Explicación básica de la precarga de los rodamientos
CONTENIDO
- Comprender la carga y la precarga de los rodamientos
- La importancia de la precarga de los rodamientos
- Retos de la precarga de los rodamientos
- ¿Cuánta precarga?
- ¿Cómo precargar un rodamiento?
- Tipos de precarga
- Precarga para rodamientos de bolas de contacto angular
- Aplicaciones de la precarga de los rodamientos
Los rodamientos son componentes cruciales en el mundo de la mecánica, ya que ayudan a que los equipos giratorios funcionen con suavidad y eficacia. La precarga de un rodamiento es una estrategia de ingeniería diseñada para optimizar su rendimiento. Pero, ¿qué es exactamente la precarga de un rodamiento y por qué es tan importante?
Esta entrada del blog trata los aspectos básicos de la precarga de los rodamientos. Analiza las ventajas y los efectos de la precarga en la vida útil y el rendimiento de los rodamientos en diversas aplicaciones.
Comprender la carga y la precarga de los rodamientos
Antes de profundizar en los detalles de la precarga del rodamiento, aclaremos qué entendemos por carga del rodamiento.
¿Qué es la carga portante?
Carga portante se refiere a las fuerzas ejercidas sobre un rodamiento durante su funcionamiento. Estas fuerzas pueden ser estáticas o dinámicas. La carga afecta al funcionamiento del rodamiento, a su vida útil y a su rendimiento. Los rodamientos pueden soportar cargas específicas, sobrepasar estos límites puede provocar que se averíen antes.
¿Qué es la precarga de los rodamientos?
La precarga del rodamiento es una fuerza que actúa entre los elementos rodantes y los anillos del rodamiento. Funciona sin ninguna carga externa y actúa como juego interno negativo dentro del rodamiento.
La importancia de la precarga de los rodamientos
La precarga del rodamiento puede eliminar la holgura en la norma rodamientos de bolas. La mayoría de los rodamientos radiales de bolas llevan incorporados holgura del cojinete para un movimiento libre. Sin precarga, este espacio puede hacer que los elementos rodantes se deslicen en lugar de rodar y puede provocar una desalineación de la pista.
La precarga mantiene las piezas del rodamiento en contacto, eliminando cualquier holgura y haciendo que la estructura sea más rígida. Ofrece varias ventajas, como:
Mayor rigidez y precisión
Al precargar un rodamiento, se aumenta su rigidez. Esto es especialmente beneficioso en aplicaciones en las que los movimientos precisos son cruciales. Un rodamiento precargado mantiene una posición más estable, lo que mejora la precisión general del sistema.
Reducción de las vibraciones y el ruido
Las vibraciones pueden ser perjudiciales para el rendimiento de los rodamientos. La precarga reduce las vibraciones al mantener los componentes del rodamiento en contacto constante, lo que reduce el ruido y prolonga la vida útil de la maquinaria.
Distribución óptima de la carga
La precarga ayuda a distribuir la carga de forma más uniforme entre los elementos rodantes. Esta distribución uniforme puede evitar el desgaste irregular, lo que se traduce en un rodamiento más fiable y duradero.
Retos de la precarga de los rodamientos
Aunque la precarga de los rodamientos es beneficiosa, no está exenta de dificultades. Una precarga incorrecta puede provocar problemas como una mayor generación de calor, menor eficiencia y fallos prematuros.
- Precarga excesiva: Demasiada precarga causa excesiva fricción y calor, dañando el lubricante para rodamientos e incluso el rodamiento. Esto puede provocar problemas de dilatación térmica, mayor par, fatiga y desgaste prematuro.
- Precarga insuficiente: Una precarga insuficiente provoca vibraciones, ruidos y holguras excesivas en el conjunto del rodamiento. Esto provoca un funcionamiento impreciso, el desgaste de las pistas de rodadura y un desgaste más rápido.
¿Cuánta precarga?
Elegir la precarga adecuada para un sistema de rodamientos es crucial. Depende de factores como el tamaño del rodamiento, la rigidez requerida, el par, la vida útil y las condiciones de carga.
Escenarios de precarga:
Fig. 1. No hay juego ni ajuste de interferencia. Todos los elementos rodantes están cargados, lo que provoca un desgaste y un calentamiento excesivos.
Fig. 2. Juego estándar en estado libre. Baja rigidez, con elementos rodantes que deslizan o patinan.
Fig. 3. Se aplica la precarga adecuada. Garantiza la rigidez del sistema, la reducción de las vibraciones y una mayor vida útil de los rodamientos.
Aplicar la precarga correcta es esencial para obtener un rendimiento óptimo, proporcionando rigidez al sistema, reduciendo las vibraciones y prolongando la vida útil de los rodamientos.
¿Cómo precargar un rodamiento?
Sea preciso a la hora de precargar un rodamiento, ya que tanto una precarga insuficiente como una sobrecarga pueden causar problemas. Estos son los métodos para precargar los rodamientos:
Precarga fija
Consiga una precarga fija fabricando el rodamiento con una cantidad predeterminada de fuerza aplicada internamente. Cree esta precarga desplazando ligeramente las dimensiones de las pistas o utilizando muelles. Utilice la precarga fija en aplicaciones en las que las condiciones de funcionamiento sean relativamente estables y predecibles.
Precarga ajustable
Ajuste la precarga para satisfacer diversas necesidades, ofreciendo flexibilidad para diferentes propósitos. Consiga este ajuste mediante técnicas como el uso de calzos, tuercas roscadas o muelles ondulados. La precarga ajustable es ideal para situaciones en las que las condiciones de funcionamiento son variables o no se conocen bien de antemano.
Tipos de precarga
Precarga radial
Aplicable a rodamientos de rodillos cilíndricos debido a su diseño.
Fig 4 Precarga radial de los rodamientos de rodillos cilíndricos
Para rodamientos de agujero cónico:
- Introduzca el anillo interior en su asiento cónico.
- Cree un ajuste de interferencia, expandiendo el anillo interior para obtener la precarga necesaria.
Utilice galgas de holgura interna para ajustar la precarga con precisión.
Precarga axial
- Utilizado para rodamientos axiales de bolas y rodamientos axiales de rodillos cilíndricos.
- Rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular y rodamientos de rodillos cónicos requieren precarga axial. Móntelos con un segundo rodamiento en disposición espalda con espalda o cara con cara.
- Rodamientos rígidos a bolas también pueden precargarse axialmente si tienen mayor juego radial interno (C3 o C4) para crear un ángulo de contacto.
Precarga para rodamientos de bolas de contacto angular
Rodamientos de bolas de contacto angular requieren precarga para garantizar un contacto constante entre las bolas y las pistas de rodadura. Esto puede lograrse mediante:
Métodos de precarga
Desplazamiento axial:
- Montar los rodamientos en juegos (espalda con espalda o cara con cara).
Fig 5 Espalda con espalda
Fig 6 Cara a cara
- Desplazar axialmente un anillo del rodamiento.
- Tenga en cuenta el ajuste por interferencia y las condiciones de funcionamiento.
Precarga del muelle:
- Utilizar muelles para aplicar una constante carga axial.
- Acomoda la expansión térmica y mantiene la precarga.
- No es ideal para rigideces elevadas o direcciones de carga variables.
Consideraciones
- Cargas externas: Las fuerzas axiales externas pueden alterar la precarga, con el consiguiente riesgo de deslizamiento y fallo. Ajuste la precarga o utilice diferentes ángulos de contacto para evitarlo.
- Ajuste: Utilice espaciadores para ajustar con precisión la precarga.
Consulte con los servicios de ingeniería los métodos óptimos de precarga para garantizar el rendimiento y la longevidad de los rodamientos.
Aplicaciones de la precarga de los rodamientos
La precarga de los rodamientos es una práctica común en muchas industrias. La precarga es esencial para evitar el patinaje en aplicaciones de alta velocidad. Esto es especialmente cierto durante arranques y paradas rápidos, o en condiciones de carga ligera o sin carga.
La precarga de los rodamientos también es crucial para aumentar la rigidez del sistema y la precisión posicional en la mayoría de las aplicaciones de alta precisión.
He aquí algunas aplicaciones en las que la precarga de los rodamientos es esencial:
Industria del automóvil
Ajuste los rodamientos de las ruedas antes de utilizar el coche. Este proceso garantiza que las ruedas puedan girar con suavidad y soportar el peso del vehículo sin desgastarse rápidamente.
Aeroespacial
La industria aeroespacial exige niveles extremadamente altos de precisión y rigidez. Los rodamientos de los aviones y las naves espaciales están preajustados para cumplir estas rigurosas exigencias.
Máquinas herramienta
Rodamientos para husillos de máquinas herramienta utilizan la precarga de los rodamientos para mejorar la precisión y la estabilidad, lo que se traduce en piezas de gran calidad y precisión.
Conclusión
La precarga de los rodamientos es un factor crucial a tener en cuenta en cualquier aplicación que utilice rodamientos. Los ingenieros y técnicos pueden mejorar la eficiencia y la longevidad de la maquinaria conociendo la precarga de los rodamientos y su impacto en el rendimiento de los mismos. Tanto si se trabaja con una precarga fija como ajustable, es fundamental aplicar la cantidad correcta para evitar posibles complicaciones.
Una precarga adecuada de los rodamientos mejora su equipo y evita problemas. En LILY Bearing, ofrecemos una amplia gama de rodamientos para adaptarse a cualquier aplicación.
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Goodenough Lu
Goodenough Lu is a mechanical engineering major with over ten years of experience in bearing applications.
He possesses a comprehensive understanding of the operational characteristics of a wide range of mechanical products such as automobiles, motorcycles, various motors, electric tools, machine tools, and processing equipment.
