Factores clave al seleccionar rodamientos de rodillos cilíndricos para cargas pesadas

En una planta de cemento en la provincia de Jiangsu, un NU2240 en la caja de engranajes del horno falló tres veces en ocho meses. Los tres reemplazos compartían el mismo número de pieza, pero sólo el rodamiento del tercer proveedor sobrevivió más de un año. En Shanghai Yinin Bearing & Transmission Company, vemos este patrón con frecuencia: la capacidad de carga, la jaula, el material, la holgura y la lubricación deciden la vida útil más que el tamaño del orificio.

Comience con las capacidades de carga, no solo con el tamaño del orificio

El tamaño del orificio define la envolvente; la capacidad de carga dinámica básica C define la vida. Dos rodamientos NU2206 con el mismo diámetro interior de 30 mm pueden diferir en más de un 10 por ciento en C debido al número de rodillos y la geometría de la pista de rodadura. C es la carga bajo la cual el 90 por ciento de un grupo idéntico completa un millón de revoluciones del aro interior sin fatiga. C0 controla la cantidad de impacto que absorbe el rodamiento antes de que se deformen las pistas de rodadura.

El siguiente cuadro muestra por qué domina la relación de carga. ISO 281 da la vida nominal básica como L10 = (C/P)^(10/3) millones de revoluciones. Debido al exponente 10/3, una subestimación del 20 por ciento de la carga equivalente P reduce la vida útil L10 calculada en aproximadamente un 45 por ciento.

Para una visión práctica, lea nuestro análisis de rodamientos de rodillos cilíndricos en maquinaria pesada .

Rodamientos de rodillos cilíndricos de alta capacidad serie NU200 Este rodamiento de rodillos cilíndricos de diseño abierto ofrece gran capacidad de carga radial y rigidez, con movimiento axial libre. Se adapta a cargas pesadas y operaciones a alta velocidad, lo que lo hace relevante para comprender cómo la disposición de las nervaduras controla la libertad axial. Ver producto →

Seleccione el código de diseño: NU, Nueva Jersey, NUP o NF

El código de diseño decide dónde puede crecer el eje con la temperatura y dónde debe permanecer fijo. Los rodamientos de rodillos cilíndricos son rodamientos de contacto lineal: los rodillos tocan ambas pistas a lo largo de una línea, lo que proporciona una alta rigidez radial pero casi no acepta carga axial ni desalineación. NU, N, NJ, NUP y NF describen la disposición de las nervaduras que controla la libertad axial.

Para la posición de posicionamiento en una transmisión por engranajes pesados, NUP es la opción clásica porque fija el eje axialmente en ambas direcciones. NJ se ubica en una sola dirección y se adapta a disposiciones en las que el empuje opuesto se lleva a otra parte. Bajo cargas combinadas muy pesadas, agregue un cojinete de empuje separado para la reja axial.

Rodamientos de rodillos cilíndricos de una sola nervadura serie NJ2200 Con un aro interior de una sola nervadura y un aro exterior de doble nervadura, este rodamiento proporciona una alta capacidad de carga radial y posicionamiento axial en una dirección. Se adapta a cajas de engranajes y maquinaria pesada, alineándose con la discusión sobre posiciones de ubicación y requisitos de jaula. Ver producto →

Haga coincidir la jaula con el espectro de carga

La jaula es una estructura portante, no un espaciador. Bajo vibración, impacto o torque inverso, una jaula débil se deforma, el espaciado de los rodillos se vuelve irregular y el rodamiento pasa del ruido al agarrotamiento. Tres familias dominan las especificaciones de carga pesada: latón mecanizado, acero estampado y poliamida.

Bajo una carga radial pesada y continua, una jaula de latón mecanizada de dos piezas guía cada rodillo en su propio bolsillo y mantiene el espaciado uniforme mientras los anillos se desvían elásticamente. Una jaula de acero estampado es más liviana y se adapta a velocidades más altas con cargas moderadas. Evitar poliamida por encima de 120°C o con aceites sintéticos agresivos.

Elija el grado de material para el estuche de choque

El grado del material decide si el rodamiento sobrevive al impacto, no si soporta una carga radial constante. La mayoría de los rodamientos de rodillos cilíndricos son de acero al cromo SAE 52100 totalmente endurecido de 58 a 62 HRC, adecuado para cargas pesadas continuas. Cuando los impactos son rutinarios, como en equipos de construcción y palas de minería, utilice acero cementado: un núcleo resistente con una carcasa dura que tolera sobrecargas momentáneas sin agrietarse. Nuestro página de la industria de la construcción cubre estas aplicaciones en detalle.

• SAE 52100 (GCr15): estándar para carga radial pesada continua con impacto limitado.
• Acero de aleación de bajo carbono carburizado: para trituradoras, cribas vibratorias y accionamientos de molinos con carga de impacto continua.
• Grados dimensionalmente estabilizados (S1 a S3): para temperaturas de funcionamiento superiores a 150 °C donde la estabilidad del tamaño es importante.
• Clases de precisión más altas (P6): mejoran la distribución de la carga cuando la alineación del eje o la carcasa no puede ser perfecta.

Establezca el juego interno y los ajustes antes de la lubricación

El juego interno se consume por el ajuste de interferencia y porque el aro interior se calienta más que el aro exterior. Si la holgura de funcionamiento llega a cero, los rodillos se atascan, patinan y manchan las pistas de rodadura. Es por eso que C3 es el valor predeterminado para cargas pesadas y C4 está reservado para golpes severos o diferencias de temperatura altas.

La lubricación es el componente final que soporta la carga. Para cajas de cambios lubricadas con aceite bajo carga radial pesada, ISO VG 320 con aditivos EP es un comienzo común; Las posiciones de baja velocidad y fuertes impactos utilizan ISO VG 460 o 680. ISO 281 ajusta la vida útil con la relación de viscosidad kappa. Apunte a un kappa entre 2 y 4 y confirme que el espesor de la película calculado excede la rugosidad de la superficie compuesta.

Rodamientos de rodillos cilíndricos de doble nervadura serie NUP200 Este diseño separable con dos anillos de retención laterales maneja cargas radiales y cargas axiales pequeñas, ofreciendo alta rigidez y fácil instalación. Se ajusta al contexto sobre la localización de posiciones en las transmisiones por engranajes y las decisiones finales sobre especificaciones para la selección de rodamientos. Ver producto →

Una lista de verificación de cinco pasos para la selección de cargas pesadas

Una especificación confiable son cinco decisiones secuenciales, tomadas en orden para que no se fuerce ningún ajuste genérico en un caso de carga no cuantificado.

1. Cuantifique el espectro de carga: registre la carga radial máxima, el tiempo en cada nivel de carga, el perfil de velocidad, las cargas axiales y los eventos de impacto.
2. Seleccione el código de diseño: NU para la posición flotante, NUP o NJ para la posición de ubicación, según la expansión térmica.
3. Verifique las clasificaciones: confirme C y C0 con la carga equivalente calculada y verifique s0 para el peor caso de choque.
4. Elija jaula, material y espacio libre: latón mecanizado para vibración, acero cementado para impacto, C3 para carga continua pesada.
5. Defina los ajustes y la lubricación: seleccione los ajustes del eje y la carcasa de la tabla de condiciones operativas, luego seleccione la viscosidad del aceite para mantener kappa entre 2 y 4.

Preguntas frecuentes

¿Qué significan C y C0 en las especificaciones de los rodamientos de rodillos cilíndricos?

C es la clasificación de carga dinámica básica, la carga bajo la cual el 90 por ciento de un grupo de rodamientos idéntico sobrevive a un millón de revoluciones. C0 es la clasificación de carga estática básica, la carga que produce una deformación permanente de 0,0001 veces el diámetro del rodillo en el contacto más intenso. Utilice C para los cálculos de vida a fatiga y C0 para el factor de seguridad estático s0 = C0/P0 en condiciones de choque.

¿Cuándo debo utilizar un rodamiento NJ en lugar de un rodamiento NUP?

Utilice NUP donde el eje debe ubicarse axialmente en ambas direcciones, que es la disposición de posición fija estándar en una transmisión por engranajes. Utilice NJ cuando se necesita ubicación en una sola dirección y el empuje opuesto lo lleva otro componente, porque el conjunto NJ es más simple y no tiene anillos de nervaduras sueltos.

¿Por qué los rodamientos de rodillos cilíndricos para cargas pesadas normalmente utilizan un juego C3?

Un ajuste de interferencia en el eje y un anillo interior más cálido eliminan una gran parte del juego nominal durante el funcionamiento. Si la holgura de funcionamiento se aproxima a cero, los rodillos se atascan y patinan, provocando manchas y fallos rápidos. C3 proporciona un margen de seguridad para disposiciones montadas que funcionan en caliente, y C4 está reservado para cargas de impacto y diferencias de temperatura elevadas.

¿Puedo sustituir un rodamiento de rodillos a rótula por un rodamiento de rodillos cilíndricos?

Sólo si se controla la alineación. Un rodamiento de rodillos cilíndricos estándar acepta aproximadamente de 1 a 2 minutos de arco de desalineación, mientras que un rodamiento de rodillos esféricos soporta aproximadamente 1 grado o más. Si el eje se desvía bajo carga, un rodamiento de rodillos cilíndricos se carga en los bordes y falla rápidamente a pesar de una clasificación radial más alta. Verifique la alineación de la carcasa y el eje antes de realizar el cambio.