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¿Qué debe considerar al seleccionar rodamientos?
Los rodamientos son uno de los componentes más críticos de cualquier maquinaria industrial. Estos componentes de alta precisión son esenciales para reducir la fricción y transportar cargas durante el movimiento de rotación. Descubrirá que muchas aplicaciones industriales cuentan con al menos un rodamiento. Hay miles de rodamientos en el mercado, incluidos rodamientos de bolas, rodamientos de sección delgada, rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos de rodillos, rodamientos de agujas y otros tipos de rodamientos. Aunque los rodamientos de bolas son el tipo de rodamiento más común, cada tipo tiene sus propias características y ventajas que los hacen adecuados para determinados usos y aplicaciones y no para otros entornos operativos.
Seleccionar e instalar los rodamientos correctos es fundamental para garantizar el rendimiento óptimo de la máquina. Los rodamientos adecuados no solo mejoran el rendimiento de su máquina, sino que también extienden su vida útil y reducen el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento. Por el contrario, elegir el rodamiento incorrecto puede reducir la eficiencia, aumentar los requisitos de mantenimiento y posiblemente incluso provocar costosos tiempos de inactividad. Sin embargo, no siempre es fácil elegir el rodamiento adecuado para su aplicación. Hay muchos factores diferentes a considerar al seleccionar un rodamiento, como la velocidad, la carga y las condiciones de funcionamiento. Si no está seguro, lo mejor es consultar a un experto en rodamientos para que le aconseje cuál es el mejor rodamiento para su aplicación. rodamiento es un fabricante líder de rodamientos en China. Basados en muchos años de experiencia en la fabricación de rodamientos, a continuación se detallan algunos factores que se deben considerar al elegir el rodamiento adecuado para su aplicación.
Lo primero que hay que considerar al seleccionar un rodamiento es el espacio de montaje disponible. No importa qué tan bien se ajuste un rodamiento a los requisitos de su aplicación, si no hay espacio disponible, no se puede instalar. Algunos tipos de rodamientos ocupan más espacio axial que otros, por lo que si el rodamiento más adecuado es demasiado grande para su aplicación, siempre existen alternativas. El espacio disponible determinará el diámetro interior y exterior del rodamiento que elija, por lo que es importante conocer esta información antes de seleccionar un rodamiento. En el diseño mecánico, el tamaño del eje generalmente se determina primero y luego se selecciona el rodamiento en función del tamaño del eje. Normalmente se utilizan rodamientos de bolas para ejes pequeños y rodamientos de rodillos para ejes grandes. Sin embargo, cuando el rodamiento está limitado en la dirección del diámetro de la máquina, se pueden utilizar rodamientos de agujas, rodamientos de bolas o de rodillos de series extraligeras y ultraligeras; cuando el rodamiento está limitado en la posición axial de la máquina, se pueden utilizar rodamientos estrechos o especiales. Serie estrecha de rodamientos de bolas o de rodillos.
Rodamiento Carga especificada
Cuando analizamos las especificaciones de los rodamientos, hablamos de dos tipos diferentes de cargas: cargas radiales y cargas axiales. Las cargas radiales son perpendiculares al eje, mientras que las cargas axiales (también llamadas cargas de empuje) son paralelas al eje. Diferentes rodamientos pueden soportar diferentes tipos, direcciones y magnitudes de cargas. Cuando un rodamiento soporta tanto una carga radial como una carga axial, se denomina carga combinada. Los rodamientos, como los rodamientos de rodillos cónicos, están diseñados específicamente para soportar cargas combinadas. En algunas aplicaciones, es posible que se requieran rodamientos emparejados para equilibrar condiciones de carga variables o para tener en cuenta condiciones de carga complejas. En este caso, es mejor consultar a un especialista en rodamientos para obtener asesoramiento experto sobre la mejor disposición de rodamientos para su aplicación.
a) Carga radial. Todos los tipos de rodamientos radiales pueden soportar cargas radiales. Los rodamientos de agujas y los rodamientos de rodillos cilíndricos (tipo NU y tipo N) sin nervaduras en el aro interior o exterior solo pueden soportar carga radial pura.
b) Carga axial. Los rodamientos axiales de bolas y los rodamientos de bolas de contacto de cuatro puntos son los más adecuados para soportar cargas axiales puras ligeras o medias; Los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos y los rodamientos axiales de agujas se utilizan generalmente para soportar cargas axiales puras más pesadas. Los rodamientos axiales unidireccionales solo pueden soportar cargas axiales en una dirección, mientras que los rodamientos axiales bidireccionales pueden soportar cargas axiales en diferentes direcciones. Para soportar cargas axiales pesadas en direcciones alternas, se deben utilizar rodamientos axiales de rodillos cilíndricos o rodamientos axiales de rodillos a rótula configurados en pares.
c) Carga combinada. Cuando cargas radiales y cargas axiales actúan sobre el rodamiento al mismo tiempo (llamadas cargas combinadas), generalmente se utilizan rodamientos de bolas de contacto angular o rodamientos de rodillos cónicos. Si la carga radial es grande y la carga axial es pequeña, rodamientos rígidos de bolas y también se pueden utilizar rodamientos de rodillos cilíndricos con nervaduras en los aros interior y exterior. Los rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular, los rodamientos de rodillos cónicos, los rodamientos de rodillos cilíndricos tipo NJ y los rodamientos axiales de rodillos a rótula solo pueden soportar cargas axiales en una única dirección. Si hay cargas direccionales alternas, estos rodamientos deben combinarse con otro rodamiento para funcionar.
Si la carga axial es grande y la carga radial es pequeña, se pueden utilizar rodamientos axiales de bolas de contacto angular, rodamientos axiales de bolas de contacto de cuatro puntos, rodamientos axiales de rodillos a rótula, rodamientos de rodillos cruzados, etc.
Velocidad de rotación del rodamiento
Cada rodamiento tiene una velocidad de funcionamiento óptima así como una velocidad de funcionamiento máxima. Las aplicaciones que funcionan a altas velocidades utilizan diferentes tipos de rodamientos que las aplicaciones que funcionan a bajas velocidades. Ciertos rodamientos, como los rodamientos rígidos de bolas y rodamientos de contacto angular, están diseñados para soportar altas velocidades. Sin embargo, esto suele ocurrir a expensas de cierta capacidad de carga. Los rodamientos de rodillos cilíndricos y los rodamientos de agujas suelen tener jaulas para permitir velocidades de funcionamiento más altas. Nuevamente, esto generalmente reduce la capacidad de carga del rodamiento. Si elige un rodamiento con una clasificación de velocidad que no es lo suficientemente alta, es probable que su rodamiento falle rápidamente debido a la fatiga, lo que resultará en un costoso tiempo de inactividad y la necesidad de reemplazo. Cada modelo de rodamiento tiene su propia velocidad límite, que está determinada por características físicas como el tamaño, el tipo y la estructura. Exceder este límite hará que la temperatura del rodamiento aumente, que el lubricante se seque e incluso que el rodamiento se atasque. La práctica ha demostrado que es mejor trabajar a una velocidad inferior al 90% de la velocidad límite. La velocidad límite de los rodamientos lubricados con grasa es menor que la de los rodamientos lubricados con aceite, y el método de suministro de aceite del rodamiento tiene un impacto en la velocidad límite alcanzable. Cabe señalar que para los rodamientos lubricados con grasa, la velocidad límite es generalmente solo el 80 % de la velocidad límite cuando el rodamiento utiliza un sistema de recirculación de aceite de alta calidad, pero para los sistemas de lubricación por niebla de aceite, la velocidad límite es generalmente mayor que la mismo sistema de lubricación básico. 50% más. El diseño y la estructura de la jaula también afectan la velocidad límite del rodamiento.
Bajo determinadas condiciones de carga y lubricación, la velocidad máxima permitida por un rodamiento se denomina velocidad límite del rodamiento. Está relacionado con muchos factores como el tipo, tamaño, precisión, juego del rodamiento, el material y estructura de la jaula, el método de lubricación, la naturaleza y cantidad de lubricante, el tamaño y dirección de la carga y el calor. condiciones de disipación. Si la velocidad de trabajo real del rodamiento excede la velocidad de trabajo máxima permitida, se deben tomar ciertas medidas de mejora, como mejorar el método de lubricación, configurar un sistema de enfriamiento efectivo, mejorar la precisión del rodamiento, aumentar adecuadamente la holgura del rodamiento, cambiar a materiales especiales para rodamientos y jaulas especialmente estructuradas, etc. Al seleccionar tipos de rodamientos en función de la velocidad del rodamiento, puede consultar los siguientes puntos:
(1) Los rodamientos de bolas tienen una velocidad límite y una precisión de rotación mayores que los rodamientos de rodillos. A altas velocidades, se deben preferir los rodamientos de bolas.
(2) Cuanto menor sea el ángulo de contacto del rodamiento, mejores serán las condiciones para que su anillo resista la fuerza centrífuga de inercia de los elementos rodantes. Por lo tanto, la velocidad límite de los rodamientos de empuje es menor que la de los rodamientos radiales, y los rodamientos radiales de una hilera son mejores que los rodamientos esféricos de dos hileras. Cuando la velocidad de funcionamiento es alta y la carga axial no es muy grande, se pueden utilizar rodamientos de bolas de contacto angular para soportar la carga axial pura.
(3) A alta velocidad, se deben seleccionar rodamientos con el mismo diámetro interior y un diámetro exterior más pequeño. Cuando su capacidad de carga es insuficiente, se puede utilizar una amplia serie de rodamientos o se pueden instalar dos rodamientos juntos.
(4) La jaula sólida permite una velocidad mayor que la jaula estampada.
Rigidez del rodamiento
La aplicación de cargas a los rodamientos provoca deformación elástica. Esto comienza con el área de contacto entre los elementos rodantes y la pista de rodadura. La rigidez de un rodamiento describe la relación entre la carga del rodamiento y la deformación elástica resultante. Cuanto mayor sea la rigidez, menor será la deformación. En muchos casos, la deformación elástica del rodamiento es muy pequeña y puede ignorarse. Sin embargo, en algunas aplicaciones, como máquinas herramienta, la rigidez del rodamiento es crítica. Los rodamientos de rodillos suelen ser la elección cuando se requiere un alto nivel de rigidez. Además, también se pueden precargar varios tipos de rodamientos para aumentar la rigidez del soporte. Por ejemplo, los rodamientos de bolas de contacto angular y los rodamientos de rodillos cónicos, para evitar la vibración del eje y aumentar la rigidez del soporte, a menudo se aplica una cierta fuerza axial por adelantado durante la instalación para presionarlos entre sí. Sin embargo, la cantidad de precarga no debe ser demasiado grande; de lo contrario, la fricción del rodamiento aumentará, el aumento de temperatura aumentará y la vida útil del rodamiento se verá afectada.
Rendimiento de alineación de rodamientos
Cuando las líneas centrales del asiento del rodamiento y el eje no se pueden alinear correctamente debido a errores de fabricación e instalación, o cuando los orificios del eje y el asiento están muy deformados, se deben utilizar rodamientos con buen rendimiento de autoalineación. Los rodamientos con capacidades de autoalineación a menudo se seleccionan para aplicaciones donde hay desalineación, como rodamientos de bolas esféricos or rodamientos de rodillos esféricos. Los rodamientos esféricos montados son adecuados para compensar errores de alineación inicial causados por una mala instalación. Se debe evitar en la medida de lo posible el uso de rodamientos de agujas y rodamientos de rodillos con eje inclinado. La desalineación puede ser causada por una variedad de razones, incluyendo carga, imprecisiones en el eje y la carcasa y errores de instalación. Si bien algunos rodamientos pueden tolerar la desalineación, otros pueden resultar dañados, lo que provoca una falla prematura del rodamiento. Por lo tanto, es importante considerar el grado de desalineación en la aplicación antes de seleccionar un rodamiento.
Ruido de funcionamiento
En determinados entornos operativos, puede ser importante un bajo ruido de funcionamiento. La mayoría de los rodamientos producen muy poco ruido de funcionamiento. Sin embargo, algunos motores eléctricos e instrumentos de medición pueden requerir una mayor reducción de los niveles de ruido durante su funcionamiento. Los rodamientos rígidos de bolas suelen ser la elección de rodamientos cuando los bajos niveles de ruido son críticos. Los rodamientos, como los de rodillos cilíndricos, también se pueden ajustar para reducir aún más los niveles de ruido durante el funcionamiento.
Entorno de funcionamiento
Los diferentes entornos industriales tendrán diferentes entornos operativos para cada aplicación. Antes de hacer una selección, es fundamental comprender las condiciones de funcionamiento del rodamiento. Esto incluye contaminación, temperatura, golpes y vibraciones. Algunos rodamientos cuentan con materiales certificados resistentes a la corrosión o aptos para alimentos, lo que los hace ideales para industrias como la química, la alimentaria y la farmacéutica. Otros productos están diseñados para funcionar a altas temperaturas o soportar fuertes cargas de impacto y altos niveles de vibración. Comprender el entorno operativo de su máquina le ayudará a seleccionar los rodamientos adecuados para su aplicación, así como las soluciones de sellado y los lubricantes más adecuados para soportarla. Esto brindará a sus rodamientos la mejor oportunidad de lograr una larga vida útil, minimizando el tiempo de inactividad y optimizando la productividad.
Movimiento axial
Cuando se requiere que el rodamiento se mueva y cambie en la dirección axial, se puede utilizar un rodamiento de rodillos cilíndricos (tipo NU o tipo N) o un rodamiento de agujas sin nervaduras en el aro interior o exterior. En este momento, el aro interior y el eje o aro exterior se pueden instalar con ajuste de interferencia entre éste y la carcasa. Si se utilizan rodamientos no separables, como rodamientos rígidos de bolas y rodamientos de rodillos a rótula, se debe utilizar un ajuste con holgura entre el aro interior o el aro exterior y sus piezas acopladas para permitir suficiente libertad de movimiento axial. Para movimientos axiales pequeños, todos los tipos de rodamientos pueden estar garantizados por su propio juego.
Instalación de rodamientos
Los ingenieros utilizan las herramientas de montaje correctas para instalar los rodamientos en el eje. La forma de instalar y quitar los rodamientos dependerá del tipo de rodamiento, su entorno operativo y sus preferencias personales. Sin embargo, también puede verse afectado por el espacio disponible. Los rodamientos removibles generalmente son más fáciles de instalar y quitar. Esto normalmente incluye rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos de rodillos cónicos y rodamientos de agujas. Estos rodamientos son ideales para aplicaciones que requieren inspecciones periódicas. La instalación de rodamientos de agujero cónico es difícil porque es necesario ajustar el juego interno durante la instalación. Rodamientos divididos puede ser una buena opción para aplicaciones que requieren inspección o mantenimiento regular, o donde los rodamientos están rodeados de maquinaria pesada. Estos rodamientos son fáciles de instalar y no requieren el desmontaje del equipo circundante.
Flujo de lubricante limpio sobre rodamientos rígidos de bolas La selección del lubricante es fundamental para un rendimiento confiable y eficiente del rodamiento. Los lubricantes ayudan a reducir la fricción, reduciendo así el desgaste y prolongando la vida útil de los rodamientos. Por lo tanto, se debe considerar la selección del lubricante al especificar los rodamientos. Elegir el lubricante adecuado es tan importante como elegir el rodamiento adecuado. El lubricante que elija dependerá de las condiciones operativas del rodamiento, incluida la carga, la velocidad, la temperatura y la contaminación.
No tiene sentido elegir el mejor rodamiento para su aplicación sin considerar la solución de sellado que utilizará. Elija siempre sellos de alta calidad, que protegerán los rodamientos de la contaminación y mantendrán limpios los rodamientos y sus lubricantes. Esto le dará a sus rodamientos la mejor oportunidad de lograr su vida útil óptima. Cuando considera la solución de sellado necesaria para un rodamiento, debe considerar el tipo de rodamiento, los contaminantes a los que estará expuesto, las temperaturas de funcionamiento a las que estará expuesto y el tipo de lubricante que se utilizará y las fuerzas ejercidas. en el sello. Considere las soluciones de sellado que necesita al seleccionar rodamientos para asegurarse de que sean compatibles y funcionen juntos de manera efectiva.
Otros factores
Al seleccionar el tipo de rodamientos, también debe decidir si utilizará rodamientos con ranuras de tope, sellos, cubiertas antipolvo, rodamientos silenciosos, etc., según sea necesario, y considerar el precio y la oferta de mercado de los rodamientos.
Ayuda para seleccionar rodamientos
La selección de rodamientos es una parte importante del proceso de diseño de la aplicación. Elija el rodamiento incorrecto y su rendimiento se verá afectado, lo que podría provocar fallas prematuras en los rodamientos y fallas de la máquina. Si no está seguro de cuándo elegir el rodamiento adecuado para su aplicación, lo mejor es consultar a un experto en rodamientos. Al fin y al cabo, son expertos en rodamientos.
Aubearing puede ayudarle a especificar el producto adecuado para los requisitos de su aplicación. Nuestros expertos se tomarán el tiempo para comprender su negocio y asegurarse de que seleccione los mejores rodamientos para su maquinaria.