¿Cuáles son las Leyes de Newton?

 

SELECCIÓN DE RODAMIENTOS

 

1.-REQUISITOS DE RODAMIENTO Y CONDIONES DE FUNCIONAMIENTO

El primer paso en el proceso de selección de rodamientos es comprender y documentar:

• el rendimiento requerido
• las condiciones de funcionamiento y los supuestos de ellas
• cualquier otro requisito previo de la aplicación

Una aplicación puede establecer diversos requisitos en la solución de rodamientos. Los factores habituales incluyen:

• la vida útil del rodamiento
• la capacidad de velocidad y la capacidad para soportar los niveles de aceleración aplicados
• la precisión de la posición radial y axial del eje
• la capacidad para soportar bajas o altas temperaturas o gradientes de temperatura
• los niveles de ruido y vibración generados

La importancia relativa de estos factores de rendimiento puede influir en la naturaleza de los pasos que se deben seguir en el proceso de selección de rodamientos y análisis de la aplicación.

Debe evaluar las condiciones de funcionamiento con todos los detalles posibles. Los parámetros de funcionamiento más importantes son:

• la carga
• la velocidad
• la temperatura
• el lubricante y la limpieza del lubricante

Generalmente, estos se pueden determinar a partir del análisis físico y mecánico de la aplicación, o de la experiencia con aplicaciones similares. Asegúrese de que todos los supuestos realizados se encuentren bien documentados.

Las condiciones de funcionamiento varían, por lo general, con el tiempo, p. ej., en aplicaciones de velocidad variable o debido a cambios estacionales de temperatura o una mayor potencia de salida. El rango de la variación es importante. En algunos casos, ambos límites del rango pueden ser importantes, mientras que en otros, puede serlo solo el límite inferior o el superior.

A fin de optimizar un diseño, es posible que deba pasar a través de diversos pasos del proceso de selección de rodamientos. Para minimizar estos pasos, revise y dé prioridad a cualquier requisito previo de la aplicación, tales como:

• el espacio radial o axial disponible
• los diámetros del eje, definidos por los requisitos de resistencia del eje
• la elección del lubricante, determinada por otros componentes de la aplicación

 

2.-TIPO DE RODAMIENTO Y DISPOSICIÓN

Cada tipo de rodamiento tiene propiedades características que lo hacen más o menos adecuado para su uso en una determinada aplicación. La matriz 1 ofrece una descripción general de los principales tipos de rodamientos (incluidas sus principales características y versiones de diseño) y su grado de idoneidad para determinados aspectos de uso.

Esta sección ofrece información sobre lo que hay que considerar a la hora de seleccionar una disposición de rodamientos y qué tipos de rodamientos utilizar. También ofrece orientación sobre la elección de los tipos de rodamientos para satisfacer las demandas específicas de una aplicación, como adaptarse al espacio disponible, soportar cargas, corregir desalineación, etc.

 

 

3.-TAMAÑO DEL RODAMIENTO

El tamaño de un rodamiento debe ser suficiente para asegurar que sea lo suficientemente fuerte como para ofrecer la vida útil requerida/esperada en las condiciones de funcionamiento definidas.

Un rodamiento puede considerarse como un sistema de componentes: caminos de rodadura, elementos rodantes, jaula, sellos (si hubiese) y lubricante (fig. 1). El rendimiento de cada componente contribuye con el rendimiento y la vida útil del rodamiento, o los determina (diagrama 1). Considere estos aspectos:

• La fatiga por contacto de rodadura (rolling contact fatigue, RCF) en los elementos rodantes y caminos de rodadura: este es el aspecto principal que dicta la vida útil del rodamiento en la mayoría de las aplicaciones
• La deformación permanente de los elementos rodantes y caminos de rodadura debido a cargas pesadas que actúan sobre el rodamiento mientras está fijo o en oscilación lenta, o cargas máximas elevadas que actúan sobre el rodamiento mientras está girando
• Tipo o material de la jaula: estos pueden limitar la velocidad de funcionamiento o la temperatura o la aceleración admisibles¹⁾
• Límite de velocidad de los labios de los sellos rozantes: esto puede determinar la velocidad máxima admisible, que afecta a la temperatura de funcionamiento y, por consiguiente, a la vida útil
• Vida útil del lubricante: cuando el lubricante se deteriora, la condición resultante de relubricación deficiente reduce rápidamente la vida útil del rodamiento

Las condiciones de funcionamiento de la aplicación determinan cuál de estos factores influye en mayor medida en el rendimiento y la vida útil del rodamiento.

Esta sección proporciona orientación sobre cómo determinar el tamaño del rodamiento requerido.

El efecto de la RCF o la deformación permanente en los elementos rodantes y caminos de rodadura está directamente relacionada con el tamaño del rodamiento. Los efectos del tipo de jaula y su material no están relacionados con el tamaño del rodamiento. En los rodamientos tapados, los efectos del lubricante y el sello integral solo están indirectamente relacionados con el tamaño del rodamiento.

Por lo tanto, los dos criterios principales que pueden utilizarse para determinar el tamaño del rodamiento adecuado son:

• Selección del tamaño basada en la vida nominal: Esta se basa en la vida útil requerida del rodamiento, teniendo en cuenta los posibles efectos de la fatiga por contacto de rodadura, y requiere el cálculo de la vida nominal para el rodamiento en las condiciones de funcionamiento esperadas (Vida nominal del rodamiento).
• Selección del tamaño basada en la carga estática: Esta se basa en la carga estática que puede soportar el rodamiento, teniendo en cuenta los posibles efectos de la deformación permanente, y requiere el cálculo del factor de seguridad estática s₀, para el rodamiento.

El diagrama 2 muestra estos criterios de selección, las capacidades relacionadas del rodamiento y el factor de seguridad estática, que se describen en detalle en las subsecciones correspondientes.

Los criterios de selección que debe usar dependen de las condiciones de funcionamiento del rodamiento:

• Para aplicaciones en las que los rodamientos funcionan en condiciones de funcionamiento típicas, es decir, velocidad normal, buenas condiciones de lubricación y sin cargas elevadas o máximas, utilice Selección del tamaño basada en la vida nominal.
• Para aplicaciones en las que los rodamientos funcionan a velocidades muy bajas o que se utilizan en condiciones de muy mala lubricación, están fijos o en las que se producen cargas máximas ocasionales, utilice Selección del tamaño basada en la carga estática.

4.-LUBRICACIÓN

Para que los rodamientos funcionen de manera confiable, deben lubricarse correctamente. El lubricante es necesario para reducir la fricción, impedir el desgaste, proteger las superficies del rodamiento contra la corrosión y también puede ser necesario para proporcionar refrigeración. En esta sección se describe:

• cómo seleccionar entre grasa o aceite
• cómo seleccionar una grasa adecuada
• cómo seleccionar un aceite adecuado

Para obtener información sobre lubricación de los rodamientos sellados, consulte las secciones de los productos correspondientes.

Cómo se relaciona la lubricación con otros criterios de selección

La selección de la lubricación y las propiedades del lubricante influyen en gran medida en la temperatura de funcionamiento, lo que a su vez influye en:

• si se debe usar grasa o aceite
• el intervalo de relubricación requerido para la grasa
• si es necesaria la lubricación con aceite, porque la circulación de aceite puede usarse para eliminar el calor
• la condición de lubricación, la relación de viscosidad, κ, que influye en la selección del tamaño del rodamiento basada en la vida nominal SKF

 

5.-TEMPERATURA Y VELOCIDAD DE FUNCIONAIENTO

 

La relación entre la temperatura y la pérdida de potencia de los componentes de una aplicación es compleja. Estos factores, a su vez, tienen interdependencias con muchos otros como los tamaños de rodamientos, las cargas y las condiciones de lubricación.

Influyen en muchas características de rendimiento de una aplicación y de sus piezas, y lo hacen de diversas maneras según el estado de funcionamiento, como en la puesta en marcha o durante el funcionamiento normal, una vez alcanzadas las condiciones estables.

Calcular la temperatura de funcionamiento y verificar las limitaciones de velocidad representa un aspecto crítico del análisis de una aplicación.

Esta sección ofrece detalles de estas principales relaciones y orientación sobre lo que se debe considerar.

Temperatura de funcionamiento del rodamiento y flujo de calor

La temperatura tiene una gran influencia en muchas características del rendimiento de una aplicación. El flujo de calor hacia una aplicación, desde esta y dentro de esta determina la temperatura de sus piezas.

La temperatura de funcionamiento de un rodamiento es la temperatura estable que alcanza cuando funciona y se encuentra en equilibrio térmico con sus elementos circundantes. La temperatura de funcionamiento es el resultado de lo siguiente (diagrama 1):

• el calor generado por el rodamiento, como resultado de la pérdida de potencia por fricción combinada del rodamiento y el sello
• el calor de la aplicación transferido al rodamiento a través del eje, el soporte, la base y demás elementos de su entorno
• el calor disipado desde el rodamiento a través del eje, el soporte, la base, el sistema de refrigeración del lubricante (si se utiliza) y demás dispositivos de refrigeración

La temperatura de funcionamiento del rodamiento depende tanto del diseño de la aplicación como de la fricción generada por el rodamiento. Por lo tanto, el rodamiento, las piezas adyacentes y la aplicación deben analizarse térmicamente en conjunto.

Tamaño del rodamiento, temperatura de funcionamiento y condiciones de lubricación

Para un tipo de rodamiento determinado, el tamaño del rodamiento, la temperatura de funcionamiento y las condiciones de lubricación son interdependientes de la siguiente manera (diagrama 2):

• El tamaño del rodamiento se selecciona en función de las condiciones de carga, velocidad y lubricación del rodamiento.
• La temperatura de funcionamiento es una función de las condiciones de carga, tamaño, velocidad y lubricación del rodamiento.
• Las condiciones de lubricación dependen de la temperatura de funcionamiento, la viscosidad del lubricante y la velocidad.

Estas interdependencias se analizan mediante un enfoque iterativo, con el fin de lograr un diseño óptimo para una disposición de rodamientos y seleccionar los componentes más apropiados para esta.

 

6.-INTERFACES DEL RODAMIENTO

Los asientos de los rodamientos sobre ejes y en soportes, y los componentes que fijan un rodamiento axialmente, tienen un impacto significativo en el rendimiento del rodamiento. Para poder aprovechar al máximo la capacidad de carga de un rodamiento, sus aros o arandelas deben quedar completamente apoyados en toda su circunferencia y a lo largo del ancho total del camino de rodadura. Los asientos de los rodamientos deben estar fabricados en función de las tolerancias geométricas y dimensionales adecuadas y sus superficies no deben tener ranuras, orificios ni otros defectos.

En esta sección, encontrará recomendaciones y requisitos para diseñar interfaces de rodamientos, incluidos:

• los criterios a la hora de seleccionar ajustes de rodamientos
• los ajustes recomendados para condiciones estándares
• tablas para ayudar a determinar los valores mínimos, máximos y probables de juego o interferencia entre el rodamiento y su asiento
• recomendaciones para especificar las tolerancias geométricas de los asientos de rodamientos
• recomendaciones para el apoyo axial de los aros del rodamiento
• otras consideraciones de diseño para las interfaces de los rodamientos

El sistema de tolerancias ISO

Normalmente, los ajustes para rodamientos se especifican con las clases de tolerancia estándares para agujeros y ejes, como se describe en la norma ISO 286-2. Dado que los rodamientos se fabrican normalmente con tolerancias ISO (Tolerancias), la selección de la clase de tolerancia para el asiento del rodamiento determina el ajuste. La fig. 1 ilustra la posición y el ancho de los intervalos de tolerancia de las clases de tolerancia que se utilizan más comúnmente en relación con las tolerancias del agujero y el diámetro exterior del rodamiento. La fig. 1 es válida para rodamientos de tamaño mediano, con tolerancias normales. Es importante tener en cuenta que las clases de tolerancia ISO para rodamientos, y para agujeros y ejes son diferentes. Las tolerancias para cada tamaño varían en toda la gama de tamaños reales. Por lo tanto, deberá seleccionar las clases de tolerancia respectivas para asientos de rodamientos en función del tamaño real del rodamiento para su aplicación.

 

 

 

 

 

 

 

7.-VERSIÓN DEL RODAMIENTO

Como parte del proceso de selección de rodamientos, una vez que se ha determinado el tipo de rodamiento, el tamaño y el ajuste, deben considerarse factores adicionales para definir más la versión final del rodamiento.

En esta sección, encontrará recomendaciones y requisitos para la selección de lo siguiente:

• el juego interno o la precarga del rodamiento
• las tolerancias del rodamiento
• la jaula adecuada (cuando corresponda)
• sellos integrales (cuando corresponda)
• opciones adicionales, como recubrimientos y otras características para satisfacer cualquier necesidad/requisito especial

 

8.-SELLADO, MONTAJE Y DESMONTAJE

Esta sección es el último paso en el Proceso de selección de rodamientos y abarca:

• Sellado externo: cómo seleccionar los sellos adecuados para aplicaciones de rodamientos y los diferentes tipos de sellos disponibles
• Montaje y desmontaje: la preparación y orientación para el montaje y desmontaje de rodamientos
• Inspección y monitoreo: diversos aspectos de la inspección y el monitoreo de los rodamientos en funcionamiento con el fin de prevenir problemas, además de una introducción a la resolución de problemas

https://www.skf.com/mx/products/rolling-bearings/principles-of-rolling-bearing-selection/bearing-selection-process/sealing-mounting-and-dismounting