Si se coloca un rodamiento de empuje de rodillos cilíndricos junto a un rodamiento de empuje de bolas diseñado para el mismo eje de 30 mm, 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. Esa compensación — 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 una categoría separada de los rodamientos de empuje de bolas que suelen venir primero a la mente.
Lo que no puede hacer un rodamiento de empuje de rodillos cilíndricos
Conviene empezar por la limitación, porque es el detalle que determina si este rodamiento es realmente la opción correcta: los rodamientos de empuje de rodillos cilíndricos soportan cargas axiales elevadas y cargas punta en un solo sentido, pero no carga radial; así lo indica de forma expresa la propia descripción de la categoría de producto, no una regla general.
La geometría no incorpora curvatura en la pista de rodadura que permita reaccionar ante una fuerza lateral. Si el eje transmite carga axial y radial al mismo tiempo, el componente radial debe ser soportado por un rodamiento independiente.
Construcción de un 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 solicita — como tres piezas independientes: una arandela de eje, una arandela de alojamiento y un conjunto de empuje de rodillos y jaula que trabaja entre ambas.
En los números de referencia de catálogo, esto se identifica directamente en el prefijo: WS para la arandela de eje, GS o OW para la arandela de alojamiento, y K para el conjunto de rodillos y jaula. En tamaños grandes, a veces se emplea IW/OW en lugar de WS/GS; ambos indican lo mismo: arandela interior y arandela exterior.
La división del rodamiento en tres partes no es solo una convención de nomenclatura. Permite que un mismo conjunto de rodillos y jaula se combine con distintos tipos de arandelas — arandelas planas para una instalación fija, arandelas autoalineables cuando el montaje admite cierto desalineamiento del eje —, razón por la cual los catálogos presentan las arandelas y los conjuntos de rodillos y jaula como referencias separadas y no como una unidad fija.
También conviene conocer un patrón de denominación antes incluso de abrir una ficha técnica: los números de parte 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. Esta configuración se mantiene en todos los tamaños revisados de este catálogo, desde el 81103 TN con diámetro interior de 17 mm hasta el 81120 TN con diámetro interior de 100 mm (ambos en PA66), con transición a latón en el 81140 M de 200 mm de diámetro interior y manteniéndose en latón hasta el 811/1000 M de 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 sola familia de catálogo un rango de diámetro interior de casi 60 veces, y los valores 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 |
Destacan 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 a 6,8:1 en el diámetro interior de 1,000 mm, el mismo comportamiento observado en los rodamientos axiales de rodillos cónicos. Esto sugiere que se trata de una característica general de la forma en que escalan estas clasificaciones basadas en fatiga, y no de algo exclusivo de un solo tipo de rodamiento.
En segundo lugar, la velocidad máxima se reduce en un factor de aproximadamente 28 a lo largo de todo el rango, desde 8,500 rpm en el menor diámetro interior hasta 300 rpm en el mayor. Conviene recordar que un rodamiento con una capacidad estática muy elevada no necesariamente es apto para altas velocidades.
Consulte la oferta actual de referencias de rodamientos axiales de rodillos cilíndricos para ver las especificaciones 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 de carga.
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, admite mayor capacidad de carga tanto estática como dinámica y, en este caso 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 desalineaciones leves mediante variantes con arandela de asiento orientable, dos características que no quedan reflejadas en una tabla de capacidad de carga.
Para ver cómo se comparan los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos con otros diseños de rodillos para servicio pesado, consulte ¿Qué es un rodamiento axial de rodillos cónicos? y ¿Qué es un rodamiento axial de rodillos esféricos?
Para la visión general de la categoría, consulte ¿Qué es un rodamiento axial?
Aplicaciones de los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos
La combinación de una elevada capacidad de carga axial en un solo sentido y una mínima ocupación axial hace que los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos se especifiquen con frecuencia en husillos de máquinas-herramienta, cajas de engranajes y otros equipos en los que el espacio disponible para el montaje axial es reducido, pero la carga axial que debe soportarse no es menor.
Se trata de una práctica general de ingeniería, no de una afirmación vinculada a una referencia concreta de catálogo. A diferencia de la construcción de rodillos cónicos TTHD, la descripción de categoría de esta línea de productos no menciona industrias específicas de aplicación final.
Preguntas frecuentes
¿Qué sucede realmente si este rodamiento soporta carga radial en servicio?
Como los rodillos sólo entran en contacto lineal sobre la superficie plana de una arandela, una fuerza radial hace que se desvíen en lugar de rodar de forma uniforme. Ese contacto irregular, con carga en el borde, concentra la tensión en los extremos de los rodillos y acelera de manera notable el desgaste.
En una instalación sometida a carga radial, la vida útil del rodamiento suele reducirse mucho más rápido de lo que sugieren los valores de capacidad de carga, ya que esos valores parten del supuesto de una carga axial pura.
¿En qué se diferencia de un rodamiento axial de rodillos de agujas?
La configuración básica es la misma — rodillos entre dos arandelas planas —, pero un rodamiento axial de rodillos de agujas utiliza rodillos de mucho menor diámetro, lo que reduce aún más la sección axial a costa de la capacidad de carga.
Elija un rodamiento axial de rodillos de agujas cuando el espacio axial sea su limitación más estricta. Elija un rodamiento axial de rodillos cilíndricos cuando necesite mayor capacidad de carga y pueda disponer de unos milímetros adicionales de ancho.
¿Es necesario adquirir por separado las arandelas y el conjunto de rodillos con jaula?
Por lo general, sí, y eso es intencional: permite combinar un mismo conjunto de rodillos con jaula con el tipo de arandela que mejor se adapte al montaje: arandelas planas para una instalación fija y arandelas autoalineables cuando se prevé cierto desalineamiento del eje.
¿Qué holgura o precarga requiere el montaje?
La práctica habitual es dejar una pequeña holgura de funcionamiento en lugar de aplicar precarga, ya que el rodamiento no dispone de capacidad radial de respaldo si los rodillos quedan excesivamente comprimidos en sentido axial.
Las instrucciones de montaje del fabricante para la serie específica deben fijar el valor exacto; si se calcula mal, se pierde capacidad de carga o se provoca sobrecalentamiento del rodamiento.
¿Conviene sustituir en mi aplicación la elección estándar del material de la jaula TN/M?
Por lo general, no: el material de jaula que el catálogo asigna por defecto a cada tamaño ya responde a la carga y la velocidad para las que ese tamaño ha sido diseñado. En los tamaños más pequeños y de mayor velocidad, la PA66 reforzada con fibra de vidrio trabaja con menor temperatura y menor masa que el acero; en los tamaños mayores y más lentos, el latón mecanizado resiste mejor las cargas unitarias más elevadas que soportan estos rodamientos.
Los casos en los que conviene apartarse de esta elección son poco frecuentes: temperatura ambiente extrema, exposición a disolventes que атакan la PA66 o una exigencia de velocidad claramente fuera de la clasificación estándar para ese diámetro de agujero.
¿Por qué la velocidad máxima admisible desciende tanto entre los tamaños pequeños y los grandes?
Los rodillos de mayor tamaño, al girar a la misma velocidad, recorren una circunferencia de pista mayor, lo que genera más calor y mayor carga centrífuga por revolución.
La reducción de 28 veces en la velocidad máxima de esta serie — de 8,500 rpm con 17 mm de diámetro interior a 300 rpm con 1,000 mm de diámetro interior — responde a esa realidad física, y no a un margen de ingeniería conservador que pudiera ampliarse simplemente con una jaula o un lubricante mejores.
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