Capacidad de carga y vida útil de los rodamientos de bolas
Cuando los rodamientos giran, los anillos interior y exterior y los elementos rodantes están sometidos a cargas constantes. Esto produce fatiga del material y, con el tiempo fallo del rodamiento. El número total de revoluciones antes de que se produzca un fallo se denomina vida nominal básica.
La vida útil de los distintos rodamientos varía considerablemente, aunque tengan el mismo tamaño, el mismo material, el mismo tratamiento térmico y estén sometidos a las mismas condiciones de funcionamiento.
Estadísticamente,el número total de revoluciones alcanzado o superado por el 90% de un grupo suficientemente grande de rodamientos aparentemente idénticos antes de que aparezca la primera evidencia de fatiga del material se denomina duración de vida nominal básica.
Para obtener información detallada sobre parámetros concretos, visite nuestra página sobre Cálculo de la vida útil de los rodamientos.
La capacidad de carga dinámica básica de un rodamiento con anillo interior giratorio y anillo exterior estacionario es la carga de magnitud y tamaño constantes que puede soportar un grupo suficientemente grande de rodamientos aparentemente idénticos durante una duración de vida nominal básica de un millón de revoluciones.
Los rodamientos radiales soportan la carga central. Los valores indicados para C en las tablas de dimensiones de este catálogo son para acero estándar con alto contenido en cromo. Para los aceros inoxidables deben utilizarse entre el 80% y el 85% de los valores del acero al cromo.
| CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO |
VIDA NOMINAL BÁSICA L10h |
| Funcionamiento poco frecuente. |
500 |
| Funcionamiento breve o intermitente. El fallo afecta poco al funcionamiento. | 4,000~8,000 |
| Funcionamiento intermitente. El fallo afecta significativamente al funcionamiento. | 8,000~12,000 |
| 8 horas de funcionamiento no continuo | 12,000~20,000 |
| 8 horas de funcionamiento continuo. | 20,000~30,000 |
| 24 horas de funcionamiento continuo. | 40,000~60,000 |
| 24 horas de funcionamiento garantizado sin problemas. | 100,000~200,000 |
La fórmula de vida útil anterior es de uso general. En los casos en que se requiera una fiabilidad superior al 90% y en los que deban tenerse en cuenta influencias distintas de la carga y la velocidad o la frecuencia de funcionamiento para la vida nominal, la norma ISO 281, 1990 ofrece una fórmula de vida útil ampliada:
Cuando se requiera una fiabilidad superior al 90%, deberá seleccionarse el factor correspondiente de la tabla siguiente.
| Fiabilidad | a1 |
| 90 | 1.00 |
| 91 | 0.92 |
| 92 | 0.84 |
| 93 | 0.77 |
| 94 | 0.64 |
| 95 | 0.62 |
| 96 | 0.53 |
| 97 | 0.44 |
| 98 | 0.33 |
| 99 | 0.21 |
| (99.6) | (0.10) |
| (99.9) | (0.037) |
La mejora de las técnicas de fabricación de la materia prima y del tratamiento térmico de los componentes ha permitido alargar la vida a fatiga de los rodamientos.
Nuestro material estándar para rodamientos es acero desgasificado al vacío de calidad superior, lo que prolonga la vida útil de los rodamientos.
Las capacidades de carga básicas que figuran en este catálogo se han establecido teniendo en cuenta esta mayor duración. Esto supone un aumento de la vida útil en horas de un factor de 2,2 y un factor de 1,3 para la capacidad de carga. El factor de material a2=1.
Se trata de un factor de ajuste para cumplir las condiciones de funcionamiento no convencionales de lubricación, temperatura y carga.
En buenas condiciones de lubricación con una película de aceite permanente entre los elementos rodantes y los aros, el factor a3=1.
En condiciones desfavorables (dmn 10.000), debe seleccionarse un factor a3 < 1.dm = diámetro medio del rodamiento (D + d)/2 , n = velocidad de funcionamiento. A temperaturas superiores a 120, se producen mayores cambios dimensionales y se deteriora la dureza del material, lo que afecta a la vida útil del rodamiento. El factor de funcionamiento ft para la temperatura puede tomarse de la siguiente tabla:
| TEMPERATURA DEL RODAMIENTO | 120 | 150 | 175 | 200 | 225 | 250 | 275 | 300 | |
| FACTOR DE TEMPERATURA(ft) | 1.00 | 0.90 | 0.85 | 0.75 | 0.65 | 0.60 | 0.52 | 0.45 | |
Los rodamientos estabilizados térmicamente, cuyas dimensiones son estables por encima de 120, están disponibles bajo pedido.
La capacidad de carga estática básica se aplica a los rodamientos en los que no se produce movimiento giratorio o éste se produce con poca frecuencia.
Las capacidades de carga básicas y los métodos de cálculo de este catálogo se basan en los métodos descritos en la norma ISO 281 y en las recomendaciones ISO NR.76, teniendo en cuenta el nivel actual de la tecnología de rodamientos.
Una carga estática excesiva provoca la formación de salmuera en el punto de contacto entre el elemento rodante y la pista de rodadura.
Como norma de carga estática admisible, la capacidad de carga básica Cor para rodamientos radiales se especifica como sigue
La presión de contacto máxima en el punto de contacto entre el elemento rodante y el anillo del rodamiento debe ser de 4200 MPa (428,6 kgf/mm2) y la deformación permanente total del rodamiento de aprox. 1/10000 del diámetro del elemento rodante.
La capacidad de carga estática básica del acero inoxidable es el 7580% de la del acero para rodamientos estándar.
Las condiciones de carga en los rodamientos suelen ser una combinación de cargas radiales y axiales. Para establecer la carga radial equivalente con fuerza y dirección definidas utilizamos la siguiente fórmula:
| Cor/Fa | e | Fa/Fr>e | Fa/Fr>e | ||
| X | Y | X | Y | ||
| 5 | 0.35 | 1 | 0 | 0.56 | 1.26 |
| 10 | 0.29 | 1 | 0 | 0.56 | 1.49 |
| 15 | 0.27 | 1 | 0 | 0.56 | 1.64 |
| 20 | 0.25 | 1 | 0 | 0.56 | 1.76 |
| 25 | 0.24 | 1 | 0 | 0.56 | 1.85 |
| 30 | 0.23 | 1 | 0 | 0.56 | 1.92 |
| 50 | 0.20 | 1 | 0 | 0.56 | 2.13 |
| 70 | 0.19 | 1 | 0 | 0.56 | 2.28 |
Para Rodamientos de bolas sujeto tanto a cargas radiales y axiales, la carga radial estática con fuerza y dirección definidas se denomina Carga Radial Estática Equivalente.
Debe utilizarse el valor más alto de las dos fórmulas que se muestran a continuación.
La carga estática equivalente admisible depende de la capacidad de carga estática básica.
Pero usando el límite de la carga del cojinete usando la condición. En consecuencia utilizamos módulo de seguridad que es valor experimental.
| UTILIZANDO LA CONDICIÓN | fs |
| FUNCIONAMIENTO NORMAL | 1.0 |
| CARGA DE CHOQUE | 1.5 |
| ROTACIÓN SILENCIOSA Y DE ALTA PRECISIÓN | 2.0 |