Rodamientos de rodillos cónicos de bajo ruido en el mercado

• Serie de dimensiones ISO 302 (ancho de luz): Ancho serie 2 con ángulo de contacto de 10 a 16 grados. Los diámetros de los orificios varían de 15 mm a 90 mm. Estos rodamientos generan niveles de ruido de 45 a 52 dB(A) a 1500 rpm bajo cargas ligeras (10 a 20 por ciento de la clasificación dinámica). Las aplicaciones incluyen pequeños motores eléctricos y cajas de cambios de maquinaria agrícola.
• Serie de dimensiones ISO 303 (ancho medio): Serie de ancho 3 con ángulo de contacto de 12 a 20 grados. Tamaños de orificio de 25 mm a 140 mm. El acabado optimizado de la superficie de la pista de rodadura (Ra de 0,08 a 0,12 micrones) reduce la velocidad de vibración de 0,3 a 0,6 mm/s. Se utiliza en ventiladores industriales y rodillos transportadores donde se requiere un funcionamiento continuo de 1000 a 3000 rpm.
• Serie de dimensiones ISO 322 (capacidad aumentada): Geometría interna modificada con rodillos más largos (entre un 15 y un 25 por ciento más de longitud que la serie estándar). El ángulo de contacto es de 15 a 25 grados. Estos rodamientos presentan un nivel de ruido más bajo a altas velocidades (3000 a 5000 rpm) debido al menor deslizamiento de los rodillos. Común en diferenciales y cajas de transferencia de automóviles.
• Rodamientos de alta precisión clase P5 y P4: La precisión dimensional cumple con ISO 492 clase 5 o la desviación radial está limitada a 0,005 mm (P5) o 0,003 mm (P4). Desviación de la redondez de la pista de rodadura inferior a 0,0015 mm. Estos rodamientos están especificados para husillos de máquinas herramienta y cajas de engranajes de precisión donde el ruido audible debe permanecer por debajo de 40 dB(A) a 2000 rpm.
• Par emparejado (cara a cara o espalda con espalda): Dos rodamientos precargados uno contra el otro durante el montaje. Los valores de precarga varían de 50 N a 300 N según la aplicación. Los pares emparejados reducen el espacio interno a casi cero, eliminando el movimiento libre que genera ruido de impacto durante la inversión de la carga. Se utiliza en unidades de propulsión de vehículos eléctricos y cajas de cambios de turbinas eólicas.

Materiales utilizados en Rodamientos de rodillos cónicos de bajo ruido

Anillo de rodamiento y acero para rodillos

El acero predominante para rodamientos de bajo ruido es el acero al cromo SAE 52100 (AISI 52100). Composición: 0,98 a 1,10 por ciento de carbono, 1,30 a 1,60 por ciento de cromo, 0,25 a 0,45 por ciento de manganeso, 0,15 a 0,35 por ciento de silicio. El contenido de austenita residual después del tratamiento térmico se mantiene por debajo del 8 por ciento (los rodamientos estándar permiten hasta un 12 por ciento) porque la austenita retenida fluctúa bajo tensión, generando microimpactos. La dureza de anillos y rodillos es de 60 a 64 HRC. Para aplicaciones de vehículos eléctricos que requieren aislamiento eléctrico, los rodamientos cerámicos híbridos utilizan elementos rodantes de nitruro de silicio (Si₃N₄) con anillos de acero. La densidad del nitruro de silicio es de 3,2 g/cm³ en comparación con los 7,8 g/cm³ del acero, lo que reduce la fuerza centrífuga sobre la jaula a altas velocidades.

Materiales de la jaula

La poliamida 66 (PA66) con un 25 por ciento de refuerzo de fibra de vidrio es el material de jaula más común para rodamientos de bajo ruido. La resistencia a la tracción es de 160 a 190 MPa. La absorción de agua es de 1,5 a 2,0 por ciento con una humedad relativa del 50 por ciento, lo que debe tenerse en cuenta en el diseño de las bolsas de la jaula (las bolsas tienen un tamaño de 0,05 a 0,10 mm más grande que el diámetro del rodillo para adaptarse a la hinchazón). La temperatura máxima de funcionamiento a corto plazo es de 140°C; el funcionamiento continuo por encima de 120 °C degrada el polímero y provoca la fractura de la jaula. Para aplicaciones de alta temperatura (superiores a 120°C), se utilizan jaulas de acero prensado (grado SAE 1008) con revestimiento de poliamida. El espesor del recubrimiento es de 0,02 a 0,05 mm, lo que proporciona amortiguación superficial. Las jaulas de acero sin revestimiento transmiten niveles de ruido hasta 6 dB más altos.

Sellos y grasa

Los rodamientos de bajo ruido para tipos sellados y preengrasados utilizan sellos de caucho de nitrilo (NBR) con dureza Shore A de 70 a 7 NBR. El rango operativo es de -30 °C a 100 °C. Para temperaturas más altas, se especifican sellos de caucho fluorado (FKM) (de -20 °C a 150 °C). La geometría del labio del sello utiliza un único punto de contacto con una ranura de retención de grasa. La fuerza de contacto del labio está calibrada entre 0,5 y 1,5 N por sello; fuerzas más altas aumentan la fricción y el ruido. La grasa en sí es un aceite mineral espesado con jabón de litio o grasa de poliurea. La viscosidad del aceite base es de 40 a 80 mm²/s a 40°C, seleccionada para formar una película elastohidrodinámica a la velocidad de funcionamiento. La consistencia de la grasa es NLGI grado 2 (penetración de 260 a 340). Los lotes de grasa sometidos a pruebas de ruido muestran una variación de menos de 2 dB(A) cuando se miden en un rodamiento de prueba estándar. Para aplicaciones con ruido ultrabajo (por debajo de 40 dB), se utiliza grasa de hidrocarburo sintético con espesante de complejo de bario. Esta grasa tiene un índice de viscosidad de aceite base superior a 130, lo que minimiza el cambio de viscosidad con la temperatura.

Tratamiento de superficies y revestimientos

Las superficies de las pistas de rodadura de los rodamientos silenciosos reciben un proceso de súper acabado. El proceso utiliza una muela abrasiva vitrificada con abrasivo de grano 600 a 1200, seguida de una cinta pulidora con pasta de diamante de 3 a 6 micrones. La superficie resultante tiene una rugosidad aritmética (Ra) de 0,04 a 0,06 micrómetros y una asimetría (Rsk) de -1,5 a -2,0. La asimetría negativa indica más valles que picos, lo que retiene el lubricante y reduce el ruido de contacto. Los rodillos también tienen un acabado estupendo con Ra inferior a 0,05 micras. Algunos rodamientos de bajo ruido para aplicaciones automotrices reciben un recubrimiento de conversión de fosfato de manganeso de 2 a 5 micrones de espesor. Este recubrimiento absorbe micropartículas que de otro modo generarían ruido. Los rodamientos recubiertos de fosfato muestran una reducción de ruido de 1 a 2 dB después de 500 horas de funcionamiento en comparación con los rodamientos sin recubrimiento porque el recubrimiento continúa incrustando residuos de desgaste.