Al seleccionar un soporte con rodamiento soluciones para su aplicación, el objetivo principal es garantizar un buen rendimiento y una alta fiabilidad. Asimismo, conviene mantener los costos bajo control.
Al seleccionar un soporte con rodamiento, es necesario evaluar múltiples factores. Esta guía le ayudará a asegurar que la elección cumpla las condiciones de servicio y los estándares de rendimiento exigidos.
Requisitos operativos y condiciones de servicio
El primer paso, y el más importante, para elegir un soporte con rodamiento consiste en identificar las necesidades clave de la aplicación y dejarlas claramente definidas. Así se garantiza que la solución seleccionada responda de forma fiable tanto a los requisitos de rendimiento como a las exigencias operativas.
Definir el rendimiento requerido
Vida útil: estime durante cuánto tiempo se espera que el soporte con rodamiento funcione en condiciones normales sin fallar. Para ello, deben considerarse los intervalos de mantenimiento y los ciclos de carga previstos en servicio.
Capacidad de velocidad: evalúe las velocidades máximas de rotación a las que estará sometido el rodamiento, así como las tasas de aceleración y desaceleración. Los soportes con rodamiento presentan límites específicos según su tipo, material y lubricación.
Resistencia ambiental: considere condiciones extremas como temperaturas elevadas o bajas, humedad o exposición a contaminantes. Algunos soportes con rodamiento están diseñados para soportar entornos severos, mientras que otros se optimizan para condiciones estándar.
Evaluar las condiciones de operación
Características de carga: determine el tamaño, la dirección y el tipo de cargas. Estas pueden ser radiales, axiales o combinadas. Comprender el patrón de carga es fundamental para seleccionar el diseño de rodamiento adecuado.
Intervalos de operación: considere las variaciones de velocidad, las fluctuaciones de temperatura y los ciclos de trabajo. Esto permite asegurar que el rodamiento mantenga un desempeño constante en todo el rango de funcionamiento.
Supuestos y escenarios típicos: registre cualquier cambio previsto en la operación, incluidas sobrecargas ocasionales o variaciones ambientales. De este modo, se evita seleccionar un rodamiento que pueda fallar ante condiciones imprevistas.
Disposición de rodamientos y tipo de soporte con rodamiento
Una disposición de rodamientos ayuda a soportar y posicionar un eje, tanto en sentido radial como axial, con respecto a los componentes adyacentes.
En la mayoría de los diseños se emplean dos soportes de rodamiento para ubicar el eje con precisión. El soporte situado a la izquierda absorbe cargas radiales y axiales. El soporte de la derecha solo soporta carga radial.
La principal ventaja del soporte flotante es que puede absorber el desplazamiento axial del eje. Este movimiento puede producirse por la dilatación térmica durante la operación o por diferencias de fabricación entre ambos soportes.
Si este desplazamiento se restringiera, podrían generarse cargas axiales adicionales en el sistema de rodamientos.
Para diseños de ejes que se apoyan en dos soportes de rodamiento, suelen utilizarse las siguientes configuraciones de montaje:
Unidades de rodamientos de bolas y rodillos (rodamientos montados)
Estas unidades se aprecian por su diseño sencillo y su facilidad de utilización:
Cada soporte de rodamiento requiere solo unos pocos componentes. Por lo general, basta con una unidad de rodamiento y algunos pernos de fijación.
Se suministran prelubricadas y listas para su instalación inmediata.
Su montaje sobre ejes lisos de uso comercial es sencillo, mediante sistemas de fijación prácticos como los tornillos prisioneros.
Chumaceras con rodamientos
Estas soluciones ofrecen una mayor adaptabilidad a requisitos específicos de rendimiento y a distintos entornos de operación:
Hay disponibles múltiples tipos de rodamientos y opciones de dimensiones.
Puede seleccionarse una amplia variedad de diseños de sellado para la carcasa.
Son compatibles tanto con sistemas de lubricación por grasa como por aceite.
Son compatibles tanto con ejes lisos de uso comercial como con configuraciones de eje escalonado.
Unidades de rodamientos partidos
Ofrecen una ventaja decisiva en aplicaciones en las que el montaje del rodamiento sobre el eje resulta difícil:
La carcasa, el rodamiento y los elementos de sellado están divididos en dos mitades. Este diseño permite montar la unidad directamente alrededor del eje.
Las opciones de rodamiento disponibles incluyen rodamientos de rodillos cilíndricos, esféricos y cónicos.
Tipo de carcasa
Un soporte tipo pedestal, una carcasa con brida o una carcasa tensora pueden satisfacer los requisitos de su aplicación.
Soporte fijo o soporte libre
En las unidades de rodamientos de rodillos, las carcasas y las unidades partidas, existen variantes de producto diseñadas para soporte fijo o soporte libre. En cambio, cuando se utilizan unidades de rodamientos de bolas, el soporte libre debe ser asumido por la estructura circundante.
Compensación de la desalineación
En primer lugar, identifique el tipo de desalineación que puede presentarse en su aplicación. A continuación, verifique la capacidad de desalineación del producto seleccionado. La mayoría de las soluciones de rodamientos montados están diseñadas para tolerar desalineaciones, con excepción de los diseños que utilizan rodamientos de rodillos cilíndricos o cónicos.
Tamaño del rodamiento montado
Dos parámetros clave determinan el tamaño del rodamiento requerido para su aplicación:
El diámetro del eje
La magnitud de la carga que debe soportar
Los pasos siguientes describen cómo determinar el tamaño adecuado.
Seleccione un rodamiento montado adecuado que corresponda al diámetro de su eje
En el caso de las unidades integradas de rodamiento, basta con seleccionar la unidad completa.
Si va a ensamblar un soporte y un rodamiento, seleccione primero un rodamiento autoalineable. Puede optar por un rodamiento de rodillos esféricos o un rodamiento toroidal CARB. Después, verifique que exista un tamaño de soporte compatible.
Verifique la capacidad de carga del rodamiento montado seleccionado
La vida nominal básica L10 es un método fiable y práctico para seleccionar el tamaño de un rodamiento. Compare la vida L10 calculada con la vida útil prevista para la aplicación específica del rodamiento.
Un rodamiento montado debe soportar cargas estáticas. No debe provocar daños permanentes ni deformaciones en los elementos rodantes o en las pistas de rodadura.
Si la vida nominal básica es inferior a la vida útil requerida, será necesario un rodamiento de mayor capacidad. Lo mismo aplica si el factor de seguridad estática no es suficiente.
La vida nominal básica es solo uno de varios indicadores. Ayuda a estimar la vida útil real de su aplicación. Factores como el sellado y la lubricación también desempeñan un papel crítico.
Valores orientativos de vida de especificación para distintos tipos de máquinas | |
Tipo de máquina | Vida de especificación |
Horas de funcionamiento | |
Máquinas domésticas, maquinaria agrícola, instrumentos y equipos técnicos de uso médico | 300-3 000 |
Máquinas de uso breve o intermitente: herramientas eléctricas manuales, aparejos de elevación en talleres y obras equipos y máquinas | 3000 -8 000 |
Máquinas de uso breve o intermitente en las que se exige alta fiabilidad operativa: ascensores, grúas para mercancía paletizada o eslingas para tambores, etc. | 8 000-12 000 |
Máquinas para uso de 8 horas al día, aunque no siempre a plena carga: transmisiones por engranajes de uso general, motores eléctricos para uso industrial, trituradoras rotativas | 10 000-25 000 |
Máquinas para uso de 8 horas al día y a plena carga: máquinas herramienta, máquinas para trabajar la madera, máquinas para la industria mecánica, grúas para materiales a granel, ventiladores, cintas transportadoras, equipos de impresión, separadores y centrifugadoras | 20 000-30 000 |
Máquinas para funcionamiento continuo las 24 horas: reductores para trenes de laminación, maquinaria eléctrica de tamaño medio, compresores, malacates mineros, bombas, maquinaria textil | 40 000-50 000 |
Maquinaria para energía eólica; incluye eje principal, sistema de guiñada, caja de engranajes de cabeceo y rodamientos del generador | 30 000-100 000 |
Maquinaria para obras hidráulicas, hornos rotatorios, máquinas trenzadoras de cable y sistemas de propulsión para buques de navegación oceánica | 60 000-100 000 |
Máquinas eléctricas de gran tamaño, plantas de generación eléctrica, bombas de mina, ventiladores de mina y rodamientos para pozos de túneles de buques de navegación oceánica | 100 000-200 000 |
Confirme que el rodamiento soportado seleccionado opera dentro de su rango admisible de velocidad.
Al seleccionar unidades de rodamientos de bolas o de rodillos, deben considerarse los valores máximos de velocidad indicados en los datos técnicos. Asimismo, es necesario evaluar cómo las tolerancias del eje pueden influir en la velocidad admisible.
En carcasas con rodamientos o unidades partidas, deben considerarse los límites de velocidad establecidos por el sello seleccionado.
Lubricación de rodamientos soportados
Rodamientos soportados requieren una lubricación adecuada para garantizar un funcionamiento fiable. El lubricante contribuye a reducir la fricción y el desgaste. Protege las superficies del rodamiento frente a la corrosión. En algunos casos, también ayuda a disipar el calor.
La lubricación con grasa se utiliza con frecuencia en rodamientos soportados. No obstante, también puede emplearse lubricación por aceite cuando los rodamientos van alojados en carcasas.
Unidades de rodamientos de bolas y de rodillos
Estas unidades se suministran prelubricadas con una grasa de alta calidad y uso múltiple. En diseños específicos para cada aplicación, se utiliza un lubricante adaptado a las condiciones de servicio previstas.
Las unidades de rodamientos de bolas y de rodillos pueden relubricarse cuando sea necesario. Los insertos del rodamiento disponen de orificios de lubricación en el aro exterior. Las carcasas suelen estar equipadas con engrasadores, salvo algunas carcasas de unidades de rodamientos de bolas específicas para determinadas aplicaciones.
Al relubricar, es fundamental verificar la nueva grasa. Asegúrese de que sea totalmente compatible con el relleno de grasa original.
Chumaceras con rodamientos
Las soluciones de rodamientos soportados que integran carcasa y rodamiento pueden configurarse para lubricación con grasa o con aceite.
En aplicaciones lubricadas con aceite, el diseño de la carcasa y del sello debe seleccionarse para garantizar la compatibilidad con la lubricación por aceite.
Unidades de rodamientos partidos
Las unidades de rodamientos partidas suelen lubricarse con grasa.
Diseño de la carcasa
Tipo de carcasa
El diseño más utilizado es la carcasa de chumacera tipo pedestal (plummer block), que puede fijarse mediante dos o cuatro pernos de montaje. Unidades de rodamientos rígidos de bolas tipo pedestal también se ofrecen con orificios de montaje roscados para alojar los pernos de fijación.
Carcasas con brida están disponibles en varias configuraciones, incluidos diseños redondos, ovalados, cuadrados y triangulares. En el caso de las unidades de rodamientos rígidos de bolas, también existe la opción de una brida tipo soporte de tres pernos.
Otra categoría habitual es la de las carcasas tensoras. Por lo general, se instalan en bastidores tensores y su diseño varía en función de la disposición del tornillo de ajuste.
Material de la carcasa
La fundición gris es el material más utilizado para carcasas de rodamientos. Al seleccionar una carcasa, conviene evaluar qué opción de material se adapta mejor a los requisitos específicos de la aplicación.
Las unidades de rodamientos rígidos de bolas están disponibles con carcasas fabricadas en distintos materiales. Entre ellos se incluyen la fundición gris y el compuesto negro. Otras opciones son el compuesto azul apto para uso alimentario, la fundición nodular, el acero estampado y el acero inoxidable.
La mayoría de las unidades de rodamientos de rodillos, las carcasas con rodamientos y las unidades de cojinetes partidos se fabrican en fundición gris. Este material se utiliza con frecuencia por su fiabilidad y durabilidad. Además, determinadas carcasas para rodamientos anti-fricción están disponibles en fundición nodular o acero fundido.
Protección contra la corrosión
Todas las carcasas se suministran de serie con una protección eficaz contra la corrosión.
Las carcasas de acero estampado se protegen mediante un recubrimiento de zinc, mientras que las fabricadas en materiales de fundición se acaban con pintura.
El sistema de pintura estándar garantiza la idoneidad para entornos de servicio clasificados en la categoría de corrosividad C2, de acuerdo con la norma ISO 12944-2.
Capacidad de carga
Para alcanzar la capacidad de carga total, la carcasa debe fijarse firmemente a su estructura de soporte. Esto debe realizarse con pernos de montaje adecuados, apretados al par especificado.
En las unidades de rodamientos de bolas, la carcasa suele diseñarse para soportar, como mínimo, una carga equivalente a la del rodamiento alojado en su interior. Se exceptúan las carcasas de chapa de acero embutida. En este tipo de diseño, debe verificarse la resistencia de la carcasa frente a las cargas reales de operación de la aplicación.
Esto también aplica a las unidades de rodamientos de rodillos, a los soportes con rodamientos y a las unidades de carcasa partida. La capacidad de carga depende de la dirección de la carga y también está condicionada por el material de la carcasa. Cuando se emplean carcasas partidas, es necesario verificar además los pernos que unen las secciones, a fin de নিশ্চিতar una resistencia suficiente y el par de apriete correcto.
Superficie de apoyo
La superficie de apoyo debe cumplir las tolerancias especificadas de planitud y rugosidad superficial.
El cumplimiento de estos requisitos ayuda a evitar la deformación de la zona de asiento de la carcasa. Esto es válido tanto durante el apriete de los pernos de montaje como bajo la acción de las cargas de servicio.
Unas condiciones adecuadas de la superficie contribuyen a reducir la vibración y mejoran la transferencia de calor desde el rodamiento, a través de la carcasa, hacia la estructura circundante.
Método de fijación del eje
Los rodamientos montados o los rodamientos alojados en una carcasa pueden fijarse al eje de distintas maneras. Existen varias opciones de bloqueo. Como mínimo, al seleccionar una de ellas deben considerarse los criterios siguientes.
Diseño del eje
Los ejes lisos son una opción rentable y pueden fabricarse con ejes comerciales con tolerancias h9 o superiores. Todos los rodamientos montados y las carcasas son compatibles con ejes lisos.
Los ejes escalonados requieren mecanizado, pero ofrecen una posición del eje más precisa y una mejor capacidad de carga axial.
El método habitual para fijar rodamientos en ejes escalonados utiliza un asiento cilíndrico para el rodamiento. Entre el eje y el aro interior del rodamiento se genera un ajuste con interferencia. A continuación, se emplea una tuerca de fijación para asegurar el rodamiento en sentido axial.
Montaje sencillo
La instalación de los rodamientos resulta más sencilla cuando existe una pequeña holgura entre el eje y el aro interior del rodamiento.
Entre las opciones de fijación que aprovechan esta holgura se incluyen los tornillos prisioneros en las unidades de rodamientos de bolas y los tornillos prisioneros integrados en un anillo de fijación para las unidades de rodamientos de rodillos. Otra alternativa es el anillo de fijación excéntrico, disponible para las unidades de rodamientos de bolas.
No obstante, esta pequeña holgura puede generar una ligera desalineación entre los ejes del eje y del aro interior. Esta desalineación puede reducir la velocidad máxima del rodamiento montado o provocar vibraciones.
Además, para soportar la carga aplicada con esta configuración puede ser necesario exigir tolerancias más estrictas en el eje.
Velocidad y vibración
Para maximizar el comportamiento en velocidad de un rodamiento montado y minimizar las vibraciones, debe seleccionarse un sistema de fijación concéntrico.
De este modo, se garantiza la alineación entre los ejes del eje y del aro interior del rodamiento.
La fijación concéntrica puede lograrse mediante un manguito cónico entre el eje y el rodamiento. Esta opción está disponible para unidades de rodamientos rígidos de bolas o para soportes con rodamientos.
Como alternativa, puede utilizarse la tecnología de fijación SKF ConCentra, disponible tanto para unidades de rodamientos de bolas como de rodamientos de rodillos. Una tercera opción es un asiento cilíndrico para el rodamiento, adecuado para soportes con rodamientos o para unidades partidas.
Carga axial máxima del mecanismo de fijación
La carga axial admisible puede variar en función del método de fijación empleado.
Sellado
Un sellado eficaz puede prolongar notablemente la vida útil de un rodamiento. Lo consigue al retener el lubricante e impedir la entrada de contaminantes. Las unidades de rodamientos de bolas y de rodillos se suministran equipadas con juntas de estanqueidad.
En aplicaciones con extremos de eje, se recomienda utilizar una tapa terminal para reforzar el sellado. Las tapas terminales también protegen el extremo expuesto del eje y contribuyen a evitar accidentes.
Al seleccionar una solución de rodamiento montado, conviene tener en cuenta las diferencias de sellado entre los distintos tipos de producto:
Unidades de rodamientos de bolas
La junta de estanqueidad es un componente integral del rodamiento dentro de la unidad. Se ofrecen varios tipos de sellos de contacto. Los más habituales en aplicaciones industriales son los sellos estándar y los sellos estándar con deflectores adicionales. Otras opciones incluyen diseños multisedo y sellos de 5 labios.
Unidades de rodamientos de rodillos
La junta de estanqueidad está incorporada a la unidad como un componente esencial. Entre las opciones más comunes se incluyen el sello de labio, el sello de laberinto o el retén radial para eje.
Chumaceras con rodamientos
Los soportes incorporan ranuras para sellos que permiten alojar distintos tipos de juntas de estanqueidad.
Algunos sellos exigen requisitos específicos en la superficie de sellado del eje, por lo que conviene asegurarse de que se cumplan o, en su defecto, considerar el uso de casquillos de desgaste.
Al seleccionar una junta de estanqueidad, es importante evaluar su eficacia de sellado. También debe considerarse su impacto sobre la velocidad admisible y la desalineación del eje.
Unidades de rodamientos partidos
Las unidades partidas de rodamientos incorporan ranuras en el soporte que permiten montar juntas de estanqueidad. La gama estándar incluye sellos de fieltro, sellos de labio, sellos de laberinto y retenes radiales para eje.
Cómo influyen el mantenimiento, el montaje y el desmontaje
Al diseñar su equipo, tenga en cuenta de qué manera el mantenimiento puede afectar sus requisitos. Considere asimismo cómo los procesos de instalación y desmontaje podrían incidir en ellos.
Puede ser necesario desmontar el equipo para sustituir componentes durante su vida útil. Esta necesidad no se limita al final de su servicio.
Montaje
El proceso de montaje establece determinadas restricciones, entre ellas el espacio disponible, la secuencia de instalación y la posible necesidad de equipos de elevación. Es fundamental asegurar que estas condiciones sean compatibles con los requisitos de su solución de rodamientos montados. Los aspectos clave incluyen:
¿Qué herramientas se requieren y es posible acceder a las zonas donde deben utilizarse?
¿Es necesario un dispositivo de elevación?
¿Se requieren operaciones de lubricación y, en caso afirmativo, cuándo y cómo deben aplicarse?
¿Qué medidas de protección son necesarias para evitar la contaminación durante la instalación?
Mantenimiento
Entre las consideraciones habituales de mantenimiento figuran:
Relubricación: Si es necesario relubricar, asegúrese de que el producto disponga de un engrasador. El uso de lubricadores automáticos puede agilizar las tareas de mantenimiento.
Monitoreo de condición: El seguimiento del estado de la maquinaria durante la operación puede aportar ventajas. Los rodamientos montados y los soportes pueden equiparse con sensores para facilitar esta tarea.
Desmontaje y disposición final
Los mismos factores que deben considerarse durante el montaje también aplican al desmontaje. El proceso de disposición final suele ser el mismo para todos los productos de rodamientos montados. Incluye componentes metálicos, piezas de caucho y lubricantes. Todos ellos deben eliminarse conforme a la normativa medioambiental vigente.
Conclusión
Elegir el rodamiento montado adecuado garantiza un funcionamiento fluido del equipo y prolonga su vida útil. Al evaluar factores como el tipo de rodamiento, el tamaño, el soporte, los sellos y las necesidades de mantenimiento, es posible tomar una decisión informada. De este modo, puede seleccionarse una solución que se ajuste a la aplicación.
Un proceso de selección adecuado ayuda a reducir el desgaste, evitar paradas no programadas y mejorar el rendimiento global. Lily Bearing ofrece una amplia gama de rodamientos montados y asesoramiento para ayudarle a elegir la opción más adecuada.
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