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La guía definitiva sobre el par de los rodamientos
Los rodamientos son piezas de precisión que permiten el movimiento relativo entre piezas mecánicas. Rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos son los tipos más comunes de rodamientos, que constan de un aro interior, un aro exterior, elementos rodantes y un retenedor. Son piezas clave de dispositivos giratorios como motores, cajas de cambios, bujes de automóviles, etc. Están diseñados para soportar ejes giratorios y reducir la fricción entre piezas móviles, reduciendo así la pérdida de energía y mejorando la eficiencia. El par del rodamiento es uno de los factores clave de los parámetros del rodamiento. Este blog tiene como objetivo presentar el torque de los rodamientos y brindar consejos constructivos para ayudarlo. elegir el rodamiento correcto.
El par del rodamiento es la fuerza que supera la fricción interna en el rodamiento para iniciar o mantener una velocidad de rotación. El par de arranque es la fuerza que debe superar un rodamiento para comenzar a girar. El par de funcionamiento es el par necesario para que un rodamiento comience a girar y mantenga la rotación a una velocidad constante. Se puede observar que la fricción dentro del rodamiento es el factor más importante en el par de arranque: cuanto mayor es la fricción dentro del rodamiento, mayor es el par de arranque.
Factores que afectan el par del rodamiento.
El par de los rodamientos se basa en principios tribológicos. La tribología es el estudio de la fricción, la lubricación y el desgaste de superficies que interactúan en movimiento relativo. A medida que un rodamiento gira, experimenta diferentes tipos de resistencia a la fricción. Para mejorar la eficiencia energética, hemos buscado pares de rodamiento más pequeños. Lograr un par óptimo en los rodamientos es una tarea compleja que requiere una cuidadosa consideración de los factores de diseño del rodamiento y las características del rodamiento utilizado. Hay muchos factores que afectan el par del rodamiento, como el tipo de rodamiento, el material del que está hecho, la lubricación del rodamiento, la precarga, el juego, los parámetros de diseño y la consideración del entorno en el que opera el rodamiento. Para minimizar eficazmente el par del rodamiento y mejorar la eficiencia general y la vida útil del sistema mecánico para lograr un funcionamiento más suave, reducir el consumo de energía y mejorar el rendimiento del sistema, Aubearing determina los factores que afectan el par del rodamiento uno por uno.
Fricción rodante
Los rodamientos constan de un aro interior, un aro exterior, elementos rodantes (como bolas o rodillos) y una jaula. Cuando el rodamiento gira, los elementos rodantes entran en contacto con las pistas de rodadura de los aros interior y exterior del rodamiento, provocando resistencia a la rodadura o fricción por rodadura. Esta resistencia es provocada por la deformación y deslizamiento de los elementos rodantes y la presencia de lubricante en los rodamientos.
Tipo de rodamiento
El par de arranque es diferente entre diferentes tipos de rodamientos. El par de arranque de los rodamientos de bolas es generalmente menor que el de los rodamientos de rodillos. Los elementos rodantes internos de un rodamiento de bolas son redondos y tienen un "punto de contacto" con los aros interior y exterior. Sin embargo, los elementos rodantes de los rodamientos de rodillos son rodillos cilíndricos o elípticos, y el contacto con los aros interior y exterior del rodamiento es "contacto lineal". En comparación con los rodamientos de bolas, los rodamientos de rodillos tienen un par mucho mayor.
Sellado o blindado
Los rodamientos suelen tener sellos o escudos para evitar que entren contaminantes y mantener la lubricación. Estos sellos crean una fricción adicional llamada fricción del sello. La cantidad de fricción del sello depende del diseño, material y condición del sello. En términos generales, la resistencia a la fricción del sello de goma será mayor que la resistencia a la fricción del protector metálico.
Viscosidad del lubricante
Normalmente, los rodamientos requieren lubricación para reducir la fricción y el desgaste. El lubricante utilizado puede ser aceite o grasa, pero tienen una viscosidad específica. La viscosidad de un lubricante crea una cierta resistencia. Obviamente, cuanto más viscoso sea el lubricante, mayor será la resistencia rotacional y mayor será el par de arranque requerido. Además, si el equipo no se ha utilizado durante mucho tiempo, el lubricante puede salirse entre el sello y el eje, y el par de arranque puede ser mucho mayor. En términos generales, la resistencia de la grasa será mayor que la resistencia del aceite lubricante.
Acabado de la superficie del eje
El acabado de la superficie del eje también es uno de los factores que afectan el par del rodamiento. Se sabe que cuanto más rugosa sea la superficie del eje, mayor será el par. Un fenómeno que aumenta el par de arranque es la adhesión entre superficies de contacto si el eje está en reposo durante un largo período de tiempo. Además, la corrosión del eje a veces provoca una unión entre las superficies de contacto del rodamiento, que por supuesto debe romperse antes de que pueda comenzar la rotación.
Material del cojinete
Material del cojinete también afecta el torque. El retenedor liviano de metal y plástico proporciona un torque mínimo a velocidades bajas y medias. En términos generales, las jaulas de nailon fenólico y sinterizado tienen un par más bajo a altas velocidades. Los valores de ángulo de contacto o juego radial muy bajos indican un par alto porque los errores geométricos inherentes a las pistas de rodadura y las bolas de los rodamientos pueden provocar cambios inestables en la tensión y, por tanto, en el nivel de fricción. Se puede observar que los rodamientos de contacto angular tienen ángulos de contacto muy altos y, en consecuencia, niveles de par más altos.
Calcular el par del rodamiento
Calcular el valor del par de torsión del rodamiento es importante para optimizar su sistema y ayudará a seleccionar los mejores rodamientos y la mejor configuración. Puede calcular una aproximación del par de fricción utilizando esta sencilla fórmula.
Cálculo del par del rodamiento de bolas
Rodamientos radiales de bolas: 0.5 x 0.0013 x carga radial (Newtons) * x diámetro del orificio del rodamiento (mm)
Cojinete de bolas de empuje: 0.5 x 0.0011 x carga axial (Newtons) * x diámetro del orificio del rodamiento (mm) )
Esta fórmula para calcular el par del rodamiento solo es válida si el rodamiento de bolas está completamente lubricado, no tiene sellos de contacto y está sujeto a velocidades y cargas bajas. Para los rodamientos radiales de bolas, la carga axial debe ser inferior al 20% de la carga radial, mientras que para los rodamientos axiales, la carga debe ser puramente axial. La unidad de medida es Newton milímetros (Nmm). Se trata de una unidad compuesta de par que corresponde al par producido al ejercer una fuerza de 1 Newton (aproximadamente 0.1 kgf) sobre un brazo a una distancia de 1 mm. Si necesita datos precisos sobre el torque del rodamiento de bolas teniendo en cuenta la velocidad y la viscosidad del lubricante, comuníquese con Aubearing.
Cálculo del par del rodamiento de rodillos.
Para calcular el par de un rodamiento de rodillos, necesitamos conocer varios conceptos terminológicos.
La carga radial es la carga perpendicular al eje del rodamiento.
La carga axial es una fuerza que actúa paralela al eje del eje.
Calcular el par de un rodamiento de rodillos también requiere factores como el número y tamaño de los elementos rodantes, el ángulo de contacto y el tamaño de la pista de rodadura. Además, la geometría del rodamiento es un factor clave que afecta los cálculos de torque. Por supuesto, el coeficiente de fricción del rodamiento de rodillos es esencial para calcular el par de un rodamiento de rodillos. Representan la resistencia al movimiento provocado por la fricción entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura. Los coeficientes de fricción para tipos de rodamientos específicos y condiciones de lubricación se pueden encontrar en el sitio web o catálogo del fabricante del rodamiento.
Par (M)=Fr*d*μ+Fa*Dm*μa
M significa par
Fr representa carga radial
d representa el diámetro del elemento rodante
μ representa el coeficiente de fricción del elemento rodante
Fa representa carga axial
Dm representa el diámetro medio del rodamiento
μa representa el coeficiente de fricción axial
Al conocer el par calculado de un rodamiento de rodillos, los ingenieros pueden evaluar aproximadamente si el rodamiento puede soportar las cargas esperadas, operar dentro de límites de par aceptables y mantener un movimiento eficiente. El tamaño adecuado de los rodamientos puede evitar el desgaste prematuro, el calentamiento excesivo y posibles fallas del sistema.
Conclusión
Comprender los factores que afectan el par del rodamiento y calcular con precisión el par del rodamiento ayudará a seleccionar el rodamiento correcto. Se deben consultar y seguir las pautas del fabricante para obtener especificaciones de torque precisas para una aplicación específica a fin de garantizar un rendimiento óptimo y la confiabilidad del sistema. Como todos sabemos, Aubearing es un fabricante de rodamientos confiable en China y una tienda de rodamientos en línea de renombre mundial, que brinda soluciones integrales para los rodamientos que necesita.