La mayoría de lascorreas de rodillos esféricosfallas que aparecen durante las primeras semanas de servicio se deben a una de dos causas: una clase de juego radial incorrecta o un ajuste de montaje que nunca fue verificado en la práctica. Ambas son evitables y, en ambos casos, todo se reduce a dos valores que el montador puede medir en planta con una galga de espesores o un reloj comparador.
Agujero cilíndrico frente a agujero cónico: cómo elegir el método de montaje
Agujero cilíndricose monta por prensado o ajuste por contracción directamente sobre un eje recto. Su dimensionamiento y desmontaje son más sencillos, y constituye la opción predeterminada para ejes de aproximadamente menos de 80 mm, cuando una prensa mecánica o un calentador por inducción pueden realizar la operación.
Agujero cónicode rodamiento (designaciónsufijoK, con cono 1:12 como estándar y 1:30 en algunos tamaños grandes) se monta sobre un asiento cónico del eje o, más habitualmente, sobre unmanguito de adaptaciónpara ejes cilíndricos lisos. A medida que el rodamiento asciende por el cono, el aro interior se expande y sujeta el eje; no se requiere resalte en el eje ni chavetero, razón por la cual los SRB de agujero cónico son estándar en soportes tipo pillow block y en chumaceras tensables.
La contrapartida es que un montaje con agujero cónico no puede verificarse midiendo directamente un ajuste por interferencia. En su lugar, se mide cuánto se ha reducido el juego interno o qué distancia ha avanzado el rodamiento sobre el cono. Ambos métodos se explican a continuación.
Juego radial interno: qué significan realmente C2 a C5
El juego radial interno (RIC) es la distancia total que un aro puede desplazarse con respecto al otro antes del montaje del rodamiento, medida en micrómetros (µm) según la norma ISO 5753. Los rodamientos de rodillos esféricos se suministran conJuego normal (CN)juego normal por defecto en prácticamente todos los fabricantes.
Las clases de holgura mayores — C3, C4 y C5 — existen porque el propio montaje reduce la holgura (el ajuste por interferencia dilata el aro interior) y el calor en servicio la disminuye aún más (el aro interior trabaja a una temperatura superior a la del aro exterior y se dilata más rápidamente).
Valores seleccionados paraagujero cilíndrico, según ISO 5753-1991:
Rango del agujero (mm) | C2 (µm) | Normal (µm) | C3 (µm) | C4 (µm) |
|---|---|---|---|---|
50–65 | 20–40 | 40–65 | 65–90 | 90–120 |
80–100 | 35–60 | 60–100 | 100–135 | 135–180 |
100–120 | 40–75 | 75–120 | 120–160 | 160–210 |
140–160 | 60–110 | 110–170 | 170–220 | 220–280 |
180–200 | 70–130 | 130–200 | 200–260 | 260–340 |
Agujero cónicoLos rangos de juego son más elevados que en el alojamiento cilíndrico para el mismo tamaño nominal; por ejemplo, en un diámetro interior de 100–120 mm, el juego Normal en un rodamiento de agujero cónico es de 100–135 µm, frente a 75–120 µm en un agujero cilíndrico, porque la interferencia generada por el montaje con manguito es intrínsecamente mayor y exige un juego inicial más amplio para situarse en el rango de funcionamiento correcto.
Cuándo pasar de Normal a C3:cualquier aplicación con un ajuste por interferencia en el eje más cerrado de lo habitual, o con una temperatura de funcionamiento sostenida por encima de aproximadamente 70°C. De lo contrario, la pérdida de juego debida al ajuste apretado y a la dilatación térmica puede reducir el juego Normal hasta llegar a precargar el rodamiento; y un rodamiento a rótula de rodillos precargado trabaja a mayor temperatura, lo que acelera la degradación del lubricante yacorta la vida a fatiga.
Los juegos C4 y C5 se emplean principalmente en cribas vibratorias y en aplicaciones de alta velocidad y alta temperatura, donde en servicio cabe prever una pérdida de juego aún mayor.
Montaje de un rodamiento de agujero cónico: los dos métodos prácticos
Método 1 — Galga de espesores (montaje por avance mecánico), para agujero ≤ 120 mm
Mida la holgura en estado sin montar en la parte superior del rodamiento (a las 12 en punto, rodamiento en posición vertical) con una galga de espesores colocada entre el aro exterior y el rodillo situado en la posición más alta.
Haga avanzar el rodamiento por el cono — utilizando una tuerca de fijación y arandela de seguridad para agujeros de hasta aproximadamente 80 mm, o una tuerca hidráulica para tamaños mayores — y vuelva a comprobar periódicamente la holgura en la parte inferior (a las 6 en punto).
Detenga el ajuste cuando la reducción de holgura quede dentro del intervalo recomendado para ese diámetro de agujero (véase el ejemplo de cálculo más abajo).
En rodamientos con agujero superior a 120 mm, la deformación de los aros bajo el propio peso del rodamiento altera una lectura única. La corrección estándar consiste en medir la holgura en tres puntos en lugar de uno: "a" a las 9 en punto, "b" a las 3 en punto y "c" a las 12 o a las 6 en punto. La holgura real queda entonces0,5 × (a + b + c). Un promedio en tres puntos compensa la flecha que una lectura única interpretaría erróneamente como holgura.
Método 2 — Método de avance con tuerca hidráulica, para rodamientos sellados o de gran diámetro de agujero
Los rodamientos de rodillos esféricos sellados no pueden comprobarse con una galga de espesores, porque el sello impide el acceso a los rodillos. En estos casos, y en cualquier rodamiento de agujero cónico de gran tamaño, debe utilizarse una tuerca hidráulica equipada con un comparador de carátula: la presión hidráulica hace avanzar el rodamiento por el cono, mientras el comparador mide directamente el desplazamiento axial, que se correlaciona con la reducción de holgura a través del ángulo de conicidad.
Ejemplo de cálculo — agujero de 190 mm, conicidad 1:12, holgura Normal:
Parámetro | Valor |
|---|---|
Holgura radial en estado sin montar | 0.14–0.20 mm |
Reducción objetivo de la holgura | 0.09–0.13 mm |
Avance axial sobre eje macizo | 1.4–2.0 mm |
Avance axial sobre manguito de adaptación | 1.5–2.2 mm |
Holgura residual mínima tras el montaje | 0.07 mm |
Tenga en cuenta que la distancia de apriete es aproximadamente16 vecesla reducción de holgura para un cono 1:12 en un eje macizo, y aproximadamente18 vecespara el montaje con manguito; el ángulo del cono convierte una pequeña variación radial en una distancia que puede medirse con un reloj comparador. En un cono 1:30, esos multiplicadores aumentan hasta aproximadamente 39× y 42×, respectivamente, ya que un cono menos pronunciado requiere mayor desplazamiento axial para producir la misma expansión radial.
Límite de carga axial en manguitos de montaje y desmontaje
Cuando un rodamiento de rodillos a rótula se monta sobre un eje liso mediante un manguito de montaje o desmontaje sin resalto fijo, la carga axial que puede soportar el conjunto está limitada por la fricción entre el eje y el manguito, no por el propio rodamiento:
Fap = 3 × B × d
donde Fap es la carga axial máxima admisible en newtons, B es el ancho del rodamiento en mm y d es el diámetro del agujero en mm. Para el22320rodamiento (agujero 100 mm, ancho 73 mm), ese valor limita la carga axial con manguito a aproximadamente 21.900 N, muy por debajo de la capacidad estática del propio rodamiento. Por ello, las configuraciones con manguito se especifican para aplicaciones dominadas por carga radial, no para aquellas con elevada carga axial.
Aplicaciones en soportes bipartidos y chumaceras tensoras
Los SRB de agujero cónico montados sobre manguitos de fijación son el rodamiento estándar en soportes tipo SNW/SAF y enunidades tensoras de rodamientoen sistemas transportadores, precisamente porque el manguito elimina la necesidad de un resalto en el eje o de una chavetería: puede mecanizarse un eje liso y uniforme, y ajustar la posición del soporte a lo largo de su longitud. Los principios de holgura y apriete expuestos arriba se aplican exactamente igual dentro de estas carcasas; la única diferencia es que la posición del aro exterior la define el alojamiento de la carcasa, y no un asiento de rodamiento mecanizado en un eje de mayor diámetro.
Errores de montaje más comunes
Forzar el montaje del rodamiento sobre el ejesin verificar primero que asiente en contacto uniforme en toda la línea de apoyo provoca deformación del aro, que se manifiesta como vibración prematura.
Apriete desigual de la tuerca de fijación— desplaza el rodamiento por el cono en ángulo, lo que provoca desalineación que la capacidad de autoalineación del rodamiento puede enmascarar durante un tiempo, hasta que deja de hacerlo.
Omitir por completo la verificación de la holguray realizar el montaje “a ojo” — la causa más frecuente de fallos prematuros en instalaciones con agujero cónico.
Utilizar una galga de espesores en un rodamiento sellado— resulta físicamente imposible obtener una lectura precisa; en su lugar, debe emplearse el método de avance de montaje.
Preguntas frecuentes
¿La holgura radial es lo mismo que la precarga del rodamiento?
No. La holgura es el juego existente antes de aplicar cualquier carga externa; la precarga es una holgura negativa inducida de forma deliberada, utilizada en algunos pares de rodamientos de precisión. Un rodamiento de rodillos esféricos correctamente montado conserva cierta holgura residual positiva después del montaje (véase el mínimo de 0.07 mm en el ejemplo desarrollado); no está precargado.
¿Con qué frecuencia debe volver a verificarse la holgura montada después de la instalación?
No se trata de una comprobación de mantenimiento en servicio: la reducción de holgura se verifica una sola vez, durante el montaje. A partir de ese momento, se prevé la dilatación térmica en operación, y esta se compensa mediante la clase de holgura seleccionada previamente.
¿Un ajuste de eje más apretado implica siempre que deba pasar a C3 o C4?
Solo si la pérdida de holgura resultante llevaría al rodamiento hacia una holgura nula en condiciones de funcionamiento. Para ajustes por interferencia moderados a temperaturas normales de operación, la holgura Normal con un avance de montaje correctamente medido suele ser suficiente — pasar directamente a C4 sin revisar los cálculos puede dejar el rodamiento con un juego excesivo, que se traduce en ruido y deslizamiento de los rodillos, en lugar de sobrecalentamiento.
Los valores de holgura y las relaciones de avance de montaje mostrados se ajustan a ISO 5753-1 y a la geometría cónica estándar 1:12/1:30. Las cifras son representativas de la combinación de diámetro interior y cono indicada; antes de la instalación, confirme los valores exactos en las instrucciones de montaje de su proveedor para el rodamiento específico.
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