Coloque un rodamiento de empuje de rodillos cilíndricos junto a uno de empuje de bolas diseñado para el mismo eje de 30 mm, y la diferencia se aprecia de inmediato: la versión de rodillos es aproximadamente un 29% más estrecha: 11 mm de ancho frente a 15.5 mm.
Además, soporta aproximadamente un 69% más de carga estática. Ese intercambio — una sección axial más delgada a cambio de una mayor capacidad de carga axial en un solo sentido — es precisamente la razón por la que este tipo de rodamiento existe como categoría independiente frente a los rodamientos de empuje de bolas que suelen venir primero a la mente.
Qué no puede hacer un rodamiento de empuje de rodillos cilíndricos
Conviene empezar por su limitación, porque es el detalle que determina si este rodamiento es realmente la opción adecuada: los rodamientos de empuje de rodillos cilíndricos soportan cargas axiales elevadas y cargas punta en un solo sentido, pero no carga radial; se trata de una afirmación directa de la propia descripción de la categoría del producto, no de una simple regla general.
La geometría no incorpora curvatura de pista capaz de reaccionar ante una fuerza lateral. Si el eje trabaja con carga axial y radial a la vez, el componente radial debe ser absorbido íntegramente por un rodamiento independiente.
Construcción del rodamiento de empuje de rodillos cilíndricos: tres componentes
A diferencia de un rodamiento rígido de bolas sellado, un rodamiento de empuje de rodillos cilíndricos se especifica — y con frecuencia se adquiere — como tres piezas independientes: una arandela de eje, una arandela de carcasa y un conjunto de empuje de rodillos y jaula que trabaja entre ambas.
Los códigos de catálogo lo muestran de forma directa en el prefijo:WSpara la arandela de eje,GSoOWpara la arandela de carcasa, yKpara el conjunto de rodillos y jaula. En los tamaños grandes, a veces se emplea IW/OW en lugar de WS/GS; en ambos casos, el significado es el mismo: arandela interior y arandela exterior.
Dividir el rodamiento en tres partes no responde solo a una convención de nomenclatura. Permite combinar un mismo conjunto de rodillos y jaula con distintos tipos de arandela: arandelas planas para una instalación fija, arandelas autoalineables cuando el montaje admite cierta desalineación del eje. Por eso los catálogos enumeran por separado las arandelas y los conjuntos de rodillos y jaula, en lugar de ofrecer una única unidad fija.
También conviene conocer un patrón de nomenclatura antes incluso de abrir una hoja de especificaciones: los códigos de referencia que terminan en"TN"utilizan una jaula de PA66 reforzado con fibra de vidrio, mientras que las referencias que terminan en"M"utilizan una jaula de latón mecanizado. Esto se mantiene en todos los tamaños revisados de este catálogo, desde el 81103 TN con 17 mm de diámetro interior hasta el 81120 TN con 100 mm de diámetro interior (ambos en PA66), pasando a latón a partir del 81140 M con 200 mm de diámetro interior y manteniéndose en latón hasta el 811/1000 M con 1.000 mm de diámetro interior.
Capacidades de carga de los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos por tamaño
La serie 811/812 abarca en una misma familia de catálogo un rango de diámetro interior de casi 60 veces, y las cifras aumentan en consecuencia.
Referencia | Diámetro interior | Ancho | Material de la jaula | Carga estática | Carga dinámica | Velocidad máxima |
|---|---|---|---|---|---|---|
17 mm | 9 mm | PA66 reforzado con fibra de vidrio | 7,088 lbf (31.5 kN) | 2,745 lbf (12.2 kN) | 8,500 rpm | |
30 mm | 11 mm | PA66 reforzado con fibra de vidrio | 17,550 lbf (78.1 kN) | 6,075 lbf (27.0 kN) | 6,000 rpm | |
100 mm | 25 mm | PA66 reforzado con fibra de vidrio | 141,750 lbf (630.5 kN) | 35,100 lbf (156.1 kN) | 2,400 rpm | |
200 mm | 37 mm | Latón mecanizado | 337,500 lbf (1,501 kN) | 69,750 lbf (310.3 kN) | 1,400 rpm | |
380 mm | 65 mm | Latón mecanizado | 1,125,000 lbf (5,004 kN) | 202,500 lbf (900.8 kN) | 800 rpm | |
1,000 mm | 140 mm | Latón mecanizado | 7,312,500 lbf (32,528 kN) | 1,068,750 lbf (4,754 kN) | 300 rpm |
Sobresalen dos tendencias. En primer lugar, la relación entre capacidad estática y dinámica se amplía con el tamaño: pasa de 2.6:1 en el diámetro interior de 17 mm hasta 6.8:1 en el diámetro interior de 1,000 mm, con el mismo patrón observado en los rodamientos axiales de rodillos cónicos. Esto sugiere que se trata de una característica general de cómo escalan estas capacidades basadas en fatiga, y no de algo exclusivo de un solo tipo de rodamiento.
En segundo lugar, la velocidad máxima se reduce aproximadamente 28 veces en todo el rango, desde 8,500 rpm en el menor diámetro interior hasta 300 rpm en el mayor. Esto recuerda que un rodamiento con una capacidad estática enorme no es necesariamente un componente para altas velocidades.
Consulte losnúmeros de parte de rodamientos axiales de rodillos cilíndricospara ver las especificaciones tamaño por tamaño.
Comparación con el mismo diámetro interior: axial de rodillos cilíndricos frente a axial de bolas
Con un diámetro interior idéntico de 30 mm, ambos tipos de rodamiento equilibran la altura de sección compacta y la capacidad nominal.
Tipo de rodamiento | Referencia | Ancho | Carga estática | Carga dinámica | Velocidad máxima |
|---|---|---|---|---|---|
Axial de bolas | 15.5 mm | 10,401 lbf (46.3 kN) | 1,725 lbf (7.7 kN) | 5,740 rpm | |
Axial de rodillos cilíndricos | 81106 TN | 11 mm | 17,550 lbf (78.1 kN) | 6,075 lbf (27.0 kN) | 6,000 rpm |
Con el mismo diámetro interior, la versión de rodillos cilíndricos es más delgada, soporta una mayor carga tanto en régimen estático como dinámico y, en este par concreto, incluso supera a la versión de bolas en velocidad máxima. La ventaja del rodamiento axial de bolas se manifiesta en otros aspectos: menor fricción con cargas muy ligeras y cierta tolerancia a pequeños desalineamientos mediante variantes con arandela de asiento autoalineante, dos características que no se reflejan en una tabla de capacidades de carga.
Para comparar los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos con el diseño de rodillos cónicos para servicio más exigente, consulte¿Qué es un rodamiento axial de rodillos cónicos?Para una visión general de la categoría, consulte¿Qué es un rodamiento axial?
Aplicaciones de los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos
La combinación de una alta capacidad de carga axial en un solo sentido y un reducido espacio axial hace que los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos sean una especificación habitual en husillos de máquinas-herramienta, cajas de engranajes y otros equipos en los que el espacio de montaje axial es limitado, pero la carga axial que debe soportarse no es menor.
Se trata de una práctica general de ingeniería y no de una afirmación vinculada a una referencia de catálogo específica; a diferencia de la construcción de rodillos cónicos TTHD, la descripción de esta línea de producto no menciona sectores concretos de uso final.
Preguntas frecuentes
¿Qué ocurre realmente si este rodamiento trabaja con carga radial en servicio?
Como los rodillos solo entran en contacto lineal con la superficie plana de la arandela, una fuerza radial los hace desalinearse en lugar de rodar de forma uniforme. Ese contacto irregular, con carga en los bordes, concentra el esfuerzo en los extremos de los rodillos y acelera de forma significativa el desgaste.
La vida útil del rodamiento en una aplicación con carga radial suele reducirse mucho más rápido de lo que indican los valores de capacidad de carga, ya que dichas cifras parten del supuesto de una carga axial pura.
¿En qué se diferencia de un rodamiento axial de agujas?
La disposición básica es la misma — rodillos entre dos arandelas planas —, pero unrodamiento axial de agujasutiliza rodillos de mucho menor diámetro, lo que reduce aún más la sección axial a costa de la capacidad de carga.
Elija un rodamiento de agujas axial cuando la restricción de espacio axial sea la más exigente. Elija un rodamiento axial de rodillos cilíndricos cuando necesite mayor capacidad de carga y disponga de unos milímetros adicionales de ancho.
¿Es necesario adquirir por separado las arandelas y el conjunto de rodillos y jaula?
Por lo general, sí, y eso es deliberado: permite combinar un mismo conjunto de rodillos y jaula con el tipo de arandela adecuado para el montaje. Las arandelas planas se emplean en instalaciones fijas, mientras que las arandelas autoalineables son la opción indicada cuando se prevé cierta desalineación del eje.
¿Qué juego o precarga requiere la instalación?
La práctica habitual es dejar un pequeño juego en servicio en lugar de aplicar precarga, ya que este rodamiento no cuenta con capacidad radial de respaldo si los rodillos quedan excesivamente aprisionados en sentido axial.
Las instrucciones de montaje del fabricante para la serie específica deben establecer el valor exacto; si se aplica incorrectamente, se pierde capacidad de carga o se sobrecalienta el rodamiento.
¿Conviene sustituir la selección estándar del material de jaula TN/M para esta aplicación?
Por lo general, no. El material de jaula estándar indicado en el catálogo para cada tamaño ya responde a la carga y la velocidad para las que ese tamaño ha sido diseñado. El PA66 reforzado con fibra de vidrio en los tamaños más pequeños y de mayor velocidad trabaja con menor temperatura y menor masa que el acero; el latón mecanizado en los tamaños mayores y más lentos soporta mejor las cargas unitarias más elevadas que soportan esos rodamientos.
Los casos en los que conviene apartarse de esa selección son poco habituales: temperaturas ambiente extremas, exposición a disolventes que ataquen el PA66 o una exigencia de velocidad claramente fuera de la capacidad nominal estándar para ese diámetro interior.
¿Por qué disminuye tanto la velocidad máxima nominal entre los tamaños pequeños y los grandes?
A igual velocidad de giro, los rodillos de mayor tamaño recorren una circunferencia de pista de rodadura más amplia, lo que genera más calor y mayor carga centrífuga por cada revolución.
La reducción de 28 veces en la velocidad máxima de esta serie — de 8,500 rpm con diámetro interior de 17 mm a 300 rpm con diámetro interior de 1,000 mm — refleja esa realidad física, y no un margen de diseño conservador que pudiera elevarse con una jaula o un lubricante mejores.
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