¿Cómo afecta la sección transversal reducida a la capacidad de carga en comparación con los rodamientos estándar?

Balanzas de capacidad de carga con sección transversal de rodamiento. Para dos rodamientos con diámetro interior idéntico, la versión de pared delgada tiene bolas más pequeñas y menos bolas debido a la reducción de la circunferencia de la pista de rodadura.

• Clasificación de carga estática (C0): Para un rodamiento estándar 6204 (diámetro de 20 mm, diámetro exterior de 47 mm), la capacidad de carga radial estática es de aproximadamente 6,65 kN. Un soporte de pared delgada con un diámetro interior de 20 mm y un diámetro exterior de 37 mm tiene una capacidad estática de 2,8 a 3,5 kN, una reducción del 47 al 58 %. La relación no es lineal; Reducir la sección transversal en un 50% reduce la capacidad estática en aproximadamente un 70-80%.
• Clasificación de carga dinámica (Cr): El estándar 6204 tiene una clasificación dinámica de 12,8 kN. El equivalente de pared delgada (20 × 37 mm) tiene 5,0 a 6,5 ​​kN, lo que representa una reducción del 49 al 61%. La clasificación más baja significa que el rodamiento de pared delgada logra la misma vida de fatiga calculada (vida L10) con una carga aplicada más baja. Para una carga determinada, la vida útil L10 del rodamiento de pared delgada es más corta en un factor de (Cr_thin / Cr_standard)^Si Cr_thin es el 50 % de Cr_standard, la vida útil es el 12,5 % de la vida útil del rodamiento estándar con la misma carga.
• Tamaño y número de bolas: Un 6204 estándar utiliza de 7 a 8 bolas de 7,94 mm de diámetro. Un rodamiento de pared delgada de 20 × 37 mm utiliza de 9 a 12 bolas con un diámetro de 3,97 a 4,76 mm. El diámetro más pequeño de la bola aumenta la tensión de contacto. Con una carga determinada, la tensión de contacto hertziana en un soporte de pared delgada es entre un 30% y un 60% mayor que en un soporte estándar, lo que acelera la fatiga superficial.

¿Qué precauciones de instalación son específicas de los rodamientos rígidos de bolas de pared delgada?

Los rodamientos de pared delgada son más sensibles a errores de instalación que los rodamientos estándar porque los anillos más delgados tienen menor rigidez. Las siguientes precauciones reducen el riesgo de distorsión.

• Redondez de la carcasa y del eje: Los rodamientos estándar toleran una desviación de la redondez de la carcasa hasta el grado IT5 (6–9 µm para 30–50 mm de diámetro). Los soportes de pared delgada requieren grado IT4 (3–5 µm para el mismo diámetro). Mida el orificio de la carcasa en tres posiciones axiales; una ovalidad superior a 3 µm distorsiona el aro exterior, creando una variación de precarga que reduce la vida útil del rodamiento entre un 30% y un 50%. Para un rodamiento de pared delgada instalado en una carcasa no circular (ovalidad de 2 µm), el anillo se desvía elásticamente. El aclaramiento radial en el eje estrecho reduce entre un 30% y un 60% la cantidad de ovalidad.
• Límites de ajuste a presión: El ajuste de interferencia recomendado para rodamientos de bolas de pared delgada es del 50% al 60% del de los rodamientos estándar. Para un rodamiento con diámetro interior de 30 mm sobre un eje de acero, la interferencia estándar recomendada es de 8 a 15 µm; la pared delgada se reduce a 4–8 µm. Una interferencia excesiva comprime el aro interior, reduciendo el juego radial interno. Un soporte de pared delgada con una interferencia de 12 µm (en lugar de 6 µm) pierde entre el 60% y el 80% de su juego radial inicial. Si el juego inicial era de 10 µm (ajuste C3), el juego residual pasa a ser de 2 a 4 µm, lo que hace que el rodamiento funcione bajo precarga y genere calor. El aumento de la temperatura de funcionamiento de 25 °C a 60 °C en un rodamiento de este tipo puede cerrar por completo el juego restante, provocando agarrotamiento.
• Aplicación de la fuerza de montaje: Se deben aplicar fuerzas de presión al anillo que se está montando, nunca a través de los elementos rodantes. Para rodamientos de pared delgada, la fuerza de presión máxima recomendada es entre un 30% y un 40% menor que para los rodamientos estándar. Para un rodamiento de pared delgada con un diámetro exterior de 40 mm, la fuerza máxima sobre el aro exterior es de 2 a 3 kN; exceder este valor puede distorsionar permanentemente el anillo, creando una ondulación de 0,5 a 1,0 mm de amplitud. La distorsión reduce la uniformidad de la carga de la bola, aumentando la tensión máxima de contacto entre un 50% y un 100%. Utilice una funda enderezadora (de tamaño adecuado para hacer contacto entre el 80% y el 90% de la circunferencia del anillo) para distribuir la fuerza de manera uniforme.

¿Cómo afecta la profundidad de la ranura de la pista de rodadura a la capacidad de carga axial en diseños de paredes delgadas?

La designación de "ranura profunda" indica que la pista de rodadura se extiende por debajo del círculo primitivo del rodamiento lo suficiente como para permitir la desalineación angular y la acomodación de la carga axial. En un rodamiento rígido estándar, la profundidad de la ranura (distancia desde el fondo de la pista de rodadura hasta la superficie interior del aro exterior) es aproximadamente del 25 al 30 % del diámetro de la bola. Para una bola de 7,94 mm, la profundidad de la ranura es de 2,0 a 2,4 mm. En un rodamiento rígido de pared delgada, no se puede utilizar el mismo diámetro de bola porque el espesor del anillo es insuficiente. En cambio, los fabricantes utilizan bolas más pequeñas (de 3 a 5 mm de diámetro) pero mantienen la misma relación entre la profundidad de la ranura y el diámetro de la bola. La capacidad de carga axial (Fa) en relación con la capacidad de carga radial (Fr) sigue la relación Fa_max = 0,5 × Fr_max para rodamientos rígidos. Para los rodamientos de pared delgada, esta relación se mantiene: un rodamiento con Cr = 5 kN puede soportar una carga axial de 2,5 kN por sí solo. Sin embargo, cuando se aplican cargas radiales y axiales combinadas, la carga dinámica equivalente (P = Fr 0,5 × Fa para rodamientos rígidos) se calcula de manera idéntica. El factor limitante es el tamaño más pequeño de la bola. Bajo carga axial pura, el ángulo de contacto (normalmente de 15 a 25 grados en rodamientos rígidos) genera un componente radial que debe ser soportado por el soporte. Los rodamientos de pared delgada muestran una mayor deflexión axial bajo carga: para una carga axial de 5 kN, un rodamiento de pared delgada se desvía axialmente entre 50 y 80 µm, en comparación con los 20 y 30 µm de un rodamiento estándar del mismo diámetro. Este mayor cumplimiento es aceptable en muchas aplicaciones, pero problemático en sistemas de posicionamiento de precisión, como brazos robóticos o plataformas de pórtico.