firmemente sujetos en la jaula, lo que garantiza una rotación suave incluso bajo grandes cargas axiales. Estos rodamientos son compactos, lo que facilita su reemplazo dentro del mismo espacio de instalación que las arandelas de empuje tradicionales. Hay varias configuraciones disponibles, incluyendo 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 reducidos, utilizando jaulas de acero endurecido para alojar los rodillos de aguja. A pesar de ocupar generalmente menos espacio que las arandelas de empuje convencionales, los rodamientos de agujas ofrecen excelentes características de fricción y mayor capacidad de carga. Hay disponibles arandelas de empuje endurecidas individualmente de diferentes espesores si las superficies adyacentes no se pueden endurecer a un nivel de dureza adecuado de 58 Rc o equivalente. Los conjuntos de agujas y jaula de empuje pueden soportar altas velocidades y cargas axiales. Se utilizan ampliamente en transmisiones automáticas, proporcionando baja fricción en espacios confinados.
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 mayores velocidades al actuar como refrigerante, eliminar contaminantes y facilitar la inyección en la zona de carga del rodamiento. Los mejores métodos incluyen la alimentación positiva, la salpicadura de aceite o la niebla de aceite. Los rodamientos pueden lubricarse con grasa cuando sea necesario. Los rodamientos con jaula suelen tener depósitos de grasa más grandes, lo que ofrece una mayor vida útil antes de la lubricación en situaciones donde no es posible volver a lubricarlos. La vida útil del rodamiento en estas aplicaciones depende de la vida útil de la grasa, que debe tenerse en cuenta en los cálculos de vida útil. Los sellos ayudan a retener los lubricantes y a evitar la entrada de contaminantes.
Superficies de las pistas de rodadura : El buen rendimiento de los rodamientos depende del material y las características geométricas de las pistas de rodadura.
Dureza : Una ventaja clave de los rodamientos de agujas es su capacidad para utilizar superficies de contacto como anillos interiores o exteriores, o ambos. Las cargas nominales del rodamiento se basan generalmente 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. Estos se colocan en el eje mediante hombros o anillos de retención.
Acabado superficial : Un excelente acabado superficial de la pista de rodadura es crucial para mantener una buena película lubricante entre los rodillos y las pistas. Las superficies rugosas permiten que los puntos altos penetren la película lubricante, lo que provoca una fatiga más rápida y, finalmente, el agarrotamiento. El acabado de la pista interior no debe superar un grado Ra de 16 minutos, pero un mejor microacabado prolonga considerablemente la vida útil. Para conjuntos completos de agujas o rodillos y jaula, un acabado de la pista exterior inferior a 16 minutos proporciona resultados óptimos. Asegúrese de que las superficies de las pistas estén libres de arañazos y defectos.
Forma geométrica : 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 rodamientos debe mantenerse dentro de la mitad de las tolerancias de fabricación recomendadas o 0.0003 pulgadas, lo que sea menor. La conicidad de la pista de rodadura provoca un aumento de la tensión en los rodillos y reduce la vida útil del rodamiento por fatiga. Quizás más perjudicial sea la geometría de la pista de rodadura que provoca un contacto desigual de los rodillos, como el contacto desigual debido a la rectitud de la superficie o defectos. Además, los rodillos no deben sobresalir de las superficies de la pista de rodadura. Esto puede provocar concentración de tensiones y fallos prematuros. Generalmente, para rodamientos de complemento completo, la inclinación del eje con respecto a la línea central del rodamiento no debe exceder las 0.0010 pulgadas por pulgada; para rodamientos de jaula, la inclinación del eje con respecto a la línea central del rodamiento no debe exceder las 0.0015 pulgadas por pulgada. Los rodamientos más cortos pueden soportar mejor la inclinación.
Asientos de rodamientos : El correcto funcionamiento de los rodamientos de agujas de copa embutida requiere una instalación adecuada para garantizar el tamaño y la redondez correctos de la carcasa exterior. Normalmente, basta con presionar el rodamiento en su lugar con herramientas básicas y prensas manuales. Los elementos de posicionamiento axial suelen ser innecesarios. Si la carcasa es de acero o hierro de alta calidad, su sección puede ser lo suficientemente pequeña como para ser de 1,5 a 2 veces la sección del rodamiento. Para carcasas de aleación ligera, una sección similar puede ser suficiente, pero seleccionar orificios de carcasa de tamaño adecuado es fundamental para el correcto dimensionamiento y redondez del rodamiento. Los rodamientos de agujas de alta resistencia se instalan en asientos con holgura si la carga es estacionaria con respecto al asiento; si la carga gira con respecto al asiento, se instalan con un ajuste de transición ajustado. Independientemente del ajuste, utilice hombros y anillos de retención u otros métodos de posicionamiento axial positivo para asegurar el anillo exterior.
Materiales de los rodamientos: Las jaulas separan los rodillos para distribuir uniformemente las cargas alrededor del rodamiento. También reducen el ruido, mejoran las condiciones de rodadura y evitan el deslizamiento. Además, contienen los rodillos dentro de un solo componente. El acero es el material más común para las jaulas en los rodamientos de agujas. Se pueden usar jaulas de plástico cuando las condiciones de operación lo permiten. La lubricación y los tratamientos superficiales reducen el calor generado por la fricción. Algunos diseños de rodamientos de agujas de copa embutida omiten las jaulas, conteniendo un conjunto completo de rodillos. Los rodamientos de conjunto completo combinan la máxima capacidad de carga con la rentabilidad de los rodamientos de copa embutida. En este diseño, los labios curvados hacia adentro retienen los rodillos dentro de los anillos del rodamiento. Las pruebas han determinado los siguientes coeficientes de fricción para los diseños de rodamientos de agujas con jaula y de conjunto completo: Rodamientos de agujas con jaula: 15 × 10⁻⁴; Rodamientos de agujas de conjunto completo: 25 × 10⁻⁴.
Sellos . Los sellos (si están presentes) aíslan los rodillos, las jaulas y los lubricantes de contaminantes y humedad en entornos adversos. Los sellos deben resistir la oxidación, las altas temperaturas y los productos químicos a los que pueden estar expuestos los rodamientos. Los rodamientos sellados suelen tener un orificio de inspección en el anillo exterior para la relubricación. Los sellos son más eficaces 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.
