¿Cuáles son las capacidades y limitaciones de los rodamientos rígidos de bolas?

¿Cuáles son las principales capacidades y limitaciones de los rodamientos rígidos de bolas?

La capacidad primaria de un rodamiento rígido de bolas es su soporte eficiente de cargas radiales (fuerzas que actúan perpendicularmente al eje del eje). Debido a la geometría de las ranuras profundas, también puede soportar cargas axiales (de empuje) moderadas en ambas direcciones, aunque su capacidad de carga axial suele ser aproximadamente entre un tercio y la mitad de su capacidad radial. Esta capacidad para manejar cargas combinadas, junto con su baja fricción y su idoneidad para altas velocidades, es una razón clave para su uso generalizado.

Sus limitaciones están bien definidas. No está diseñado para cargas axiales muy elevadas; para tales aplicaciones, es más apropiado un rodamiento de empuje dedicado o un rodamiento de rodillos cónicos. Si bien puede soportar una pequeña cantidad de desalineación (normalmente unos pocos minutos de arco), no es un rodamiento autoalineable. Una desalineación angular significativa entre el eje y la carcasa provocará un aumento de tensión, ruido y fallas prematuras. Además, su rendimiento en entornos de alta vibración o carga de impacto puede ser menos robusto que el de los rodamientos de rodillos, que tienen contacto lineal en lugar de contacto puntual.

¿Cómo se sellan y lubrican los rodamientos rígidos de bolas y cuáles son las ventajas y desventajas entre los diferentes tipos de sellado?

Los sellos y protectores se utilizan para retener el lubricante y excluir contaminantes. Los tipos más comunes son los protectores metálicos ZZ y los sellos de contacto de goma 2RS. Un escudo metálico (indicado por ZZ) es una placa delgada de acero presionada en el anillo exterior, con un pequeño espacio libre alrededor del anillo interior. Ofrece baja fricción y es adecuado para altas velocidades, brindando una buena protección contra partículas contaminantes grandes pero una defensa limitada contra el polvo fino o la humedad.

Un sello de contacto de caucho (indicado por 2RS, que significa dos sellos de caucho) tiene un labio que hace un ligero contacto con una ranura en el anillo interior. Proporciona protección contra el polvo, la humedad y otros contaminantes finos. La compensación es una mayor fricción y una menor velocidad permitida en comparación con un rodamiento abierto o blindado. También existen sellos de goma sin contacto y diseños híbridos que equilibran estas características. Para motores eléctricos y aplicaciones industriales en general, los cojinetes sellados con caucho (2RS) son estándar. Para husillos de alta velocidad o aplicaciones donde la fricción mínima es crítica, se seleccionan y lubrican rodamientos abiertos o protegidos dentro de una carcasa sellada.

¿Qué factores suelen provocar fallos prematuros en los rodamientos y cómo se pueden prevenir?

El fallo prematuro rara vez es aleatorio y suele atribuirse a causas identificables. Lo común es la contaminación. Las partículas abrasivas (suciedad, arena, restos de metal) que ingresan al rodamiento actúan como un compuesto abrasivo, causando un rápido desgaste de las pistas de rodadura y las bolas, provocando un aumento del juego, vibración y, en última instancia, falla por fatiga. La prevención implica utilizar sellos adecuados para el medio ambiente, garantizar un manejo limpio durante la instalación y mantener un lubricante limpio.

La lubricación incorrecta es otra causa importante. Esto incluye el uso de un tipo o viscosidad de lubricante incorrectos, falta de lubricación (falta de lubricación) y sobrelubricación, lo que puede causar agitación y sobrecalentamiento en aplicaciones de alta velocidad. Es necesario seguir las pautas de lubricación del fabricante en cuanto a tipo, cantidad e intervalos de relubricación.

Una instalación incorrecta representa una parte importante de las fallas. Esto incluye el uso de fuerza bruta para presionar el rodamiento sobre un eje (lo que puede dañar las pistas de rodadura), desalineación de la carcasa y tolerancias de ajuste incorrectas. Un aro interior de rodamiento que está flojo en un eje puede deslizarse y desgastarse, mientras que un ajuste excesivamente apretado genera precarga interna y calor. El uso de herramientas adecuadas, el cumplimiento de los procedimientos de montaje prescritos y el cumplimiento de las tolerancias especificadas del eje y la carcasa son medidas preventivas esenciales.

¿Cómo se selecciona correctamente un rodamiento rígido de bolas para una aplicación determinada?

La selección es un proceso sistemático basado en los requisitos de carga, velocidad y vida útil. El paso es definir las condiciones de carga: la magnitud y dirección (radial, axial o combinada) de las fuerzas que debe soportar el rodamiento. A continuación, se debe establecer la vida operativa requerida (en horas o revoluciones), a menudo utilizando métodos de cálculo de vida estandarizados como la clasificación de vida L10, que predice la vida en la que el 90% de la población de un rodamiento sobrevivirá en determinadas condiciones.

Una vez definidas la carga y la vida útil, se puede seleccionar del catálogo del fabricante un rodamiento con una capacidad de carga dinámica (C) suficiente. Esta clasificación indica la carga que un rodamiento puede soportar durante un millón de revoluciones con una probabilidad de supervivencia del 90 %. Las dimensiones físicas del rodamiento (diámetro interior, diámetro exterior, ancho) deben ajustarse al espacio disponible en la carcasa y en el eje. Finalmente, las consideraciones para el entorno operativo determinan el tipo de sello, la lubricación y el material necesarios (acero cromado estándar versus acero inoxidable para resistencia a la corrosión). Para aplicaciones de alta velocidad, también se debe verificar la clasificación de velocidad límite del rodamiento para garantizar que pueda funcionar de manera segura a las RPM requeridas sin una generación excesiva de calor.