Los rodamientos de giro, también conocidos como anillos de orientación o cojinetes de plataforma giratoria, permiten el movimiento rotativo mientras soportan cargas elevadas.

Son componentes esenciales en aplicaciones como grúas, aerogeneradores y excavadoras.

Kaydon y LILY son fabricantes reconocidos de rodamientos de giro.

En este artículo se presenta una comparación entre Kaydon y LILY respecto de los modelos de una sola hilera de rodamientos de giro de contacto de cuatro puntos MTE-210T, con dimensiones de ∅8.268 x ∅14.686 x1.575 pulgadas.

El análisis comparativo pone de manifiesto diferencias en MTE-210Tel material base, el tratamiento térmico, la grasa, las dimensiones, la precisión de giro y la carga estática.

Comprender estas diferencias puede ayudar a los usuarios a seleccionar los rodamientos de giro más adecuados para sus necesidades específicas.

Comparación del material base

Anillo interior y anillo exterior

Tabla 1. Comparación del material base del anillo interior y el anillo exterior

Atributo/Marca

KAYDON

LILY

Material original

50Mn

42CrMoA

Material recomendado

Acero C45 E templado, o acero 42C2/46Cr2

42CrMo (equivalente a 42CrMo4 (1.7225))

Composición química

C: 0.52-0.54%

Si: 0.20-0.21%

Mn: 1.51-1.61%

Ni: 0.024-0.031%

P: 0.0132-0.0135%

S: 0.0077-0.0087%

Cr: 0.24-0.25%

Cu: 0.042%

C: 0.38-0.45%

Si: 0.17-0.37%

Mn: 0.50-0.80%

P: ≤0.030%

S: ≤0.030%

Cr: 0.90-1.20%

Mo: 0,15-0,25%

Propiedades mecánicas

Resistencia a la tracción: 975 MPa

Alargamiento: 17,5%

Límite elástico: ≥930 MPa

Resistencia a la tracción: ≥1080 MPa

Alargamiento: ≥12%

Dureza: ≤217 HB

Sustitución de material

No existen materiales locales de sustitución

42CrMo-GB/T 3077 en lugar de 50Mn

Elementos rodantes

Tabla 2 Comparación de materias primas para elementos rodantes

Atributo/Marca

KAYDON

LILY

Especificación del material

100Cr6 EN ISO 683-17:2000

GCr15-GB/T 18254

Composición química

C:0,99%, Si:0,28%, Mn:0,30%, P:0,0093%, S:0,0055%, Cr:1,49%, Ni:0,017 Mo:0,006, Ti: ≤0,0007%; Al:0,0073%; Cu: 0,018%

C:0,95-1,05%, Cu:≤0,25%, Si:0,15-0,35%, O:≤0,0012%, Mn:0,25-0,45%, Ti:≤0,005%, P:≤0,025%, Al:≤0,05%, S:≤0,02%, As:≤0,04%, Cr:≤1,40-1,65%, As+Sn+Sb:≤0,075%, Ni:≤0,25%, Pb:≤0,002%, Mo:≤0,10%

Propiedades mecánicas

Límite elástico: ≥590 MPa,

Resistencia a la tracción: ≥830-1130 MPa,

Alargamiento: ≥10%,

Diámetro: 30 mm,

Recocido para obtener carburos esferoidizados: ≤207 HBW,

Recocido y conformado en frío: ≤241 HBW

Límite elástico: ≥518.42 MPa,

Resistencia a la tracción: ≥861.3 MPa,

Alargamiento: ≥27.95%,

Dureza tras recocido esferoidizante: 179-207 HBW,

Dureza tras recocido de ablandamiento: ≤245 HBW

Dado que el material GCr15 de la marca LILY se considera en el mercado un material equivalente al 100Cr6 de la marca KAYDON, existen similitudes en las propiedades mecánicas y en la composición química.

No obstante, los procesos específicos de tratamiento térmico y los requisitos de dureza pueden diferir, lo que podría afectar el rendimiento y la durabilidad global de las bolas y del rodamiento.

Comparación del tratamiento térmico

Anillo interior y anillo exterior

Tabla 3. Comparación del tratamiento térmico del aro interior y del aro exterior

Atributo de tratamiento térmico / pieza / marca

KAYDON

LILY

Tratamiento térmico del aro interior y del aro exterior

Substrato del aro exterior (HRC): 32.2-33.5

Substrato del aro interior (HRC): 34-34.5

Se someten a tratamiento térmico hasta HRC 30-35 los cuerpos de los aros interior y exterior del rodamiento LILY antes del mecanizado final.

Tratamiento térmico de las pistas de rodadura interior y exterior

Espesor estándar de la capa endurecida de 3.5 mm.

Pista de rodadura del anillo exterior (HRC): 61-62.5

Endurecimiento selectivo, con dureza superficial de la pista de rodadura interior de HRC57-62 y una profundidad de capa de ≥2.5 mm.

Marcaciones del tratamiento térmico

Los rodamientos Kaydon presentan marcaciones posteriores al tratamiento térmico.

Las marcas del tratamiento térmico se eliminan tras el rectificado final de las pistas de rodadura de LILY Bearing.

Requisito de dureza

Sustrato del anillo exterior (HRC): ≤23.1

Pista de rodadura del anillo exterior (HRC): 55-60

Sustrato del anillo interior (HRC): 21-27.8

Profundidad estándar de la capa endurecida ≥2 mm

HRC 18-21 para los anillos interior y exterior.

Impacto del tratamiento térmico

No se especifica un impacto concreto del tratamiento térmico en el desempeño del rodamiento.

Tras más de un año de operación se observó una deformación mínima, lo que indica que la dureza actual tiene un impacto reducido en la función del rodamiento.

Tabla 4. Kaydon frente a LILY Bearing en dureza superficial

HRC de LILY

HRC de Kaydon

Estructura del rodamiento

Ubicación

HRC

Estructura del rodamiento

Ubicación

M140

M134

M138

Anillo interior

Borde

19

Anillo interior

Borde

30

33

32

21

31

32

32

21

31

31

31

Centro

19

Centro

31

34

32

19

31

32

34

20

31

33

33

Anillo exterior

Borde

18

Anillo exterior

Borde

34

35

35

19

34

35

35

18

33

35

36

Centro

19

Centro

32

34

33

18

33

33

33

20

32

34

34

Ilustración de la dureza superficial del rodamiento de giro

Fig. 1 Ilustración de la dureza superficial del rodamiento de giro

Tabla 5 Planitud superficial de Lily Bearing

Elemento inspeccionado de un rodamiento Lily Bearing averiado

Resultados

Planitud de la superficie de apoyo del anillo exterior

0.030 mm

Planitud de la superficie de apoyo del anillo interior

0.020 mm

Elementos rodantes

Tabla 6 Comparación del tratamiento térmico de las bolas

Atributo/Marca del tratamiento térmico de las bolas

KAYDON

LILY

Especificación del tratamiento térmico

Proceso de endurecimiento a través de la sección para las bolas del rodamiento Kaydon, según "SKF Slewing-bearing_tcm", pág. 57, pero no se especifica un requisito concreto de dureza.

La dureza de las bolas de Lily Bearing es HRC 61-66, lo que coincide con la de las bolas de Kaydon.

Requisito de dureza

HRC 64-65

HRC 61-66

Impacto del tratamiento térmico

No se proporciona un efecto específico del tratamiento térmico sobre el rendimiento de las bolas.

No se indica un efecto específico del tratamiento térmico sobre el rendimiento de las bolas; sin embargo, los valores de dureza son comparables a los de Kaydon, lo que apunta a un comportamiento potencialmente similar.

Comparación de grasas

Kaydon

Tabla 7 Lubricantes en grasa adecuados para rodamientos de corona giratoria Kaydon

Fabricante

Grasa interna para rodamientos

BP

Energrease LS-EP 1

Castrol

HD Lithium 1

Chevron

Dura-Lith Ep 1

ExxonMobil

Mobilux Ep 1

Klüber

Klüberplex BEM 41-141

Lubricantes USA (FINA)

Marson EPL 1

Shell

Alvania EP 1

Texaco

Multifak EP 1

Tabla 8. Características típicas de BP Energrease LS-EP 1 (sujetas a las tolerancias habituales de fabricación.)

Nombre

Método

Unidades

LS-EP1

Apariencia

Visual

Marrón

Textura

Lisa

Consistencia NL GI

1

Punto de goteo

ASTM D2265

ºC

185

Penetración a 25 ºC

ASTM D217

60 golpes

dmm

325

100 000 golpes

dmm

345

Contenido de agua

ASTM D128

% en masa

<0.1

Prevención de óxido EMCOR

IP 220

Clasificación

0

Carga oK de Timken

ASTM D2509

kg

20

lb

45

Estabilidad frente a la oxidación (100 h)

ASTM D942

bar

0.30

Corrosión Timken

IP112

Clasificación

Aprobado

(149 ºC, 8 h, cobre/acero)

Viscosidad del aceite base a 40 ºC

155

LILY

La grasa lubricante empleada en los rodamientos LILY es éster de litio N.º 2 (Great Wall). LILY puede personalizar la grasa según los requisitos del cliente.

Tabla 9. Características típicas del éster de litio N.º 2 (Great Wall)

Ítem

Éster de litio N.º 2 (Great Wall)

Apariencia

Pasta homogénea de color amarillo claro a marrón

Campo de aplicación

Adecuada para la lubricación de rodamientos de elementos rodantes, cojinetes lisos y otras superficies de fricción de equipos mecánicos generales

Especificación técnica

GB7324

Penetración de trabajo, 0,1 mm

280

Temperatura de operación

-20℃~120℃

Punto de goteo

200 °C

Penetración de trabajo prolongada (100000 veces 0,1 mm)

289

Pérdida por lixiviación en agua (38℃, 1h) %

1.60%

Resistencia a la corrosión (52℃, 48h)

Nivel 1

Inspección visual

Marcas del tratamiento térmico

LILY frente a Kaydon en marcas del tratamiento térmico

Fig. 2 LILY frente a Kaydon en marcas del tratamiento térmico

La diferencia radica en el resultado de distintos procesos de mecanizado del camino de rodadura:

  1. Kaydon: endurecimiento selectivo del camino de rodadura después del mecanizado de acabado;

  2. LILY: rectificado final de la superficie tras el endurecimiento selectivo del camino de rodadura, con eliminación de las marcas del tratamiento.

Marcado de los dientes

Color real del marcado en los rodamientos reales de LILY y Kaydon-1

Fig. 3 Color real del marcado en los rodamientos reales de LILY y Kaydon

  1. Las marcas en los dientes se indican para dientes con juego mínimo de engrane. El color lo define el proveedor del rodamiento.

  2. Esto es específico para el montaje del engranaje.

Posición del tapón de llenado y del engrasador

Posición del tapón de llenado y del engrasador en los rodamientos reales de LILY y Kaydon

Fig. 4 Posición del tapón de llenado y del engrasador en los rodamientos reales de LILY y Kaydon

  1. El tapón de llenado se utiliza para la instalación de las bolas y se coloca después de esa operación.

  2. La posición entre el tapón de relleno y el engrasador depende del proveedor del rodamiento; no guardan relación entre sí ni afectan al uso.

Engranaje

Antes y después del uso de los rodamientos de LILY Bearing

Fig. 5 Antes y después del uso de los rodamientos de LILY Bearing

Pista de rodadura del aro interior

Diversos modos de fallo de la pista de rodadura de Kaydon

Fig. 6 Diversos modos de fallo de la pista de rodadura de Kaydon (Fuente: SKF Bearing damage evaluation guide.pdf)

No se observa desgaste en la pista de rodadura del aro interior de un rodamiento LILY Bearing averiado.

Pista de rodadura del aro interior de un rodamiento LILY Bearing averiado

Fig. 7 Pista de rodadura del aro interior de un rodamiento LILY Bearing averiado

Pista de rodadura del aro exterior

Diversos modos de fallo de la pista de rodadura exterior de Kaydon

Fig. 8 Diversos modos de fallo de la pista de rodadura exterior de Kaydon (Fuente: SKF Bearing damage evaluation guide.pdf)

No se observa desgaste en la pista de rodadura del aro exterior de un rodamiento LILY Bearing averiado.

Pista de rodadura del aro exterior de un rodamiento averiado (LILY Bearing)

Fig. 9 Pista de rodadura del aro exterior de un rodamiento averiado (LILY Bearing)

Elementos rodantes

No se encontraron desgaste, corrosión, grietas, etc. en las bolas de acero de un rodamiento LILY Bearing averiado.

Bolas de un rodamiento averiado (LILY Bearing)

Fig. 10 Bolas de un rodamiento averiado (LILY Bearing)

Tamaño

Tanto Kaydon como LILY fabrican rodamientos de giro con diámetros exteriores que van desde apenas 4 pulgadas hasta 282 pulgadas (10 cm a 7.2 m).

Consulte el informe de pruebas del PN MTE-210T.

Tabla 10. Informe de pruebas del PN MTE-210T

Ítem

Plano

Resultados (mm)

LILY

KAYDON

Diámetro exterior

Φ373.02(0~-0.3)(14.686’’-0.015)

-0.2

-0.25

Diámetro interior del aro exterior

Φ293.19(0-0.12)(11.543’’-0.005~0)

+0.02

+0.01

Diámetro interior

Φ210(0~-0.3)(8.268’’-0.012)

-0.25

-0.2

Diámetro exterior del aro interior

Φ283.29(-0.12~0)(11.153’’-0.005~0)

-0.08

-0.07

Altura del aro exterior

38±0.3(1.496’’±0.012)

0

+0.1

Altura del aro interior

38±0.3(1.496’’±0.012)

-0.055

-0.1

Altura de montaje

40±0.7(1.575’’±0.030)

-0.04

-0.1

Saliente exterior

0.1

0.01

0.1

Saliente interior

0.1

0.01

0.1

Holgura axial

0~0.017

0

0

Cantidad de orificios de montaje del aro exterior

16

16

16

Datos de los orificios de montaje del aro exterior

5/8-11UNC 2B

5/8-11UNC 2B

5/8-11UNC 2B

Diámetro del círculo de centros de los orificios de montaje del aro exterior

Φ335±0.25(13.19’’-0.015)

±0,1

±0,1

Cantidad de orificios de montaje del aro interior

20

20

20

Datos de los orificios de montaje del aro interior

5/8-11UNC 2B

5/8-11UNC 2B

5/8-11UNC 2B

Diámetro al centro de los orificios de montaje del aro interior

Φ240±0.25(9.449’’-0.015)

+0.1

+0.1

Orificio de lubricación del aro interior

2-1/8-27NPT

2-1/8-27NPT

2-1/8-27NPT

Cantidad de dientes

72

72

72

Separación de los orificios del aro interior

65.3±0.3

-0.04

-0.1

Separación de los orificios del aro exterior

37.5±0.3

-0.06

-0.1

Excentricidad radial

0.15

0.04

0.05

Longitud normal común (número de dientes en la medición transversal: 9)

132.596(-0.07~-0.14)

-0.08

-0.1

Forma del diente

Presión de diente corto Fellows

Ángulo

20°

Diámetro primitivo

365.75(14.4’’)

Paso diametral

5/7

Addendum

3.05(0.1429’’)

Profundidad total

8.17(0.3215’’)

Espesor del diente en el diámetro primitivo

-0.3142/0.3067

Holgura de juego lateral

-0-0.0075

Precisión de rotación

Holgura axial

Tabla 11. Resultado de ensayo de la holgura axial

N.º

Marca de muestra

Duración del ensayo

Elemento de ensayo

Resultado del ensayo

Normas

(μm)

Datos de ensayo

(μm)

1

Kaydon

Antes del ensayo de carga estática axial

Holgura interna axial

holgura

0~18

15

Después del ensayo de carga estática axial

Holgura interna axial

holgura

/

18

2

LILY

Antes del ensayo de carga estática axial

Holgura interna axial

holgura

0~18

4

Después del ensayo de carga estática axial

Holgura interna axial

holgura

/

6

Resultados del ensayo de precisión de rotación (desviación axial)

Tabla 12. Resultado del ensayo de precisión de rotación

N.º

Marca de muestra

Duración del ensayo

Elemento de ensayo

Resultado del ensayo

Normas

(μm)

Datos de ensayo

(μm)

1

Kaydon

Antes del ensayo de carga estática axial

Kia

150

26

Sia

100

30

Sea

100

17

Después del ensayo de carga estática axial

Kia

/

40

Sia

/

45

Sea

/

30

2

LILY

Antes del ensayo de carga estática axial

Kia

150

25

Sia

100

19

Sea

100

20

Después del ensayo de carga estática axial

Kia

/

20

Sia

/

20

Sia

/

12

Ensayo de campo de las capacidades de carga estática axial

  1. Estática carga axial La prueba de carga estática axial del cojinete de orientación MTE-210T de LILY se realizó el 10 de mayo en el Shanghai Bearing Technology Research Institute (un instituto independiente de referencia en la industria de rodamientos en China);

  2. Se aplicó una carga axial de 3 Ton a las muestras de cojinetes de LILY y de Kaydon.

Métodos de ensayo

  1. Inspección inicial:
    Realizar una inspección inicial de la muestra para verificar los siguientes aspectos: dimensión del diámetro interior, precisión de giro (descentramiento axial del aro interior, descentramiento diametral del aro interior, descentramiento axial del aro exterior) y juego axial.

Inspección inicial

Fig. 11 Inspección inicial

  1. Ensayo de carga estática axial:

Sujete la muestra al banco de ensayo, aplique inicialmente una carga de 1kN durante 3 minutos, ponga a cero el indicador; a continuación, aumente hasta 20kN a razón de 0.2kN/segundo, mantenga la carga durante 3 minutos, registre la deformación total y, por último, reduzca la carga al mismo ritmo hasta 1kN para medir la deformación permanente.

Registro del valor de recuperación elástica numérica

Fig. 12 Registro del valor de recuperación elástica numérica

  1. Reinspección de la muestra:
    Una vez concluido el ensayo de carga estática axial, reinspeccione la muestra para verificar el diámetro interior, la precisión de giro (descentramiento frontal del aro interior, descentramiento diametral del aro interior y descentramiento frontal del aro exterior) y el juego axial.

Reinspección de la muestra

Fig. 13 Reinspección de la muestra

  1. Comparación de los resultados del ensayo de carga estática axial

Tabla 13 Resultado del ensayo de carga estática axial

Marca de muestra

Precarga(kN)

Carga nominal (kN)

Deformación total

(mm)

Deformación permanente (mm)

Kaydon

1.5

30

0.103

0.008

LILY

1.5

30

0.076

0.006

  1. Inspección tras el desmontaje

(1) La muestra de Kaydon no fue desmontada conforme al requisito del cliente;

(2) La muestra de LILY fue desmontada; en la inspección visual se observaron algunas marcas curvas a lo largo de la dirección circunferencial en la garganta.

Comparación de las curvas de empuje y momento entre Kaydon y LILY

Las curvas presentadas por los rodamientos de LILY y de Kaydon prácticamente coinciden (para LILY es necesario invertir el sistema de coordenadas).

Curva de empuje y momento de Kaydon

Fig. 14 Curva de empuje y momento de Kaydon

EMPUJE Y MOMENTO LILY

Fig. 15 Curva de empuje y momento de LILY

Observaciones: 1. La curva del rodamiento LILY se estableció a partir del software denominado “SlewBrg V3.0”;

  1. La curva del rodamiento Kaydon puede consultarse en la página 70 del catálogo de Kaydon, “Kaydon _Catlog_390.pdf”;

  2. Puede encontrarse más información sobre cómo LILY construyó la curva de empuje y momento en “Establishment of MTE-210T LILY slew bearing loading curve.pdf”.

Conclusión

El análisis comparativo entre los anillos de giro de LILY y Kaydon se centra en varios aspectos clave, entre ellos la materia prima, el tratamiento térmico, las propiedades mecánicas y el comportamiento bajo carga.

El material de LILY presenta un mayor contenido de carbono, lo que por lo general se traduce en mayor dureza y resistencia al desgaste, contribuyendo a una mejor capacidad de carga.

El uso de grasa en LILY puede adaptarse a los requisitos del cliente.

Tanto los rodamientos de giro de Kaydon como los de LILY han mostrado un comportamiento similar bajo carga.

La elección entre ambos debe basarse en los requisitos específicos de la aplicación, incluida la necesidad de resistencia mecánica, resistencia al desgaste y tolerancia a la temperatura.

El mantenimiento periódico y el cumplimiento de las mejores prácticas contribuirán a garantizar la vida útil y la fiabilidad de los rodamientos.