Construcción de rodamientos

La mayoría de los rodamientos consisten de anillos (un anillo interior y un anillo exterior), elementos rodantes (bolas ó rodillos) y un retenedor de elementos rodantes. El retenedor separa los elementos rodantes a intervalos iguales, los mantiene en su lugar entre la pista interna y la externa, y les permite rodar libremente.
Los elementos rodantes son provistos en dos formas generalmente: bolas o rodillos. Los rodillos se suministran en cuatro estilos básicos: cilíndricos, de agujas, cónicos y esféricos.

El contacto geométrico de las bolas con la superficie de las pistas de rodadura de los anillos internos y externos es de puntos; mientras que el contacto de los rodillos es una línea.

Teóricamente, los rodamientos de bolas y de rodillos se construyen para permitir que los elementos rodantes giren orbitalmente, al mismo tiempo que lo hacen sobre sus propios ejes.

Mientras que los elementos rodantes y los anillos soportan cualquier carga aplicada al rodamiento (en los puntos de contacto entre los elementos rodantes y las superficies de las pistas), el retenedor (llamado comúnmente “jaula”), no soporta carga en forma directa. Solamente sirve para mantener los elementos rodantes a distancias iguales entre sí para que no se salgan del rodamiento.

Clasificación de los rodamientos

Los rodamientos se clasifican en dos categorías principales: rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos. Los rodamientos de bolas se clasifican de acuerdo a la configuración de sus anillos: rodamientos rígidos, de contacto angular y de carga axial. En contraste, los rodamientos de rodillos se clasifican en función de la forma de los rodillos: cilíndricos, de agujas, cónicos y oscilantes o esféricos.

Los rodamientos pueden clasificarse adicionalmente de acuerdo a la dirección en la que se aplica la carga: rodamientos para carga radial y, rodamientos para carga axial.
Otros aspectos de clasificación incluyen: 1- el número de hileras de elementos rodantes (una, múltiples, ó 4 hileras), 2- no-separable, en el cual, el anillo interior ó el anillo exterior pueden ser separados o desmontados, 3- rodamientos de empuje, los cuales pueden tomar cargas axiales en un sentido y, rodamientos de empuje de doble sentido, los cuales pueden tomar carga axial en ambos sentidos de una misma dirección.

También existen rodamientos diseñados para aplicaciones especiales, tales como: una unidad de rodamiento de rodillo cónico para vagones de ferrocarril (Rodamiento RCT), rodamientos para soportar husillos a bola, rodamientos tipo plato giratorio (tornamesa), así como rodamientos de movimiento rectilíneo (rodamientos lineales de bolas, rodamientos lineales de rodillas), etc.

Características de los rodamientos

Los rodamientos de bolas y de rodillos presentan diferentes formas y variantes, cada una con sus rasgos distintivos.
Sin embargo, cuando se comparan con soportes planos (cojinetes), todos los rodamientos de bolas y de rodillos tienen las siguientes ventajas:

  1. El coeficiente de fricción estático es menor y solo se produce una pequeña diferencia entre este y el coeficiente de fricción dinámico.
  2. Son estandarizados internacionalmente, son intercambiables y se obtienen con facilidad.
  3. Se lubrican con facilidad y el consumo de lubricante es bajo.
  4. Como una regla general, un rodamiento puede llevar tanto carga radial como axial, a la vez.
  5. Pueden ser utilizados en aplicaciones de alta o baja temperatura.
  6. La rigidez del rodamiento puede mejorarse con la aplicación de pre-cargas.

Rodamientos de bolas y rodamientos de rodillo

Generalmente, cuando se comparan rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos de las mismas dimensiones, los rodamientos de bolas exhiben una resistencia friccional menor y una menor variación, de rotación, que los rodamientos de rodillos.
Ello los hace más adecuados para aplicaciones de alta velocidad, alta precisión, bajo par torcional y baja vibración. En contraste, los rodamientos de rodillos tienen una capacidad de carga mayor que los hace apropiados para aplicaciones de vida y de resistencia a la fatiga prolongadas, con cargas elevadas y de aplicación repentina.

Rodamientos radiales y axiales

Casi todos los tipos de rodamientos de bolas y de rodillos pueden llevar tanto carga radial como carga axial, a la vez.
Generalmente, los rodamientos que poseen un ángulo de contacto menor que 45 grados tienen una capacidad de carga radial mucho mayor y se clasifican como rodamientos radiales; mientras que los rodamientos que poseen un ángulo de contacto mayor que 45 grados tienen una capacidad de carga axial mayor y son clasificados como rodamientos axiales. También hay rodamientos clasificados como combinados; estos reúnen las características de carga tanto de los rodamientos radiales como la de los axiales.

Rodamientos estandarizados y rodamientos especiales

El uso de rodamientos estandarizados internacionalmente en forma y tamaño es mucho más económico por su intercambiabilidad y disponibilidad en todo el mundo.
Sin embargo, dependiendo del tipo de maquinaria en el que se van a utilizar, de la aplicación y de la condición de funcionamiento esperada, un rodamiento no estándar ó de diseño especial, puede ser la mejor selección. También hay disponibilidad de rodamientos que se han adaptado a aplicaciones específicas, y de unidades de rodamientos, que se han integrado para formar parte de los componentes de una máquina, así como de rodamientos de diseño especial.

Rodamientos de rodillos esféricos de la serie LH

Descripción de la Serie LH
Los rodamientos de rodillos esféricos pueden encontrar innumerables aplicaciones en las maquinarias de las industrias y son capaces de soportar grandes cargas radiales, axiales y combinación de estas. El motivo por el que estos rodamientos han incrementado su demanda; es en particular, por la cantidad de aplicaciones que requieren larga duración bajo ambientes a altas temperaturas.

Recientemente NTN ha desarrollado un material (STJ2) extremadamente duradero para rodamientos que trabajan a altas temperaturas, el cual ofrece un servicio de vida prolongado en amplios rangos de temperatura. Desde temperaturas normales hasta altas temperaturas (250ºC)

La serie LH de NTN es la nueva serie de los rodamientos de rodillos esféricos donde se incorpora el material STJ2 para asegurar una vida prolongada del rodamiento para aplicaciones a altas temperaturas.

Características del nuevo material
  1. Extiende el servicio de vida normal en condiciones de alta temperatura.
    El servicio de vida en condiciones de temperatura normal es de 3.5 veces más largo que con el material utilizado anteriormente (SUJ2)
    El servicio de vida en condiciones de alta temperatura (200ºC) es de 30 veces más largo que con el SUJ2.
  2. Pistas de rodadura resistentes a posibles daños superficiales.
    Siete veces más resistente al descascarillado que con el SUJ2.
  3. Buena estabilidad dimensional a altas temperaturas
    Virtualmente no cambian sus dimensiones hasta 250ºC
  4. Mayor resistencia al agrietamiento por fatiga
    La resistencia al agrietamiento por fatiga es el doble que con SUJ2
  5. Un diseño para múltiples aplicaciones y bajo inventario.
    Un solo tipo estándar puede cubrir aplicaciones de temperatura normal y de altas temperaturas (máximo 250ºC)

Rodamientos Aguja

El diámetro de los elementos rodantes de los rodamientos aguja, es relativamente pequeño; mientras que la dimensión de su largo es mucho mayor.
Comparado con otros tipos de rodamientos, los rodamientos aguja tienen una pequeña altura de sección transversal, significativa capacidad de carga y una rigidez relativa para su volumen.

Puesto que la fuerza interna que actúa en ellos es limitada, son una sección ideal para condiciones de movimientos oscilatorios. Los rodamientos de aguja contribuyen al diseño de maquinarias ligeras y compactas. También sirven como reemplazos para los asientos deslizantes.

NTN ofrece los siguientes tipo de rodamientos de aguja: Rodamientos axiales:

Los rodamientos de banda, son rodamientos de aguja donde el espesor del anillo externo es grueso. Pueden ser utilizados los rodillo de leva, rodillos excéntricos, o en balancines.

Pueden ser categorizados dentro de un rodillo de tracción tipo horquilla (rodillos seguidores) y rodillo de tracción tipo husillo (rodillos de leva). Las siguientes variantes están disponibles:

Rodamientos lineal de bolas de anillo maquinado:

Rodamientos autocentrantes

La chumacera es una combinación de un rodamiento radial de bolas, sello, y un alojamiento de hierro colado de alto grado o de acero prensado, suministrado de varias formas.
La superficie exterior del rodamiento y la superficie interior del alojamiento son esféricas, para que la unidad sea auto-alineable.

Tal es la construcción interna del rodamiento de bolas utilizado en la unidad, que se utilizan bolas de acero y retenedores del mismo tipo que los rodamientos rígidos de bolas NTN, series 62 y 63. Se provee en ambos lados del rodamiento, un sello doble que consiste de una combinación de un sello de caucho sintético impermeable al aceite y un deflector.

De acuerdo al tipo de chumacera, se utilizan los siguientes métodos para la instalación sobre el eje:

  1. Se fija el anillo interior al eje, en dos lugares, utilizando los tornillos de fijación.
  2. El anillo interior tiene el agujero cónico y se ajusta al eje por medio de un maguito.
  3. En el sistema de anillo excéntrico, el anillo interior se fija al eje a través de ranuras excéntricas provistas a los lados del anillo interior y también en el anillo excéntrico.

Chumaceras estándares

El dispositivo de obturación (sello) del rodamiento de bolas utilizado en las chumaceras NTN, consta de una combinación de sello de caucho sintético impermeable al aceite y resistente al calor, con un deflector de diseño exclusivo de NTN. El sello, asegurado al anillo exterior, es de acero reforzado y el labio (en contacto con el anillo interior) está diseñado para sellar; a la vez que minimiza el par friccional.

El deflector es fijado al anillo interior del rodamiento y gira con él. Hay una pequeña holgura entre su periferia y el anillo exterior.
También existen protuberancias triangulares sobre la cara exterior del deflector y, como el rodamiento gira, estas protuberancias crean un flujo de aire hacia fuera del rodamiento. De esta manera el deflector actúa como un abanico que aleja el polvo y el agua de la vecindad del rodamiento.

Estos dos tipos de sellos a ambos lados del rodamientos previenen el goteo de grasa y la entrada de materia extraña del exterior al interior del rodamiento.

Montaje asegurado

El rodamiento se asegura firmemente al eje, por medio del apriete del tornillo de fijación con cabeza esférica ubicado sobre el anillo interior. Esta es una característica exclusiva de NTN que evita el aflojamiento, aunque el rodamiento esté sometido a vibraciones y a cargas de choque.

Lubricación

Como los rodamientos para chumaceras NTN son sellados con suficiente grasa de alto grado al momento de su fabricación, no hay necesidad de un reabastecimiento mientras estan en uso. La cantidad de grasa necesaria para la lubricación es, en general, muy pequeña. En las chumaceras NTN, la cantidad de grasa ocupa alrededor de la mitad hasta una tercera parte del espacio dentro del rodamiento.

Reabastecimiento de la grasa
Grasa contenida por los sellos

La regla general con las chumaceras NTN es la no-relubricación. El tipo estándar de chumacera autolubricable contiene una grasa de alto grado de base de litio la cual es apropiada para uso prolongado, e ideal para rodamientos del tipo sellado. Estos rodamientos también poseen un dispositivo de sellado exclusivo de NTN. Por lo tantom en la mayoría de las condiciones de operación, la relubricación no es necesaria.
Una grasa de la más alta calidad es esencial en aplicaciones a altas temperaturas, o donde hay exposición al agua o al polvo excesivo. Por consiguiente, NTN usa marcas de lubricantes, seleccionadas en forma especial.

Re-engrase
El desempeño de un rodamiento es influenciado, grandemente, por la cantidad de grasa. Para evitar un sobre llenado, es aconsejable reabastecer la grasa mientras la máquina está en operación.
Para un desempeño optimo continúe insertando grasa hasta que salga un poco entre la pista del anillo exterior y la periferia del deflector.