¿Alguna vez se ha preguntado cómo el espacio más pequeño de una máquina puede mejorar o empeorar su rendimiento? Este artículo profundiza en el juego de los rodamientos, un espacio pequeño pero crucial que afecta a la vida útil, la temperatura, el ruido y las vibraciones de una máquina. Descubra cómo el juego radial y axial puede optimizar la eficacia y durabilidad de su maquinaria.
La holgura del rodamiento, también conocida como juego del rodamiento, se refiere al movimiento radial o axial de un rodamiento antes de que se instale en un eje o en una caja de rodamientos. Un anillo del rodamiento está fijado, y el rodamiento puede moverse hacia el lado que no está fijado.
Este movimiento se suele clasificar en juego radial y juego axial. El juego de funcionamiento de un rodamiento durante su uso influye significativamente en su vida útil, aumento de temperatura, ruido y características de vibración.
Cuando un rodamiento que soporta carga radial no está precargado, su juego radial G se define como la distancia radial media producida cuando el aro exterior, en condiciones de ausencia de carga externa, se desplaza desde la posición límite excéntrica de un lado hasta la posición extrema opuesta.
Para un rodamiento capaz de soportar una carga axial bidireccional y no precargado, su juego axial interno G se define como la distancia axial media producida cuando un anillo, en condiciones de ausencia de carga externa, se desplaza desde la posición axial límite de un lado hasta la posición extrema opuesta.
Tolerancia admisible para el cuello del eje redondez
| Eje recién mecanizado | Eje viejo sin procesar | ||||
| Diámetro del rodamiento (mm) | Alta velocidad por encima de 1000rpm | Baja velocidad por debajo de 1000rpm | Diámetro del rodamiento (mm) | Alta velocidad por encima de 1000rpm | Baja velocidad por debajo de 1000rpm |
| 50~70 | 0.01 | 0.03 | 50~70 | 0.03 | 0.05 |
| 70~150 | 0.02 | 0.04 | 70~150 | 0.04 | 0.06 |
Valor máximo de desgaste admisible para rodamientos
| Diámetro del rodamiento (mm) | Holgura radial (mm) | Holgura axial (mm) |
| Menos de 30 años | 4D/1000 | 0.2 |
| 35 a 70 | 3.5D/1000 | 0.3 |
| 75 a 100 | 3D/1000 | 0.3 |
| Más del 100 | No superior a 0,3 | 0.3 |
Nota: D - Diámetro interior del rodamiento o diámetro del cuello del eje
Norma para el juego radial original de los rodamientos nuevos
| Diámetro nominal del rodamiento (mm) | Rodamiento de rodillos a rótula de una hilera (Roscas) | Rodamiento de rodillos cilíndricos corto de una hilera (Roscas) | Rodamiento de rodillos a rótula de dos hileras (Roscas) | Aplicar carga radial (en MPa) durante la medición. | El valor de desgaste admisible tras el uso es (en roscas). | ||||
| Superar | A | Mínimo | Máximo | Mínimo | Máximo | Mínimo | Máximo | ||
| 18 | 24 | 1.0 | 2.4 | 0.5 | 10 | ||||
| 24 | 30 | 1.0 | 2.4 | 0.5 | |||||
| 30 | 40 | 1.2 | 2.6 | 1.0 | 20 | ||||
| 40 | 50 | 1.2 | 2.9 | 2.0 | 5.5 | 1.0 | |||
| 50 | 65 | 1.3 | 3.3 | 2.5 | 6.5 | 1.0 | 20 | ||
| 65 | 80 | 1.4 | 3.4 | 3.0 | 7.0 | 5.0 | 8.0 | 1.0 | |
| 80 | 100 | 1.6 | 4.0 | 3.5 | 8.0 | 6.0 | 10.0 | 1.0 | |
| 100 | 120 | 2.0 | 4.6 | 4.0 | 9.0 | 1.5 | |||
| 120 | 140 | 2.3 | 5.3 | 4.5 | 10.0 | 1.5 | 30 | ||
El movimiento máximo de un anillo de un rodamiento fijo, y el otro anillo capaz de moverse en dirección radial o axial es el juego del rodamiento. En la mayoría de los casos, cuanto mayor sea el juego radial del rodamiento, mayor será el juego axial.
Según el estado del rodamiento, el juego puede dividirse en: juego original, juego de instalación y juego de trabajo.
El juego de montaje afecta directamente al funcionamiento normal de los rodamientos.
Un juego demasiado pequeño puede provocar un aumento de la temperatura de los rodamientos, o incluso hacer que el cuerpo rodante se atasque; si el juego es demasiado grande, puede provocar vibraciones importantes en el equipo y generar mucho ruido.
Liquidación original:
Es el juego cuando el rodamiento está en estado libre antes de la instalación, generalmente determinado durante el procesamiento y el montaje.
Espacio libre de instalación:
También conocido como juego de ajuste, es el juego cuando el rodamiento está montado con el eje o el asiento del rodamiento, pero aún no ha empezado a funcionar. El juego de montaje suele ser menor que el juego original, principalmente porque el anillo interior del rodamiento se dilata o el anillo exterior se reduce después del montaje.
Autorización de trabajo:
Es el juego cuando el rodamiento está en funcionamiento. Durante el funcionamiento, el rodamiento reducirá el juego debido al aumento de temperatura y la expansión térmica del anillo interior, y aumentará el juego debido a la deformación elástica de la posición de contacto del cuerpo rodante y la pista de rodadura bajo carga.
Normas de referencia para el montaje de cojinetes de motor
| Tipo de rodamiento | Diámetro interior del rodamiento y método de ajuste del eje con tolerancia | |||||
| Diámetro interior nominal del rodamiento (mm) | Tolerancia admisible del diámetro interior del rodamiento (milímetros) | Tolerancia admisible del eje (milímetros) | Método de ajuste | Valor de interferencia del ajuste entre el cuello del eje y el anillo interior del rodamiento (diferencia entre el diámetro del eje y el diámetro interior real del rodamiento) (milímetros) | ||
| Superar | A | |||||
| Rodamiento radial de una hilera de bolas | <18 | 0-1.00 | 0.2 | gb | +1~+2 | |
| 18 | 30 | 0-1.00 | 0.2 | gb | +1~+2 | |
| 30 | 50 | 0-1.20 | 1 | gb | +2~+3 | |
| 50 | 80 | 0-1.50 | 1.2 | gb | +2~+3 | |
| 80 | 120 | 0-2.00 | 1.3 | gb | +3~+5 | |
| 120 | 180 | 0-2.5 | +1.9（+2.8）+0.3（+1.2） | gb | +4~+7 | |
| Rodamiento de rodillos cilíndricos de una hilera | 30 | 50 | 0-1.20 | 2.9 | gb | +1~+3 |
| 50 | 80 | 0-1.50 | 3.4 | gb | +2~+4 | |
| 80 | 120 | 0-2.00 | +2.8（+3.5）+1.2（+1.2） | gb | +4~+6 | |
| 120 | 180 | 0-2.5 | 9.2 | gb | +4~+7 | |
| Rodamiento de rodillos a rótula de dos hileras | gb | |||||
| Método de ajuste del diámetro exterior del rodamiento y de la tapa del alojamiento con tolerancia | |||||
| Diámetro exterior nominal del rodamiento | Tolerancia admisible del diámetro exterior del rodamiento (milímetros) | Tolerancia admisible de la tapa del alojamiento (milímetros) | Método de ajuste | Holgura entre el anillo exterior del rodamiento y el orificio de la tapa del alojamiento (milímetros) | |
| Superar | A | ||||
| 18 | 30 | 0-0.90 | 0.9 | Gd | 0~3 |
| 30 | 50 | 0-1.10 | 1 | Gd | 0~3 |
| 50 | 80 | 0-1.30 | 1 | Gd | 0~3 |
| 80 | 120 | 0-1.50 | 1.1 | Gd | 0~3 |
| 120 | 160 | 0-2.50 | 1.3 | Gd | 0~3 |
| 180 | 260 | 0-3.50 | 1.2 | Gd | 0~3 |
| 260 | 315 | 0-3.50 | 1.7 | Gd | 0~3 |
| 80 | 120 | 0-1.5 | 1.1 | Gd | 0~3 |
| 120 | 180 | 0-2.5 | 1.3 | Gd | 0~3 |
| 180 | 260 | 0-3.5 | 1.4 | Gd | 0~3 |
| 260 | 315 | 0-3.5 | 1.7 | Gd | 0~3 |
| 120 | 180 | 0-2.5 | +2.7（+2.7）-1.4（0） | Gd | 0~3 |
Selección del juego radial:
El juego radial de un rodamiento debe elegirse en función de las condiciones específicas; menor no es necesariamente mejor. El juego radial de los rodamientos se divide en cinco grupos. El grupo 0 es el grupo de juego radial de base estándar.
Los rodamientos del Grupo 0 se aplican comúnmente en condiciones generales de funcionamiento, temperaturas convencionales y ajustes de interferencia de uso frecuente. Los rodamientos con mayores juegos radiales son adecuados para condiciones de funcionamiento especiales, como altas temperaturas, altas velocidades, bajo ruido y baja fricción. Los rodamientos con juegos radiales aún mayores son adecuados para rodamientos de husillos de precisión y usos similares.
| Juego axial de los rodamientos rígidos de bolas | ||||||
| Ga=0,4w√ GrDw | （C3） | |||||
| Diámetro interior nominal（d） | 0.4 | Gr | Dw | (Raíz cuadrada) | Ga | Gama |
| ≤30 | 0.4 | 8 | 3.5 | 0.08 | 0.032 | 0.02-0.05 |
| >30~50 | 0.4 | 27 | 4 | 0.1 | 0.04 | 0.03-0.06 |
| >50~80 | 0.4 | 38 | 5 | 0.14 | 0.056 | 0.05-0.08 |
| >80~100 | 0.4 | 51 | 7 | 0.19 | 0.076 | 0.07-0.10 |
| >100~120 | 0.4 | 61 | 8.5 | 0.23 | 0.092 | 0.09-0.12 |
| >120~140 | 0.4 | 68.5 | 9 | 0.25 | 0.1 | 0.10-0.14 |
Selección del juego axial:
Para los rodamientos rígidos a bolas y los rodamientos de rodillos cónicos, cuando se montan cara a cara o espalda con espalda, el juego interno o la precarga suelen requerir la posición axial de un manguito para determinarse, y deben tenerse en cuenta los requisitos de rendimiento y funcionamiento de la configuración del rodamiento.
El juego axial y el juego radial de estas tipos de rodamientos normalmente sólo necesitan satisfacer uno de estos valores.
La selección del juego radial de los rodamientos es crucial, ya que es uno de los factores críticos que determinan si los rodamientos pueden funcionar correctamente.
La selección adecuada del juego radial puede garantizar una distribución razonable de las cargas entre los elementos rodantes del rodamiento. Puede limitar el desplazamiento axial y radial del eje (o alojamiento), garantizar la precisión rotacional del eje y permitir que el rodamiento funcione a determinadas temperaturas, reduciendo al mismo tiempo las vibraciones y el ruido. Esto resulta ventajoso para mejorar la vida útil de los rodamientos.
La diferencia entre el juego teórico y el juego generado por el ajuste de interferencia del alojamiento o del eje con el rodamiento tras la dilatación o contracción del collarín se denomina "juego de instalación".
Al sumar o restar los cambios dimensionales acumulados debidos a las variaciones térmicas en el interior del rodamiento, se denomina "juego de funcionamiento".
El juego de funcionamiento se refiere al juego existente cuando el rodamiento está montado en una máquina y se somete a carga y rotación. El juego efectivo más la deformación elástica generada por las cargas del rodamiento se conoce como "juego operativo".
Como se muestra en la figura 2, el rodamiento tiene la vida a fatiga más larga cuando el juego operativo es marginalmente negativo. Sin embargo, a medida que aumenta el juego negativo, la vida a fatiga del rodamiento disminuye notablemente.
Por lo tanto, a la hora de seleccionar el juego de los rodamientos, suele ser conveniente que el valor del juego de funcionamiento sea ligeramente positivo o nulo.
Al seleccionar el juego radial de los rodamientos, deben tenerse en cuenta los siguientes factores:
Según la experiencia, el juego de funcionamiento óptimo para los rodamientos de bolas es cercano a cero, mientras que los rodamientos de rodillos deben mantener un pequeño juego de funcionamiento.
En los componentes que requieren una buena rigidez de apoyo, los rodamientos pueden admitir cierta precarga.
En condiciones normales de trabajo, se recomienda elegir primero el componente básico para conseguir un juego de funcionamiento adecuado para el rodamiento. Si el componente básico no cumple los requisitos, deberá elegirse un componente auxiliar.
El componente auxiliar de gran juego radial es adecuado para rodamientos con ajuste de interferencia entre el rodamiento y el eje o alojamiento. El componente auxiliar de juego radial pequeño es adecuado para aplicaciones que requieren una elevada precisión de rotación, un control estricto del desplazamiento axial del alojamiento y la reducción del ruido y las vibraciones.
Además, para mejorar la rigidez del rodamiento o reducir el ruido, el juego de funcionamiento debe reducirse aún más, mientras que para tener en cuenta el fuerte aumento de temperatura del rodamiento, el juego de funcionamiento debe aumentarse aún más. Se deben realizar análisis específicos en función de las condiciones de uso.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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