Calculadora del tamaño de rodamientos: guía de diámetro interior, diámetro exterior, ancho, peso, volumen y tolerancia

Una calculadora del tamaño de un rodamiento convierte un número de rodamiento, o un conjunto de medidas sin procesar, en la geometría que necesita un dibujo: diámetro del orificio, diámetro exterior, ancho, circunferencia, volumen de la sección transversal y una masa estimada. Ese es todo el trabajo. No le indicará qué clase de tolerancia, espacio libre interno o capacidad de carga necesita su aplicación, y no le advertirá cuando el tamaño que eligió sea una serie de sección delgada que no pueda soportar la carga que tiene en mente.

La forma práctica de utilizar uno es una secuencia de tres pasos. Establezca el tamaño, ya sea a partir de la designación o de un calibre. Ejecute la aritmética. Luego verifique el resultado con los requisitos de tolerancia, holgura y carga de la máquina. El resto de esta página cubre cada paso, incluidas las fórmulas que ejecutan las herramientas y los números que omiten silenciosamente.

Lo que realmente calcula una calculadora del tamaño de los rodamientos

Casi todas las calculadoras de tamaño de rodamientos en la web realizan el mismo conjunto breve de operaciones: tres entradas y seis o siete valores derivados.

Observe lo que falta en esa lista: grado de tolerancia, juego interno, tipo de jaula, llenado de grasa y capacidad de carga. Esas cinco variables deciden si un rodamiento sobrevive diez años o diez semanas, y ninguna de ellas puede derivarse de d, D y B únicamente.

Cómo leer el tamaño de un rodamiento a partir del número de pieza

Para los rodamientos rígidos de bolas métricos, los dos últimos dígitos de la designación multiplicados por cinco dan el diámetro interior en milímetros, con cuatro excepciones familiares.

Las excepciones son 00 (10 milímetros), 01 (12mm), 02 (15 milímetros) y 03 (17mm). Todo desde 04 en adelante sigue la regla ×5, por lo que un 6205 tiene 05 × 5 = 25mm de diámetro. Los dígitos delante identifican la serie dimensional, y la serie fija el diámetro exterior y el ancho para un orificio determinado.

La tabla también muestra la trampa práctica. Un 6000 y un 6800 comparten un diámetro interior de 10 mm, pero el 6800 encaja ese orificio en un diámetro exterior de 19 mm en lugar de 26 mm. El juego de bolas es mucho más pequeño, por lo que la capacidad dinámica se reduce a más de la mitad. Una calculadora que solo verifica el diámetro interior tratará felizmente a los dos como intercambiables.

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Las fórmulas detrás de los números

Cada herramienta ejecuta el mismo puñado de fórmulas y conocerlas significa que puedes auditar cualquier respuesta con un lápiz.

• Circunferencia interior: πd, la referencia para la velocidad superficial en el eje.
• Circunferencia exterior: πD, útil cuando el rodamiento se asienta en el orificio del alojamiento.
• Volumen de la sección transversal: π/4 × (D² − d²) × B, el volumen de un anillo de acero macizo con la misma envolvente.
• Masa estimada: volumen multiplicado por 7,85 g/cm³ para acero para rodamientos completamente templado.
• Diámetro medio: dm = (d D) / 2, utilizado en cálculos de velocidad y vida.
• Vida nominal básica: L10 = (C / P)³ × 10⁶ revoluciones para rodamientos de bolas, donde C es la capacidad de carga dinámica y P la carga aplicada equivalente.

Dos de ellos merecen una advertencia. La fórmula del volumen describe un anillo sólido y la fórmula de la vida supone que ya conoces C, algo que la calculadora nunca preguntó.

Ejemplo resuelto: un 6205 en milímetros y gramos

Un 6205 mide 25 mm de diámetro, 52 mm de diámetro exterior y 15 mm de ancho, y una calculadora arroja las siguientes cifras.

1. Circunferencia interior: π × 25 = 78,5 mm
2. Circunferencia exterior: π × 52 = 163,4 mm
3. Volumen de sección transversal: 0,7854 × (52² − 25²) × 15 = 24.490 mm³, o 24,5 cm³
4. Masa del anillo macizo: 24,5 × 7,85 = 192 g

La última figura es la que hay que tratar con cuidado. Un 6205 real pesa aproximadamente entre 125 y 130 g, según el fabricante, la jaula y el nivel de grasa. La calculadora lo exagera en aproximadamente un 50 por ciento, porque el volumen del anillo cuenta el espacio ocupado por las bolas, la jaula, el lubricante y el aire como si fuera acero. Utilice la salida de volumen para trabajos de sobres y embalajes; utilice un catálogo o una báscula para los pesos de envío y cotizaciones de flete.

Lo que la calculadora no puede decirle: tolerancia, espacio libre y carga

La dimensión es sólo una de las cuatro especificaciones que importan, y las otras tres se encuentran en tablas que la calculadora nunca toca.

La clase de tolerancia define hasta qué punto el orificio y el diámetro exterior pueden desviarse del nominal. Con un diámetro interior de 25 mm, la norma ISO 492 establece estos límites.

Estos valores están abreviados; Las tablas completas, incluido el descentramiento radial, aparecen en la norma y en nuestra datos tecnicos sección. Una diferencia de 6 micrómetros entre normal y clase 2 suena trivial hasta que se nota que un ajuste por contracción en un eje de 25 mm puede moverse más que eso cuando la temperatura de la carcasa aumenta 20 °C.

El espacio libre interno es el segundo punto ciego. C2, CN, C3, C4 y C5 describen cuánto juego radial existe antes de aplicar cualquier carga. Un rodamiento elegido con un juego normal para un ajuste a presión ligero funcionará apretado o se atascará si la misma pieza se presiona sobre una interferencia más pesada. La capacidad de carga es la tercera: un 6205 ofrece aproximadamente 14 kN de capacidad dinámica y 7,8 kN estática, cifras que provienen del tamaño de las bolas, el número de bolas y la geometría de la pista de rodadura en lugar de d, D y B.

Tamaños en pulgadas y conversiones

Si su diámetro interior medido es de 9,525 mm, 12,7 mm, 15,875 mm o 19,05 mm, está ante un rodamiento de la serie en pulgadas y debe convertirlo deliberadamente en lugar de hacerlo redondo.

Una pulgada es exactamente 25,4 mm, por lo que 3/8 de pulgada son 9,525 mm y 5/8 de pulgada son 15,875 mm. Redondear 9,525 a 9,5 mm dentro de una calculadora es inofensivo; pedir un rodamiento con un diámetro interior de 9,5 mm no lo es. Los rodamientos rígidos de bolas de la serie en pulgadas siguen dimensiones en pulgadas en las tres direcciones, por lo que el diámetro exterior y el ancho tampoco coincidirán con el equivalente métrico más cercano, y el orificio del soporte debe mecanizarse en pulgadas.

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Sobres ajustados y diseños de bridas

Cuando la envolvente estándar no encaja, la respuesta suele ser una geometría de anillo exterior diferente en lugar de un rodamiento más pequeño.

Los rodamientos rígidos de bolas de la serie con brida llevan una brida en el aro exterior que ubica el rodamiento axialmente contra una cara mecanizada. En equipos de automatización que eliminan la necesidad de un hombro separado o una característica de retención, lo que acorta la carcasa y simplifica el montaje. Para orificios, anchos o dimensiones de bridas fuera del catálogo, se pueden producir diseños de pared delgada y no estándar según plano; El factor limitante normalmente es el costo de las herramientas en comparación con el volumen anual y no la geometría misma.

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Errores comunes de tamaño

La mayoría de los errores de talla se deben a uno de cuatro hábitos, y cada uno de ellos se puede evitar con un calibrador y cinco minutos.

1. Coincidencia sólo en el orificio. Un 6800 y un 6000 comparten un diámetro interior de 10 mm pero difieren en diámetro exterior, ancho y capacidad de carga en un factor de dos o más.
2. Redondeo de dimensiones en pulgadas. Un diámetro interior de 0,375 pulgadas es 9,525 mm, no 9,5 mm, y la diferencia supera la tolerancia del diámetro interior de clase normal.
3. Confiando en la masa calculada. La fórmula del anillo macizo exagera aproximadamente a la mitad un rodamiento de bolas real, por lo que las estimaciones de flete basadas en ella son incorrectas.
4. Ignorar el espacio libre después de un ajuste perfecto. La interferencia elimina el juego interno y una carcasa caliente puede dejar un rodamiento CN efectivamente precargado.

Cuando un rodamiento ya está en servicio, lo que cuenta son los valores medidos y no los valores del catálogo. El enfoque descrito en esta guía para medir y evaluar el rendimiento de los rodamientos cubre el aspecto práctico de ese control.

Preguntas frecuentes

¿El diámetro interior es el mismo que el diámetro interior?

Sí, para un rodamiento terminado. El diámetro del orificio d es el diámetro interior del aro interior tal como se suministra, medido a través del aro en lugar de a través del asiento del eje después del montaje.

¿La calculadora sirve para casquillos lisos?

En parte. El orificio, el diámetro exterior y la longitud se transfieren directamente, y el espesor de la pared es simplemente (D − d) / 2. Las estimaciones de volumen y masa son menos confiables porque los casquillos utilizan bronce, polímero o materiales compuestos con densidades de aproximadamente 1,2 a 8,9 g/cm³, por lo que debe ingresar la densidad correcta en lugar de la predeterminada de acero.

¿Qué tan precisa es la masa que devuelve la herramienta?

Dentro de aproximadamente el 10 por ciento para un casquillo plano con una densidad conocida y una pared sólida, pero entre un 30 y un 60 por ciento demasiado alto para un rodamiento de bolas, debido a que las bolas, la jaula y la grasa ocupan volumen, la fórmula cuenta como acero.

¿Puedo ingresar tamaños en pulgadas directamente?

La mayoría de las herramientas aceptan cualquiera de las unidades, así que verifique cuál está activa antes de escribir. Un diámetro interior de 0,5 pulgadas introducido como 0,5 mm devuelve un rodamiento aproximadamente del tamaño de la cabeza de un alfiler, y la aritmética seguirá pareciendo perfectamente correcta.

¿Un diámetro exterior mayor significa siempre más capacidad de carga?

Casi siempre con el mismo calibre. Dentro del mismo diámetro exterior, un rodamiento más ancho generalmente soporta más carga que uno más estrecho, pero el tamaño y el número de bolas, la jaula y la curvatura de la pista de rodadura deciden la clasificación final.

Una calculadora del tamaño de los rodamientos es un buen primer paso y una mala respuesta final. Úselo para confirmar el sobre, la circunferencia y la masa aproximada, luego confirme la clase de tolerancia, el espacio libre interno y la capacidad de carga con el dibujo o los datos del proveedor antes de realizar el pedido. Esos tres números deciden si el rodamiento funcionará durante diez años o diez semanas.