Los mayores rodamientos axiales de rodillos cónicos de uso industrial general presentan una capacidad estática axial de 17,500,000 lbf — aproximadamente 7,940 toneladas métricas de fuerza. En los tamaños más pequeños la capacidad cae con rapidez: un ejemplo habitual de TTHD está clasificado en solo 71,200 lbf, una fracción de ese valor en porcentaje.
Ambas cifras responden al mismo principio: al sustituir los rodillos de un rodamiento axial por elementos cónicos en lugar de cilíndricos, la carga se transmite directamente a lo largo del eje del rodamiento, en vez de deslizar sobre una zona de contacto plana. Gracias a ello, un rodamiento de apenas unas pulgadas más ancho que un neumático de automóvil puede soportar una fuerza superior al peso de la mayoría de los camiones plataforma completamente cargados.
Cinco configuraciones de rodamientos axiales de rodillos cónicos
El catálogo incluye cinco configuraciones distintas dentro de esta línea de producto, y las diferencias van mucho más allá de la tolerancia de alineación. El diseño de la jaula, la disposición de los rodillos e incluso el criterio de clasificación de la capacidad de carga cambian de una ejecución a otra.
TTHD (doble pista cónica)
Esta versión utiliza dos pistas axiales cónicas, con los rodillos y la jaula intercalados entre ambas. En los datos de catálogo se describe como un rodamiento de servicio pesado capaz de funcionar a velocidades relativamente altas frente a las demás configuraciones que se presentan a continuación.
Algunos tamaños mantienen un diseño compacto — T135-902A1por ejemplo, tiene un alesaje de 1.375 in (34.9 mm) y un ancho de 0.625 in (15.9 mm), con una capacidad nominal de 71,200 lbf (316.7 kN) estática y 7,130 lbf (31.7 kN) dinámica en empuje. Su configuración de catálogo figura simplemente como "Thrust TTHD – with cage", con jaula de acero en toda la serie.
TTHDFL-V-Flat (pista cónica + pista plana)
En esta versión, una de las dos pistas cónicas se sustituye por una pista plana, o arandela. Los tamaños mayores utilizan una jaula de pasadores: pasadores de acero endurecido atraviesan el centro de cada rodillo, lo que permite una separación menor entre rodillos que la que admitiría una jaula estampada y, por tanto, eleva la capacidad de carga por unidad de diámetro exterior.
Los tamaños más pequeños incorporan una jaula de latón diseñada para retener los rodillos en un solo sentido. El lado de pista plana hace que esta construcción sea sensiblemente más fácil de instalar y alinear que la versión de doble pista cónica.
TTHDFLSA (pista plana autoalineante)
Mismo diseño básico de rodillos y pista que TTHDFL-V-Flat, salvo que la pista inferior se divide en dos piezas con caras rectificadas esféricamente que permiten la autoalineación bajo carga inicial desalineación: un eje o alojamiento ligeramente descentrado desde el inicio.
La orientación del catálogo establece aquí una distinción concreta: TTHDFLSA no debe debe utilizarse cuando se prevé desalineación dinámica —es decir, una desalineación que cambia bajo carga, en lugar de una desviación fija de montaje—. Un tamaño representativo, B-8824-C, cubre un diámetro interior de 200 mm (7.873 in), y sus capacidades figuran en la tabla de cargas siguiente junto con las demás ejecuciones con capacidad estática y dinámica.
La capacidad de autoalineación tampoco es exclusiva de la familia de rodillos cónicos. Cuando se espera que la desalineación siga variando durante el funcionamiento, en lugar de permanecer fija, los rodamientos axiales de rodillos a rótula utilizan una geometría distinta de rodillos y pistas, diseñada específicamente para mantener la alineación bajo carga y no solo en el montaje inicial.
TTSP (con retén exterior)
Incorpora un retén exterior a un diseño de dos pistas cónicas y jaula; la función del retén es únicamente mantener los componentes unidos durante el transporte y la instalación, no soportar carga. Los rodillos se disponen en una configuración desplazada respecto al vértice, en lugar de la geometría de vértice real utilizada en las ejecuciones TTHD y TTHDFL.
Se trata de una ejecución para servicio ligero, clasificada mediante una capacidad de pivote de dirección en lugar de los valores de empuje estático y dinámico utilizados en otras secciones de este catálogo; consulte el tamaño T94W-904A4 en la tabla siguiente para ver un dato concreto. Como indica su nombre, los rodamientos TTSP se emplean ampliamente en los puntos de pivote de dirección de equipos automotrices y de otro tipo de maquinaria industrial.
TTC (sin jaula, con retén exterior)
Elimina por completo la jaula y la sustituye por una disposición de rodillos de complementación completa, sin jaula, que vuelve a mantenerse unida mediante un retén exterior durante el transporte y la instalación. La eliminación de la jaula permite alojar más rodillos en el mismo espacio, pero los diseños de complementación completa suelen sacrificar capacidad para altas velocidades a cambio de esa capacidad adicional.
Los rodamientos TTC están diseñados específicamente para aplicaciones oscilantes, en lugar de giro continuo. Al igual que en TTSP, la capacidad se expresa aquí mediante una capacidad de pivote de dirección; el tamaño T178-90011 que figura a continuación alcanza aproximadamente 2.7 veces la capacidad de pivote del ejemplo TTSP T94W-904A4, con un diámetro interior mayor.
En todas las ejecuciones, el rodamiento soporta carga axial en un solo sentido. Ninguno de los cinco dispone de una vía de retorno para carga desde el lado opuesto, y ninguno está diseñado para soportar una carga radial significativa.
Capacidades de carga de los rodamientos axiales de rodillos cónicos por tamaño
Los datos reales del catálogo en tres tamaños muestran con qué rapidez aumenta la capacidad a medida que crece el diámetro interior, y cómo se amplía la diferencia entre las capacidades estática y dinámica conforme los rodamientos son de mayor tamaño.
Número de parte | Construcción | Diámetro interior | Carga axial estática | Carga axial dinámica | Estática : dinámica |
|---|---|---|---|---|---|
TTHD | 3 in / 76.2 mm | 405,000 lbf (1,801 kN) | 37,900 lbf (169 kN) | 10.7 : 1 | |
TTHDFL-V-Flat | 4.7244 in / 120 mm | 1,640,000 lbf (7,295 kN) | 140,000 lbf (623 kN) | 11.7 : 1 | |
TTHDFLSA | 7.873 in / 200 mm | 2,920,000 lbf (12,988 kN) | 237,000 lbf (1,054 kN) | 12.3 : 1 | |
TTHDFL-V-Flat | 20 in / 508 mm | 17,500,000 lbf (77,844 kN) | 994,000 lbf (4,422 kN) | 17.6 : 1 |
La relación entre la capacidad estática y la dinámica no es fija: en estos cuatro tamaños aumenta desde aproximadamente 11:1 en el más pequeño hasta casi 18:1 en el mayor. Conviene tenerlo presente al dimensionar un rodamiento que gira bajo carga: el valor estático puede parecer holgado, pero la capacidad dinámica es la que determina la vida a fatiga y, en los diámetros interiores grandes, representa una fracción menor del valor estático de lo que podría suponerse.
Un detalle dimensional se mantiene constante en los cuatro tamaños anteriores, a pesar de la enorme dispersión de capacidad: todos conservan la misma banda de tolerancia del diámetro interior de +0.001 in / –0. La capacidad de carga se multiplica por órdenes de magnitud; la precisión dimensional no se relaja en la misma medida.
Otras especificaciones que se mantienen constantes en toda la gama: precisión ABEC-1 como clase estándar, un rango de temperatura de servicio de -30°C a 110°C y la lubricación indicada como obligatoria —no opcional— en cada referencia del catálogo.
La tabla anterior abarca TTHD, TTHDFL-V-Flat y TTHDFLSA, tres diseños que comparten el mismo sistema de clasificación de carga axial estática y dinámica. TTSP y TTC emplean un criterio distinto, el Steering Pivot Rating, que responde a su función de servicio ligero y específica de aplicación, más que a una capacidad axial industrial general:
Número de parte | Construcción | Diámetro interior | Clasificación de pivote de dirección |
|---|---|---|---|
TTSP | 0.947 in / 24.1 mm | 3,900 lbf (17.3 kN) | |
TTC | 1.5906 in / 40.4 mm | 10,700 lbf (47.6 kN) |
Aplicaciones de los rodamientos de empuje de rodillos cónicos
En lugar de una descripción genérica de la “industria pesada”, la propia clasificación de la serie TTHD enumera aplicaciones concretas: swivel de pozos petrolíferos, refinadores de pulpa, extrusoras y bloques de empuje para trenes de perforación."
Las cuatro comparten el mismo perfil: carga axial sostenida y en un solo sentido, con frecuencia a alta velocidad, en equipos donde el costo del paro justifica un rodamiento diseñado específicamente para esa aplicación.
Consulte las referencias actuales de rodamientos de empuje de rodillos cónicos para ver las especificaciones por tamaño.
Cónicos, cilíndricos y de bolas: comparación con el mismo diámetro interior
Los rodamientos de empuje de rodillos cónicos no se limitan a grandes tamaños industriales; como muestra el ejemplo T135-902A1 anterior, la construcción TTHD llega hasta un diámetro interior de 34.9 mm en este catálogo. El ejemplo siguiente, 30TTHD013, presenta un diámetro interior mayor de 76.2 mm, lo que sigue siendo útil para mostrar cuánta capacidad añade incluso un rodamiento cónico de tamaño medio frente a un rodamiento de empuje de bolas o de rodillos cilíndricos en una escala comparable.
La diferencia es considerable: con un diámetro interior aproximado de 2.5 veces el de los ejemplos de bolas y cilíndricos, 30TTHD013 soporta casi 39 veces la capacidad estática del rodamiento de bolas.
Tipo de rodamiento | Número de parte | Diámetro interior | Carga estática | Carga dinámica | Nota |
|---|---|---|---|---|---|
Empuje de bolas | 30 mm | 10,401 lbf (46.3 kN) | 1,725 lbf (7.7 kN) | Opción de menor espacio ocupado | |
Axial de rodillos cilíndricos | 30 mm | 17,550 lbf (78.1 kN) | 6,075 lbf (27.0 kN) | Mismo diámetro interior que el de bolas, mayor capacidad | |
Axial de rodillos cónicos | 30TTHD013 | 76.2 mm | 405,000 lbf (1,801 kN) | 37,900 lbf (169 kN) | Diámetro interior mayor, capacidad considerablemente superior |
Para una introducción completa a los rodamientos axiales como categoría, consulte ¿Qué es un rodamiento axial? Para la opción de sección más delgada con un diámetro interior correspondiente de 30 mm, consulte ¿Qué es un rodamiento axial de rodillos cilíndricos?
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia práctica entre las cinco configuraciones?
TTHD y TTHDFL-V-Flat son las dos configuraciones de uso general para servicio pesado; la elección entre ambas depende de la capacidad de velocidad frente a la facilidad de alineación. TTHDFLSA incorpora autoalineación para compensar un desalineamiento fijo de montaje, pero no está clasificado para desalineaciones que varían durante el funcionamiento.
TTSP y TTC pertenecen a una categoría totalmente distinta: configuraciones de servicio ligero, específicas para cada aplicación, cuya clasificación se basa en el Steering Pivot Rating y no en la carga axial; están concebidas para el uso en pivotes de dirección y movimiento oscilante, no para servicio axial industrial general.
¿Un rodamiento axial de rodillos cónicos es lo mismo que un rodamiento de rodillos cónicos estándar?
No. Un rodamiento de rodillos cónicos estándar —como el que se utiliza, por ejemplo, en cubos de rueda— tiene dos pistas cónicas dispuestas en ángulo y soporta carga radial además de carga axial en una sola dirección. En cambio, un rodamiento axial de rodillos cónicos elimina por completo la capacidad radial a cambio de una mayor capacidad axial unidireccional dentro de las mismas dimensiones generales.
¿Cuál es la diferencia entre las capacidades de carga axial estática y dinámica?
La capacidad estática (ISO 76) es la carga que un rodamiento inmóvil puede soportar antes de que los elementos rodantes deformen de forma permanente la pista de rodadura. La capacidad dinámica (ISO 281) es un valor basado en fatiga y vinculado a un número determinado de revoluciones; considera el rodamiento en rotación bajo carga durante su vida útil.
La falla por fatiga se produce muy por debajo del límite de deformación; por eso la capacidad dinámica siempre es menor de las dos, y también por eso, como muestra la tabla anterior, esa diferencia se amplía en los tamaños mayores.
¿Puede un rodamiento axial de rodillos cónicos soportar alguna carga radial?
No, no está diseñado para ello en ninguna de sus versiones. La carga combinada requiere un rodamiento radial independiente que soporte el eje, mientras que el rodamiento axial de rodillos cónicos se encarga únicamente del componente axial.
¿Por qué estos rodamientos requieren lubricación, en concreto?
Los rodamientos axiales de rodillos cónicos trabajan con lubricación de película fina en los puntos de contacto entre el rodillo y la pista, aun cuando su geometría está concebida para rodadura y no para deslizamiento. Cualquier interrupción de esa película de aceite o grasa permite el contacto metal con metal bajo carga plena, lo que raya la pista y reduce la vida del rodamiento mucho antes de lo que indicarían las capacidades de carga.
Por eso todos los modelos del catálogo indican la lubricación como requisito.
¿Cómo se selecciona el tamaño adecuado?
Parta de la carga axial real que genera su aplicación, aplique un factor de seguridad para choques o picos de carga y verifique la capacidad dinámica —no la estática— si el rodamiento gira durante el funcionamiento.
A partir de ahí, el diámetro del agujero se define por el diámetro del eje. El ejemplo TTHD verificado más pequeño de este catálogo tiene un agujero de 34.9 mm, por lo que los ejes muy pequeños pueden seguir estando mejor atendidos por un rodamiento axial de bolas o de rodillos cilíndricos, o por las ejecuciones TTSP/TTC más pequeñas, calificadas con base en la Steering Pivot Rating.
¿Por qué TTSP y TTC especifican una Steering Pivot Rating en lugar de capacidades de carga axial?
TTSP y TTC son construcciones de servicio ligero desarrolladas para una aplicación específica —pivotes de dirección y articulaciones oscilantes—, no para servicio axial industrial general. Evaluarlos según el modo de falla propio de ese uso concreto tiene más sentido que forzarlos al mismo esquema de capacidad axial estática/dinámica utilizado en los rodamientos TTHD y TTHDFL-V-Flat de servicio pesado, que trabajan con rotación continua bajo carga sostenida.
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