Juego de rodamientos: aplicaciones, criterios de selección y orientación práctica

El juego del rodamiento es el espacio deliberado entre los elementos rodantes de un rodamiento y sus pistas de rodadura, y decide cómo se comporta el rodamiento bajo carga, velocidad y calor. No es una ocurrencia tardía en la selección de rodamientos: un grupo de juego incorrecto puede producir vibración, ruido, sobrecalentamiento o fallas prematuras. Si selecciona un rodamiento rígido de bolas para un motor, bomba, caja de cambios o conjunto automotriz, el grupo de juego que elija (C2, C0, C3, C4 o C5) es tan importante como el tamaño del orificio y la velocidad nominal.

¿Qué es la holgura del rodamiento?

El juego del rodamiento es la distancia total que se puede mover un aro del rodamiento con respecto al otro en dirección radial. Para un rodamiento rígido de bolas, este es el espacio entre las bolas y las pistas de rodadura internas y externas antes de que el rodamiento se instale en el eje o en la carcasa.

El juego que se mide en un rodamiento nuevo se llama juego inicial. Cambia después de la instalación debido a ajustes de interferencia y cambios de temperatura. El juego que queda cuando el rodamiento está funcionando a la temperatura de funcionamiento es el juego de funcionamiento, y ese es el valor que realmente controla la fricción, el ruido y la distribución de la carga.

Para los rodamientos rígidos de bolas, el juego radial suele ser la especificación principal. Algunos rodamientos también tienen un valor de juego axial, pero en la mayoría de las aplicaciones industriales estándar se selecciona el rodamiento por grupo de juego radial interno. Siempre confirme el rango exacto con el de fábrica. datos técnicos del juego del rodamiento .

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¿Por qué es importante la holgura de los rodamientos?

La holgura del rodamiento juega un papel directo en la temperatura, el ruido, la vibración y la vida útil del rodamiento. Un rodamiento con muy poco juego se calentará y puede sufrir fatiga prematura; un rodamiento con demasiada holgura generará vibraciones y reducirá la rigidez de carga.

Cuando el espacio libre es demasiado reducido, los elementos rodantes se comprimen entre los anillos. Esto crea una precarga, lo que aumenta la fricción y genera calor. En aplicaciones de alta velocidad, el aumento de temperatura resultante puede provocar que el rodamiento se atasque.

Cuando el espacio libre es demasiado grande, los elementos rodantes tienen espacio para moverse lateralmente. Esto provoca derrapes, reparto desigual de la carga y vibraciones medibles del eje. En equipos de precisión, el espacio libre excesivo es una causa común de ruido a nivel de rechazo y desgaste prematuro. El objetivo es seleccionar un grupo de autorización que deje una autorización operativa pequeña pero positiva durante la mayor parte del ciclo de funcionamiento.

Grupos de juego interno común para rodamientos rígidos de bolas

La mayoría de los fabricantes de rodamientos utilizan los grupos de juego ISO C2, C0, C3, C4 y C5. C0 es el espacio libre normal y es adecuado para la mayoría de aplicaciones de uso general con velocidad, carga y temperatura moderadas. C2 es más ajustado de lo normal y rara vez se usa; C3 y C4 proporcionan progresivamente más espacio para aplicaciones con velocidades más altas, mayores ajustes de interferencia o gradientes de temperatura significativos.

Tenga en cuenta que estos valores se aplican al juego interno radial. El rango exacto depende del diámetro del orificio, por lo que siempre consulte la tabla de dimensiones de la serie de rodamientos antes de realizar el pedido.

Cómo elegir la holgura adecuada para los rodamientos

Comience con las condiciones de operación, no con un valor de espacio fijo. Los cuatro factores que más a menudo cambian su elección son la temperatura de funcionamiento, el ajuste del montaje, la velocidad y la carga.

Temperatura de funcionamiento

A medida que aumenta la temperatura del rodamiento, el eje y la carcasa se expanden. En la mayoría de los arreglos, la velocidad y la carga elevan la temperatura de ambas partes. Para un aumento de temperatura superior a aproximadamente 30 °C, elija un grupo de autorización más amplio, como C3 en lugar de C0.

Ajuste de montaje

Un ajuste de interferencia en el eje o en la carcasa reduce el juego en una cantidad igual a la interferencia. Si especifica un ajuste a presión pesado en el eje, el juego radial inicial debe ser mayor para compensar. Un rodamiento 6204 presionado sobre un eje con una interferencia de 5 µm perderá aproximadamente 5 µm de holgura, por lo que un grupo C3 suele ser más seguro que C0.

Velocidad y carga

Las velocidades más altas generan calor y pueden requerir más espacio de operación. Las cargas más pesadas, por otro lado, se benefician de una holgura moderada que mantiene los elementos rodantes en contacto con ambas pistas de rodadura sin crear precarga. En la práctica, muchas aplicaciones industriales utilizan C3 para lograr coherencia en todos los rangos operativos.

• Seleccione C0 cuando la velocidad sea moderada, el ajuste sea ligero y el aumento de temperatura sea inferior a 30 °C.
• Seleccione C3 cuando el motor o la bomba tenga un ajuste deslizante en el eje y una temperatura de funcionamiento normal.
• Seleccione C3 o C4 cuando el eje se caliente y la carcasa tenga un ajuste a presión.
• Seleccione C2 solo para requisitos especiales de espacio libre bajo confirmados por el diseñador del equipo.
• Para despachos personalizados fuera de los grupos estándar, analice sus requisitos con el fabricante del rodamiento.

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Si su aplicación combina una carga radial pesada con una envolvente compacta, la serie 63 es una opción común debido a su sección más gruesa y mayor capacidad de carga. Si no está seguro de cómo los ajustes del eje y la carcasa afectan el juego final, nuestro equipo de soporte de ingeniería Puede revisar su perfil de carga y los ajustes de montaje.

Preguntas frecuentes sobre la holgura de los rodamientos

¿Cuál es la diferencia entre juego interno y juego de funcionamiento?

El juego interno es el espacio medido antes del montaje. El juego de funcionamiento es el espacio real después de que se instala el rodamiento y alcanza su temperatura de funcionamiento. El espacio libre de funcionamiento es muy importante porque refleja las verdaderas condiciones de funcionamiento.

¿Puedo medir la holgura del rodamiento con una galga de espesores?

Para los rodamientos, una galga de espesores no es práctica para medir el juego radial interno dentro del rodamiento. Utilice un indicador de cuadrante o un medidor de holgura especializado. Para los cojinetes principales y de biela del motor, el método de galga de espesores o Plastigage es común, pero rige un tipo de cojinete completamente diferente.

¿Qué grupo de juego debo elegir para un motor eléctrico estándar?

Para la mayoría de los motores industriales, C3 es un punto de partida común debido al ajuste del eje estándar y al rango de temperatura de funcionamiento. Para motores pequeños con carga ligera que funcionan a temperatura constante, C0 puede ser adecuado.

¿La lubricación con grasa o aceite afecta la holgura del rodamiento?

La lubricación no cambia el juego físico, pero sí afecta el desempeño efectivo. Una película lubricante adecuada puede compensar variaciones menores en el juego, mientras que una lubricación deficiente puede magnificar los efectos de un juego incorrecto. Utilice la cantidad de grasa o aceite recomendada para la velocidad y la carga.

La holgura del rodamiento es un parámetro específico, no un subproducto aleatorio del ensamblaje. Abordarlo teniendo en cuenta el ajuste, la temperatura, la velocidad y la carga adecuados reducirá el mantenimiento no planificado, reducirá el ruido y prolongará la vida útil del rodamiento.

Para aplicaciones que necesitan valores de holgura fuera de los grupos ISO estándar, se puede diseñar un rodamiento rígido de bolas personalizado según sus requisitos exactos. Esta suele ser la única ruta práctica cuando las condiciones de ajuste, la temperatura o la carga no coinciden con los valores estándar del catálogo.

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Antes de realizar un pedido, compare los datos de ajuste y temperatura con los datos técnicos de holgura del rodamiento o hable con un ingeniero. Una breve verificación en esta etapa puede evitar el tipo de problemas de ruido, vibración y calor que son costosos de solucionar después del ensamblaje.