Un rodamiento de sección constante puede girar libremente en el banco y, sin embargo, endurecerse una vez que la carcasa se atornilla. El rodamiento puede seguir dentro de especificación. Un asiento ligeramente ovalado, un ajuste por interferencia demasiado apretado o una fijación desigual pueden modificar el comportamiento de un aro delgado después del montaje.
No existe una sola tolerancia de ajuste de rodamiento que sea adecuada para todos los rodamientos de sección constante. El ajuste debe seleccionarse en función de los límites dimensionales del modelo, de su juego interno o precarga, de cuál de los aros gira bajo carga y de las temperaturas de servicio. Después, conviene verificar la geometría del asiento y el comportamiento en montaje.
Especificar un ajuste como H7 o k5 no resuelve por sí solo la selección. En un eje de 50.8 mm (2 in), k5 genera aproximadamente 2–30 µm de interferencia en el KA020CP0, cuyo juego radial publicado en estado sin montar es de solo 0–12.7 µm. Ambos valores miden magnitudes distintas, pero la diferencia entre ellos obliga a examinar el caso con atención.
Esta guía aborda las interfaces entre eje y carcasa que se muestran en la Figura 1. Para conocer los tipos de rodamientos y los criterios generales de selección, consulte nuestra guía de selección de rodamientos de sección delgada.
Puntos clave
- Una tolerancia de ajuste es un rango, no un valor único. En los límites publicados del KA020CP0, k5 genera una interferencia de aproximadamente 2–30 µm, mientras que h5 puede ir de holgado a ajustado.
- Qué aro requiere retención depende de cómo se mueve la carga respecto de él. Un aro sometido a carga estacionaria puede admitir un ajuste con juego.
- Un asiento puede cumplir la verificación de diámetro y, aun así, deformar un aro delgado. Mida también la forma, no solo el tamaño.
- Revise el conjunto en cuatro puntos: antes del montaje, después del asentamiento, tras el apriete final y bajo carga.
Por qué los rodamientos de sección constante requieren un análisis más detallado
Dentro de la categoría más amplia de rodamientos de sección delgada ., las series de sección constante mantienen la misma sección transversal a medida que aumenta el diámetro interior. La serie KA (sección de 1/4 in × 1/4 in) conserva la misma sección radial de 0.25 in (6.35 mm), ya sea que el diámetro interior sea de 2 in o de 4 in. Eso representa el 12.5% del diámetro interior en 2 in y el 6.25% en 4 in.
Los aros de este espesor tienden a copiar la geometría del elemento que los soporta. Un asiento fuera de redondez puede invadir la pista de rodadura, y un resalte desigual puede inclinar el aro.
Esto se evalúa mediante tres verificaciones independientes:
Tamaño: ¿Los diámetros del eje y de la carcasa proporcionan el juego, el ajuste de transición o la interferencia previstos?
Forma: ¿Los asientos son redondos, rectos y están alineados entre sí?
Comportamiento en montaje: ¿El conjunto terminado cumple sus límites de holgura, par de giro y excentricidad?
Un alojamiento que supera la verificación de diámetro solo ha dado respuesta a la primera condición.
Comience por identificar sobre qué aro gira la carga
Lo determinante es si la dirección de la carga se desplaza alrededor del aro. Tome como ejemplo un eje giratorio con una carga radial fija al bastidor de la máquina. El aro interior recibe una carga giratoria y el aro exterior una carga estacionaria. Si, en cambio, gira la carcasa con un eje fijo y la misma carga fija, los papeles se invierten.
Un aro sometido a una carga giratoria requiere una retención suficiente para evitar el creep, es decir, el giro lento del aro sobre su asiento y el consiguiente desgaste. La solución habitual es una interferencia, que en la práctica se traduce en un ajuste a presión. Un aro sometido a carga estacionaria puede aceptar con frecuencia un ajuste con holgura o un ajuste ligero, según las exigencias de posicionamiento. Las cargas reversibles, los choques y la incertidumbre en la dirección de carga deben evaluarse de forma específica.
En un aro de pared delgada, un aumento de la interferencia también puede alterar la geometría de la pista de rodadura y reducir la holgura interna. No siga incrementando el ajuste hasta eliminar el creep sin comprobar antes la holgura o la precarga. Verifique primero la configuración del rodamiento: un rodamiento radial, un rodamiento de cuatro puntos de contacto y un par apareado de contacto angular pueden requerir disposiciones de montaje diferentes.
Interpretación numérica de H7 y k5
H7 y k5 son zonas de tolerancia según la ISO 286. H7 corresponde a una zona de agujero (carcasa) y k5 a una zona de eje. Los ejemplos siguientes utilizan KA020CP0, cuyo diámetro interior nominal es 2 in (50.8 mm) y cuyo diámetro exterior nominal es 2.5 in (63.5 mm). Ambos se encuentran en el intervalo de tamaño de 50–80 mm de la norma (superior a 50 mm y hasta 80 mm inclusive). Las desviaciones límite son:
Desviaciones límite de la ISO 286-2:2010 para el intervalo de tamaño de 50–80 mm. Se trata de límites dimensionales, no de una recomendación de montaje para este rodamiento.
El aro del rodamiento tiene sus propios límites publicados, que se suman a estos. Esa combinación constituye el verdadero rango de ajuste.
Una misma regla de signo para ambos asientos
Utilice la misma regla en ambas interfaces: interferencia diametral = diámetro de la pieza interior − diámetro de la pieza exterior. Un valor positivo indica interferencia. Un valor negativo indica holgura.
En el eje, la pieza interior es el eje y la pieza exterior es el diámetro interior del rodamiento.
En la carcasa, la pieza interior es el diámetro exterior del rodamiento y la pieza exterior es el alojamiento de la carcasa.
Imáx= máximo de la parte interior − mínimo de la parte exterior
Tolerancia de ajuste entre eje y rodamiento: ejemplo del anillo interior
KA020CP0 se publica con una tolerancia de agujero de −0.0006 in a 0, equivalente a −15.24 µm a 0, por lo que el diámetro del agujero queda entre 50.78476 y 50.80000 mm. Su juego radial publicado es de 0–0.0005 in (0–12.7 µm).
Los límites del eje proceden de las zonas ISO indicadas arriba. Se trata de un ejemplo aritmético, no de una recomendación de ajuste de LILY Bearing.
Tomemos k5. I_min = 50.80200 − 50.80000 = +0.00200 mm, e I_max = 50.81500 − 50.78476 = +0.03024 mm. La amplitud de 28.24 µm corresponde a la zona del eje de 13 µm más la tolerancia del agujero de 15.24 µm.
La interferencia máxima, 30.24 µm, supera en más del doble el mayor juego radial sin montar publicado, de 12.7 µm. Ambos valores no son intercambiables, porque solo una parte de la interferencia llega a la pista de rodadura, y esa proporción depende de las dimensiones del anillo, la rigidez del eje y el estado superficial. Aun así, la comparación muestra por qué k5 no puede tomarse directamente de una tabla general.
h5 presenta el problema opuesto. Su rango incluye montajes holgados, y un anillo con holgura sometido a carga giratoria puede sufrir creep. Determinar qué zona corresponde, si es que alguna, exige revisar el plano de diseño y realizar una evaluación de ingeniería.
Un montaje que parece correcto no valida por sí solo el rango indicado en el plano. En un diseño de producción, conviene verificar las combinaciones extremas. Si existe selección de componentes, indíquese explícitamente en el plano en lugar de asumir que cualquier eje ajusta con cualquier rodamiento.
Ejemplo de alojamiento con anillo exterior
KA020CP0 se publica con una tolerancia de diámetro exterior de −0.0005 in a 0 (−12.7 µm a 0), por lo que el diámetro exterior del rodamiento queda entre 63.4873 y 63.5000 mm. Con un alojamiento H7 (63.500–63.530 mm):
I_min = 63.4873 − 63.530 = −0.0427 mm (42.7 µm de holgura)
I_max = 63.500 − 63.500 = 0.000 mm (a línea a línea)
Por tanto, el anillo exterior queda entre ajuste a línea a línea y 42.7 µm de holgura. La Figura 2 representa ambos rangos calculados. Para una carga estacionaria, esto puede ser aceptable, siempre que el alojamiento mantenga la redondez y el anillo quede posicionado y retenido según exija el diseño. Imprima la regla de signos en la hoja de inspección para que "+10 µm" tenga el mismo significado para el diseñador y para el inspector.
¿Existe una tabla de tolerancias de ajuste para rodamientos de sección constante?
No existe una tabla universal, y eso incluye cualquier tabla de tolerancias para ajuste a presión de rodamientos. Las tablas de catálogo parten de un tipo de rodamiento concreto, un espesor de aro determinado, el material del soporte y la condición de carga. Algunas suponen ejes de acero y alojamientos de fundición o acero; un aro delgado en un alojamiento de aluminio rompe ese supuesto.
Utilice la tabla como estimación inicial. A continuación, verifique el número de pieza exacto en el plano: los límites dimensionales, la holgura interna o la precarga, y la geometría permitida del asiento. El apartado titulado "Get the fit reviewed before you release drawings" detalla qué documentación debe enviarnos para esa revisión.
Verifique la geometría del asiento antes de modificar el ajuste
Mida tanto la forma como el diámetro. Como primera comprobación en planta, tome lecturas en tres posiciones axiales y en dos direcciones perpendiculares en cada una, seis en total. Esas lecturas pueden revelar conicidad y ovalidad evidente. No certifican la redondez ni la cilindricidad. La Figura 3 muestra el efecto que puede tener un asiento deformado sobre un aro delgado.
Las mediciones de diámetro en dos puntos pueden pasar por alto formas polilobulares, incluidas las de tres lóbulos, por lo que lecturas similares no demuestran que un asiento sea redondo. Para una tolerancia de redondez especificada, utilice un método que pueda evaluarla. NIST describe la medición de la redondez a partir de trazas completas de 360°, incluido el efecto del error del husillo del instrumento.
Compruebe también la planitud del resalto, el descentramiento del resalto y la alineación de los asientos independientes respecto de los datums del plano. Los resaltes y las caras de apriete deben contactar únicamente con el aro que soportan, sin interferir con el otro aro, la jaula ni el retén. Los diámetros publicados de la cara del aro son referencias útiles, pero no constituyen límites aprobados para el resalto o el apriete. Tome esos valores del plano de montaje. Asegúrese de que el radio de acuerdo de la esquina deje libre el chaflán del rodamiento: un aro apoyado sobre el radio puede parecer asentado aunque su cara no esté soportada.
Si solo puede realizar una comprobación inicial, compare el diámetro interior del alojamiento antes y después del apriete de los fijadores. En el caso de un alojamiento partido o una placa de montaje flexible, hágalo en el estado ensamblado que defina el plano. Si el apriete saca el diámetro interior fuera de sus límites, un rodamiento nuevo no resolverá el problema del soporte.
Si la rotación cambia después del apriete, compare la geometría del soporte.Registre el diámetro interior del alojamiento y una comprobación de rotación antes y después del apriete, en las mismas condiciones. Un cambio orienta la inspección hacia el contacto de apriete, la secuencia de los fijadores o la rigidez del alojamiento. No establece la causa. No convierta directamente un valor medido de falta de redondez en una reducción de la holgura interna.
Temperatura y dilatación axial
Las dimensiones solo pueden compararse sobre una referencia común. La temperatura de referencia estándar es 20 °C, como explica NIST en su documento sobre la revisión de 2016 de la ISO 1. Cuando verifique un ajuste estrecho, registre la temperatura de la pieza y la del calibre.
Para una estimación simple de la expansión libre, utilice ΔD = α × D × ΔT, donde α es el coeficiente de dilatación lineal, D el diámetro y ΔT la variación de temperatura.
Estos valores son ilustrativos y no constituyen propiedades certificadas de ningún modelo LILY. Considere un alojamiento de aluminio (α ≈ 23 × 10⁻⁶ /°C) alrededor de un aro exterior de acero (α ≈ 12 × 10⁻⁶ /°C), con un diámetro de 63.5 mm y un aumento de 40 °C.
(23 − 12) × 10⁻⁶ × 63.5 mm × 40 = 0.02794 mm, o 27.94 µm
Ese valor es muy próximo a la anchura de 30 µm de la zona H7. Con estas hipótesis (temperaturas iguales, expansión libre), el calentamiento separa el alojamiento del aro y el enfriamiento lo vuelve a cerrar. Que el enfriamiento produzca interferencia depende del ajuste inicial.
La página de KA020CP0 indica un rango de operación de −30 °C a 110 °C. Aplique los mismos coeficientes a ese rango, únicamente a modo de ejemplo. El enfriamiento de 20 °C a −30 °C reduce la diferencia de diámetros en 34.925 µm. El calentamiento hasta 110 °C la aumenta en 62.865 µm.
Una carcasa que parte del límite de holgura de 42.7 µm todavía conserva unos 7.8 µm a −30 °C. Una que parte con ajuste al ras termina con aproximadamente 34.9 µm de interferencia. Se trata de estimaciones de variación del ajuste, no de interferencia medida ni de temperaturas de montaje aprobadas. Los coeficientes varían según la aleación y la temperatura, y los apoyos restringidos o las temperaturas desiguales entre componentes requieren una evaluación específica.
A lo largo del eje, el mismo coeficiente del acero da 12 × 10⁻⁶ × 500 mm × 40 °C = 0.24 mm (240 µm) para un eje de 500 mm. La carcasa y la estructura de soporte también se dilatan, por lo que conviene comparar la dilatación de cada elemento. Determine qué apoyo posiciona axialmente el eje y en qué punto se permite el movimiento relativo. Si ese movimiento queda restringido, puede generarse una carga axial no prevista, cuya magnitud depende de la rigidez del conjunto.
Un ajuste con holgura por sí solo no garantiza que un aro pueda flotar, porque los resaltes, las caras de apriete, los sellos y la fricción en el asiento pueden удержarlo. No afloje una sujeción que establece la precarga solo para generar movimiento.
Verifique el montaje en cuatro etapas
Las condiciones repetibles permiten que cada medición responda a una sola pregunta. La última columna indica dónde conviene buscar primero si la rigidez aparece por primera vez en esa etapa. Se trata de prioridades de inspección, no de diagnósticos.
Defina los límites de aceptación antes de realizar la prueba y registre el útil, la carga, la velocidad, la temperatura, la lubricación y la incertidumbre del instrumento. Una misma lectura de par puede ser correcta en un mecanismo y excesiva en otro. El par de arranque y el par en funcionamiento son verificaciones distintas. Un punto duro repetible apunta hacia la geometría, pero la contaminación y el daño del rodamiento pueden ofrecer una sensación similar, por lo que no debe diagnosticarse a partir de una simple prueba de giro manual.
Al prensar un aro, aplique la fuerza sobre el aro que se está montando, mediante útiles que sostengan su cara de forma uniforme. Nunca transmita la carga a través de las bolas. Para el montaje térmico, respete los límites de temperatura aprobados para el producto. La temperatura nominal de servicio no equivale automáticamente a una temperatura de montaje segura.
Elabore la ficha técnica a partir de la página del modelo
La página de la categoría CS permite filtrar modelos por dimensiones, sentido de carga, materiales y sistema de sellado. La página del modelo, a su vez, proporciona los datos de partida para una revisión del ajuste. A continuación se presenta KA020CP0, con los valores en pulgadas convertidos mediante el factor exacto de 25.4 mm por pulgada (NIST SP 811, apéndice B.8):
La información de variantes de LILY indica que los valores de holgura y precarga se aplican a rodamientos no montados bajo carga de medición cero. El valor montado puede variar según el ajuste, el apriete y la temperatura. Además, antes de utilizar los límites de catálogo para la inspección, confirme si el plano define la dimensión como un diámetro medio, una dimensión local u otra referencia.
Los últimos dígitos del número de parte son igual de importantes. En una designación de la serie en pulgadas, la posición 6 corresponde al tipo de rodamiento, la posición 7 a la jaula, la posición 8 a la clase de tolerancia y la posición 9 a la holgura o la precarga. KA020CP0 se interpreta como un rodamiento de contacto radial (C), con jaula de tipo elástico de una sola pieza (P, de latón en este modelo), clase de tolerancia 1 / ABEC 1F (0) y holgura estándar.
No incluye una letra en la novena posición, por lo que debe utilizarse su holgura publicada y no inferirla a partir del dígito de tolerancia. Un octavo dígito distinto puede modificar la tolerancia dimensional, el descentramiento o ambos, y una novena letra selecciona un rango específico de holgura o precarga. Decodifique la designación completa con ayuda de la tabla de variantes.
El diámetro interior tampoco identifica por sí solo el espacio de montaje. Dos modelos radiales de la página de categoría comparten un diámetro interior de 1 in y un diámetro exterior de 1.375 in, pero difieren en el ancho, el sellado y el diámetro de la cara del aro:
Se trata de dimensiones nominales, no de límites de mecanizado, y las conversiones de la cara del aro están redondeadas a 0.01 mm. Las distintas configuraciones de sello y de cara del aro son relevantes al verificar el útil y la holgura de apriete, aunque el diámetro interior y el diámetro exterior coincidan. Antes de liberar los planos del eje y de la carcasa, añada las tolerancias del rodamiento, la holgura o precarga interna y los requisitos de asiento del plano vigente del modelo. Para ver todos los modelos, consulte Gama de rodamientos de sección constante (CS).
Solicite la revisión del ajuste antes de liberar los planos
Para una revisión de ajuste específica del modelo, contáctenos con:
el número de referencia exacto, incluidos los sufijos de juego o precarga
los límites y materiales del eje y del alojamiento
contra qué aro gira la carga y cuáles son las direcciones de carga
el rango de temperatura de servicio
sus criterios de aceptación en montaje para juego, par de giro y descentramiento
la geometría medida del asiento y los registros de apriete y medición, si está analizando un conjunto existente
Los planos actuales del rodamiento y de montaje son de gran utilidad, si dispone de ellos. La revisión debe definir la configuración del rodamiento, los intervalos admisibles de ajuste, el juego residual o la precarga, y el método de verificación.
Preguntas frecuentes
¿Puedo utilizar un compuesto retenedor para compensar un asiento flojo?
Solo como parte de un diseño de reparación o montaje aprobado. Un compuesto incorpora sus propias exigencias de holgura, curado y temperatura. No recupera un alojamiento fuera de redondez ni corrige la desalineación.
¿Debe medirse el alojamiento antes o después del anodizado o del recubrimiento?
Mida la superficie funcional final y especifique en el plano si la tolerancia aplica antes o después del acabado. No dé por hecho una variación fija del diámetro por micra de recubrimiento. El espesor depositado, la conversión del sustrato, el enmascarado y la variabilidad del proceso son factores determinantes.
¿Puede reutilizarse un rodamiento de sección delgada después de desmontarlo de un asiento con interferencia?
Depende de la pieza, del ajuste y del método de desmontaje. Envíe a nuestros ingenieros el número de referencia y el historial de montaje para obtener una respuesta específica del caso. En el apartado «Solicite la revisión del ajuste antes de liberar los planos» anterior se detalla qué información debe incluir.
¿Son lo mismo la holgura del asiento y el juego interno?
No. La holgura de asiento es la separación entre un aro y su eje o alojamiento. La holgura interna es el movimiento libre entre los aros interior y exterior sin carga aplicada, y LILY la publica para el rodamiento sin montar. Un asiento flojo no aporta información sobre la holgura interna una vez realizado el apriete, y un asiento con ajuste de interferencia puede eliminar parte de ella.
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