¿Por qué utilizar rodamientos de bolas de doble hilera?

Rodamientos de bolas de doble hilera se utilizan cuando un rodamiento de una hilera de bolas no puede soportar adecuadamente las cargas radiales y axiales combinadas en una aplicación determinada, o cuando las restricciones de espacio de montaje impiden el uso de dos rodamientos de una hilera separados. La ventaja definitoria de un diseño de doble hilera es que admite aproximadamente entre un 60 y un 70 % más de capacidad de carga radial que un rodamiento comparable de una sola hilera del mismo diámetro exterior. (Fuente: Catálogo de rodamientos SKF, Principios generales; adaptado para geometría estándar de doble hilera). Esto se logra distribuyendo la carga entre dos filas de elementos rodantes dentro de una carcasa única y compacta, lo que elimina la necesidad de una disposición de rodamientos emparejados y al mismo tiempo logra un rendimiento de carga equivalente o superior.

Más allá de la capacidad de carga bruta, los rodamientos de bolas de dos hileras proporcionan una mayor rigidez del eje, una resistencia mejorada a las cargas de momento (inclinación) y un montaje más sencillo en comparación con las soluciones emparejadas de una sola hilera. Son una opción de ingeniería práctica en una amplia gama de industrias, desde husillos de máquinas herramienta y equipos agrícolas hasta sistemas transportadores, componentes automotrices y motores eléctricos, donde se requiere compacidad, durabilidad y confiabilidad bajo carga combinada simultáneamente.

Esta guía explora en profundidad los fundamentos técnicos, los datos de rendimiento, la lógica de aplicación y los criterios de selección para los rodamientos de bolas de dos hileras, brindando a los ingenieros, especialistas en adquisiciones y profesionales de mantenimiento una referencia completa para comprender por qué y cuándo este tipo de rodamiento ofrece el mejor resultado.

¿Qué son los rodamientos de bolas de dos hileras? Estructura y tipos de claves

Un rodamiento de bolas de dos hileras consta de un aro exterior, un aro interior y dos hileras de bolas de acero colocadas una al lado de la otra dentro de la misma envoltura del rodamiento, separadas y guiadas por una jaula. Las dos filas de bolas comparten una pista de rodadura exterior común, pero pueden tener pistas de rodadura interiores individuales (como en los rodamientos rígidos de bolas de dos hileras) o una pista de rodadura interior compartida continua (como en los rodamientos de bolas de contacto angular de dos hileras). Esta geometría crea un rodamiento que ocupa el espacio axial de un rodamiento de una sola hilera al tiempo que proporciona el rendimiento funcional de una disposición emparejada.

Rodamientos rígidos de bolas de doble hilera

El rodamiento rígido de bolas de dos hileras (DRDGBB) es el tipo especificado más comúnmente. Cuenta con dos filas de bolas que corren en ranuras profundas simétricas mecanizadas en los anillos interior y exterior. Este diseño maneja cargas radiales como función principal, con una capacidad de carga axial moderada en ambas direcciones. La geometría de ranura profunda permite que el rodamiento soporte cargas axiales de hasta aproximadamente el 50 % de la capacidad de carga radial estática sin necesidad de un rodamiento de empuje separado. (Fuente: ISO 76:2006 — Rodamientos, clasificaciones de carga estática). El diseño simétrico también significa que el rodamiento no es direccional y puede instalarse sin preocuparse por la orientación.

Rodamientos de bolas de contacto angular de doble hilera

Los rodamientos de bolas de contacto angular de doble hilera (DRACBB) cuentan con dos hileras de bolas dispuestas en un ángulo de contacto (generalmente de 25 grados o 32 grados) con respecto al eje del rodamiento. Esta geometría angular está diseñada específicamente para manejar cargas radiales y axiales combinadas simultáneamente, con la capacidad de carga axial determinada por el ángulo de contacto: un ángulo de contacto más alto produce una mayor capacidad de carga axial con cierta reducción en la capacidad radial. Los DRACBB son la opción preferida para husillos de máquinas herramienta, conjuntos de cubos de ruedas y cualquier aplicación donde estén presentes cargas axiales bidireccionales junto con cargas radiales significativas.

Rodamientos de bolas a rótula de doble hilera

El rodamiento de bolas autoalineable de doble hilera presenta una pista de rodadura exterior esférica que permite que el conjunto de anillo interior y bola se incline en relación con el anillo exterior, acomodando una desalineación del eje de hasta 2 a 3 grados sin inducir tensión de flexión en el rodamiento. Este tipo se usa ampliamente en ejes agrícolas, rodillos transportadores y cualquier eje de transmisión que esté sujeto a deflexión bajo carga o donde no se pueda garantizar la alineación entre carcasas durante la instalación.

Tabla comparativa: tipos de rodamientos de bolas de doble hilera

Seis razones técnicas por las que los ingenieros eligen rodamientos de bolas de doble hilera

1. Capacidad de carga radial significativamente mayor en el mismo espacio envolvente

La razón de ingeniería más directa para especificar Rodamientos de bolas de doble hilera es la capacidad de carga radial. Debido a que la carga se distribuye entre dos filas de elementos rodantes en lugar de uno, la capacidad de carga dinámica (C) de un rodamiento de dos hileras con un diámetro interior y un diámetro exterior determinados es sustancialmente mayor que la de un equivalente de una sola hilera. Por ejemplo, un rodamiento rígido de bolas de dos hileras de la serie 6200 puede alcanzar una capacidad de carga dinámica aproximadamente 1,6 veces mayor que el rodamiento 6200 de una hilera equivalente con el mismo diámetro exterior. (Fuente: ISO 281:2007 — Rodamientos, capacidades de carga dinámica y vida nominal; comparación de geometría general). Esto significa que los ingenieros pueden soportar cargas más pesadas sin aumentar el diámetro del eje o el diámetro interior de la carcasa, una ventaja significativa en diseños de máquinas compactas donde el espacio es limitado.

2. Manejo simultáneo de cargas radiales y axiales

Muchas aplicaciones de máquinas del mundo real generan cargas combinadas: fuerzas radiales provenientes de la tensión de la correa, el engrane de los engranajes o el peso, combinadas con fuerzas axiales provenientes del empuje de los engranajes helicoidales, la presión del ventilador o el desequilibrio. Un solo rodamiento rígido de bolas puede soportar cargas combinadas modestas, pero un diseño de doble hilera, particularmente el tipo de contacto angular, está optimizado específicamente para este escenario de carga. Los rodamientos de bolas de contacto angular de dos hileras pueden soportar cargas axiales en ambas direcciones simultáneamente, a diferencia de los pares emparejados de rodamientos de contacto angular de una hilera que deben estar orientados de manera opuesta para lograr un soporte axial bidireccional. Esto simplifica tanto el diseño como el montaje al tiempo que proporciona un rendimiento equivalente o superior.

3. Rigidez superior del eje y resistencia a cargas de momento

Las cargas de momento (fuerzas que intentan inclinar o doblar el eje en relación con el soporte) son un desafío frecuente en cargas colgantes, disposiciones en voladizo y aplicaciones donde el punto de carga está desplazado de la ubicación del rodamiento. Un rodamiento de bolas de una sola hilera tiene una resistencia limitada a las cargas de momento porque proporciona efectivamente una sola línea de soporte de contacto. Un rodamiento de bolas de doble hilera, con sus dos hileras separadas por el ancho del rodamiento, proporciona una geometría de soporte distribuida que resiste la inclinación. El brazo de momento efectivo entre las dos filas de bolas (generalmente del 20 al 40 % del diámetro exterior del rodamiento) crea una resistencia mensurable a la inclinación del eje que un rodamiento de una sola hilera del mismo diámetro exterior no puede igualar. Esta es la razón por la que los rodamientos de doble hilera son estándar en los husillos de máquinas herramienta, donde la deflexión del eje bajo las fuerzas de corte debe minimizarse para mantener la precisión del mecanizado.

4. Instalación compacta: un rodamiento reemplaza a dos

En aplicaciones en las que, de otro modo, se montarían dos rodamientos de una sola hilera uno al lado del otro en una disposición emparejada para lograr la capacidad de carga o rigidez requerida, un rodamiento de una sola hilera a menudo puede reemplazar a ambos. Esto reduce:

• Longitud axial total del conjunto de rodamientos (normalmente entre un 15 y un 30 % en comparación con una disposición emparejada con un espaciador)
• Número de componentes: un rodamiento en lugar de dos, sin necesidad de espaciadores ni herramientas de ajuste de precarga
• Tiempo de montaje y posibilidad de error de instalación
• Complejidad del inventario: un número de pieza en lugar de dos rodamientos coincidentes

Para aplicaciones de producción de gran volumen, estas simplificaciones se traducen directamente en menores costos de fabricación y un rendimiento de ensamblaje más rápido.

5. Vida útil más larga en ciclos de trabajo exigentes

La vida a fatiga del rodamiento se rige por la ecuación de vida nominal L10, que muestra que la vida es inversamente proporcional al cubo de la carga aplicada (para rodamientos de bolas). Al distribuir la carga aplicada en dos filas en lugar de una, se reduce la fuerza por punto de contacto del elemento rodante y, dado que la vida útil a la fatiga es proporcional al cubo de la relación carga por contacto, incluso una reducción modesta en la carga por contacto produce una mejora significativa en la vida útil calculada. Reducir la carga por fila en un 20 % mediante el uso de una configuración de doble fila puede aumentar la vida útil calculada de L10 en aproximadamente un 73 %. (derivado de ISO 281:2007 L10 = (C/P)^3 x 10^6 revoluciones, aplicado comparativamente). En la práctica, esto significa intervalos de mantenimiento más prolongados, menor tiempo de inactividad y menores costos operativos de por vida en aplicaciones exigentes.

6. Rentabilidad en comparación con soluciones emparejadas de una sola fila

Si bien un rodamiento de bolas de dos hileras generalmente cuesta más que un rodamiento de una hilera, casi siempre es menos costoso en costo total de instalación que la disposición de una hilera emparejada que reemplaza. La comparación de costos debe incluir no sólo el precio del rodamiento sino también: el costo de mecanizado para un diámetro interior de soporte más largo requerido por dos rodamientos separados; costo de cualquier resorte de precarga, espaciadores o accesorios de ajuste; trabajo de montaje; y el costo de mantener el inventario para dos números de pieza. En la mayoría de los análisis de costos de ingeniería mecánica, la solución de rodamientos de doble hilera reduce el costo total del sistema entre un 18 y un 35 % en comparación con una solución equivalente de una sola hilera emparejada. (Fuente: evaluación comparativa de costos de ingeniería general; Machinery's Handbook, 31.ª edición, economía de selección de rodamientos).

Rodamientos de bolas de dos hileras frente a rodamientos de una hilera: comparación de rendimiento

La siguiente tabla proporciona una comparación lado a lado de los rodamientos rígidos de bolas de dos hileras frente a sus homólogos de una hilera en dimensiones clave de rendimiento. Los datos son representativos de los rodamientos con dimensiones estándar ISO de las series 6200 y 5200 (una hilera y dos hileras respectivamente) para diámetros de orificio equivalentes.

Fuente: ISO 281:2007, ISO 76:2006; Datos comparativos basados ​​en la geometría de rodamientos de serie estándar. Los valores exactos varían según el fabricante y la serie de rodamientos específica.

Los datos anteriores dejan en claro que la configuración de doble hilera supera consistentemente a los rodamientos de una sola hilera en dimensiones relacionadas con la carga, al mismo tiempo que sigue siendo competitiva en simplicidad de ensamblaje y costo total de instalación en comparación con las soluciones emparejadas. Las ventajas y desventajas (capacidad de velocidad ligeramente reducida y requisitos de alineación más estrictos) son limitaciones de ingeniería que pueden gestionarse mediante especificaciones y prácticas de instalación correctas.

¿Dónde se utilizan los rodamientos de bolas de dos hileras? Áreas de aplicación clave

El perfil de desempeño de Rodamientos de bolas de doble hilera (alta capacidad de carga, envoltura compacta, soporte axial bidireccional y resistencia a la carga de momento) los hace adecuados para una amplia gama de industrias y tipos de máquinas. Las siguientes secciones detallan las áreas de aplicación más importantes.

Husillos para máquinas herramienta

Los husillos de máquinas herramienta en fresadoras, tornos, rectificadoras y centros de mecanizado representan una de las aplicaciones de rodamientos más exigentes. El husillo debe soportar simultáneamente fuerzas de corte (radiales y axiales, que a menudo cambian rápidamente de dirección), girar a alta velocidad y mantener la precisión dimensional; cualquier deflexión bajo carga reduce directamente la calidad de la pieza. Los rodamientos de bolas de contacto angular de doble hilera son la opción estándar para husillos de máquinas herramienta, con ángulos de contacto de 25 a 32 grados seleccionados en función de la relación entre la fuerza de corte axial y radial esperada para las operaciones de mecanizado específicas. En los husillos de rectificado de alta precisión, los cojinetes suelen estar precargados para eliminar el juego interno y aumentar aún más la rigidez. Un cojinete de husillo de rectificado de precisión estándar puede funcionar a velocidades de 15 000 a 30 000 rpm mientras mantiene un descentramiento radial por debajo de 1 micrómetro (Fuente: Norma ABMA 20, Selección de cojinetes de husillo de máquina herramienta).

Bujes de rueda para automóviles

Las unidades de rodamientos para cubos de ruedas de automóviles son una de las aplicaciones de mayor volumen para rodamientos de bolas de contacto angular de doble hilera a nivel mundial. El cubo de la rueda debe soportar tanto la carga vertical del vehículo (radial al rodamiento) como las cargas laterales generadas durante las curvas (axial al rodamiento), tanto en dirección interior como exterior. Un rodamiento típico de cubo de rueda delantera de un automóvil de pasajeros opera bajo una carga combinada que alterna entre cargas radiales puras (conducción recta), radial-axiales combinadas (en curvas) y cargas de choque (impactos en la carretera), un ciclo de trabajo que coincide específicamente con la capacidad axial bidireccional del diseño de contacto angular de doble hilera. Las modernas unidades de rodamientos para cubos de ruedas integran el rodamiento de doble hilera con bridas y sellos en un conjunto de cartucho único, lo que simplifica aún más la instalación y elimina los requisitos de ajuste en campo.

Motores electricos

En motores eléctricos más grandes (normalmente tamaños de bastidor superiores a 180), donde las poleas, las ruedas dentadas o los acoplamientos montados en el eje imponen cargas radiales y axiales significativas en el cojinete del extremo de transmisión, los rodamientos rígidos de bolas de dos hileras se suelen especificar en lugar de los de una hilera. El diseño de doble fila maneja las cargas de tensión de la correa de manera más efectiva y proporciona una mayor estabilidad del eje, lo que reduce la vibración que de otro modo degradaría el aislamiento del devanado y acortaría la vida útil del motor. IEC 60034-14 (Vibración mecánica) especifica límites máximos de velocidad de vibración para máquinas eléctricas giratorias, y la rigidez mejorada del eje proporcionada por los rodamientos de doble hilera es una herramienta práctica para mantenerse dentro de estos límites en condiciones de instalación exigentes. (Fuente: IEC 60034-14:2007).

Equipos agrícolas y de construcción

La maquinaria agrícola y de construcción presenta uno de los entornos operativos más exigentes para los rodamientos: cargas de choque durante la operación en el campo, contaminación por polvo, suciedad y agua, amplia variación de temperatura, intervalos de lubricación poco frecuentes y operación a velocidades y cargas continuamente variables. Los rodamientos de bolas autoalineantes de doble hilera son la solución preferida para estos entornos porque su pista de rodadura exterior esférica se adapta a la deflexión del eje y la desalineación del alojamiento que inevitablemente ocurren en fabricaciones soldadas y ejes agrícolas largos que operan bajo cargas de cultivos pesados. Las aplicaciones comunes incluyen:

• Accionamientos de cabezales procesadores y tambores de trilla
• Ejes de toma de fuerza y mandos finales para tractores
• Bujes de disco para sembradora y sembradora
• Ruedas guías y rodillos de retorno para transportadores de equipos de construcción
• Conjuntos de ejes vibratorios para compactadores

Sistemas transportadores y de manipulación de materiales

Los sistemas transportadores en minería, logística y fabricación utilizan ampliamente rodamientos de bolas de doble hilera en ejes de rodillos, tambores de cabeza y conjuntos tensores. El tipo autoalineante de doble fila es particularmente valioso en sistemas transportadores largos donde la expansión térmica y la deflexión estructural pueden causar desalineación del eje durante el período de servicio. En los transportadores de manipulación de materiales a granel, las fallas en los rodamientos representan aproximadamente el 60 % del tiempo de inactividad no planificado del transportador. (Fuente: Asociación de fabricantes de equipos transportadores, Cintas transportadoras CEMA para materiales a granel, séptima edición). Se ha documentado que la especificación de rodamientos de bolas autoalineantes de dos hileras en lugar de tipos de una hilera en ubicaciones críticas reduce el tiempo de inactividad relacionado con los rodamientos entre un 30 y un 45 % en aplicaciones de alto tonelaje.

Bombas y Compresores

Las bombas centrífugas y los compresores alternativos generan cargas radiales combinadas (de las fuerzas del impulsor y del pistón) y cargas axiales (de la diferencia de presión del fluido a través del impulsor o los pistones). En bastidores de bombas medianas y grandes, los rodamientos de bolas de contacto angular de doble hilera o de doble hilera son estándar para el soporte del eje, elegidos por su capacidad para manejar este patrón de carga combinado dentro de la geometría de carcasa compacta típica de los diseños de bombas y compresores. La compatibilidad del sello y la retención de lubricante también son fundamentales en estas aplicaciones, y los rodamientos de doble hilera en configuraciones selladas o protegidas reducen los requisitos de mantenimiento al extender significativamente los intervalos de relubricación.

Guía de selección de aplicaciones

Comparación de capacidad de carga: fila doble frente a fila única (datos visuales)

El siguiente cuadro ilustra la capacidad de carga dinámica (valor C en kN) para rodamientos rígidos de bolas de una y dos hileras representativos en cinco tamaños de orificio comunes. Cada par de barras compara un rodamiento de una sola hilera con su contraparte de dos hileras en la envolvente de diámetro exterior equivalente. El patrón consistente es claro: en todos los tamaños de orificio, el rodamiento de doble hilera ofrece una capacidad de carga materialmente mayor dentro de la misma envoltura exterior o solo ligeramente más grande. Para los ingenieros que seleccionan rodamientos en condiciones de carga combinadas, estos datos justifican la selección de doble hilera: el mismo diámetro de orificio soporta una carga significativamente mayor, lo que reduce directamente el riesgo de falla prematura por fatiga. Los datos refuerzan que en aplicaciones donde la carga es el factor limitante, la configuración de doble fila es la decisión de ingeniería de mayor valor, incluso teniendo en cuenta su costo unitario modestamente mayor. Cuando ambas opciones sean técnicamente viables, el rodamiento de doble hilera debería ser la opción predeterminada para cualquier aplicación con requisitos de larga vida útil o acceso limitado para mantenimiento.

Cómo seleccionar el rodamiento de bolas de doble hilera adecuado para su aplicación

La selección correcta de rodamientos requiere trabajar con un conjunto estructurado de parámetros de aplicación. Elegir un rodamiento de doble hilera sin adaptarlo con precisión a las condiciones de carga, velocidad, lubricación y entorno puede provocar fallas prematuras incluso con un tipo de rodamiento técnicamente superior. La siguiente metodología de selección sigue la norma ISO 281 y la práctica de ingeniería estándar.

Paso 1: definir las cargas aplicadas

Determine la magnitud y dirección de todas las cargas que actúan sobre el rodamiento. Para la mayoría de las aplicaciones, esto incluye:

• Carga radial (Fr): Fuerzas perpendiculares al eje del eje: tensión de la correa, fuerza del engranaje del engranaje, peso de los componentes giratorios
• Carga axial (Fa): Fuerzas paralelas al eje del eje: empuje del engranaje helicoidal, diferencial de presión del ventilador, fuerza de expansión térmica
• Factor de carga de choque o impacto: Multiplique las cargas estáticas por un factor de impacto de 1,5 a 3,0 dependiendo de la gravedad del impacto esperado en la aplicación.
• Carga dinámica equivalente (P): Calcule usando P = X x Fr Y x Fa, donde X e Y son factores de carga radial y axial de las tablas de datos del fabricante del rodamiento.

Paso 2: Calcule la clasificación de carga dinámica requerida

Utilizando la ecuación de vida útil ISO 281, calcule la clasificación de carga dinámica requerida (C) para la vida útil objetivo:

C = P x (L10h x 60 x n / 10^6)^(1/3)

Donde L10h es la vida útil requerida en horas, n es la velocidad de funcionamiento en rpm y P es la carga dinámica equivalente en kN. El resultado proporciona la clasificación de carga dinámica mínima que el rodamiento seleccionado debe cumplir o superar. Seleccione un rodamiento de doble hilera cuyo valor C de catálogo sea igual o mayor que el C requerido calculado, luego verifique que el diámetro interior, el diámetro exterior y el ancho del rodamiento seleccionado encajen dentro del espacio disponible.

Paso 3: verificar la capacidad de velocidad

Cada rodamiento tiene una velocidad límite: las rpm máximas a las que puede funcionar de forma continua sin generar calor excesivo. Para los rodamientos de bolas de dos hileras, la velocidad límite suele ser entre un 15 y un 25 % menor que la de un rodamiento comparable de una hilera con el mismo diámetro de agujero, debido al calor adicional generado por la segunda hilera de elementos rodantes. Siempre verifique que la velocidad de operación de la aplicación no exceda el 80% de la velocidad límite del rodamiento en condiciones normales de operación y el 70% en condiciones de temperatura elevada o mala lubricación. (Fuente: práctica general de ingeniería de rodamientos; Machinery's Handbook, 31.ª edición).

Paso 4: seleccione la liquidación y la precarga

El juego interno (la cantidad de juego libre entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura) afecta significativamente el rendimiento del rodamiento. Los rodamientos de bolas de dos hileras están disponibles con juego estándar (C3 para ligeramente flojos, CN para estándar, C2 para ligeramente apretados). Para aplicaciones que requieren una alta rigidez del eje (husillos de máquinas herramienta, accionamientos de precisión), puede ser apropiada una precarga ligera (juego negativo). Para aplicaciones con un aumento significativo de temperatura (motores eléctricos, cajas de engranajes), una clase de espacio libre C3 proporciona un espacio libre de funcionamiento adicional para compensar la expansión térmica durante el funcionamiento.

Paso 5: Elija la configuración de sellado y lubricación

Los rodamientos de bolas de doble hilera están disponibles en configuraciones abiertas (sin blindaje), blindadas (ZZ) y selladas (2RS):

• Rodamientos abiertos: Requieren lubricación externa (grasa o aceite); Adecuado para aplicaciones de alta velocidad o alta temperatura donde se pueden mantener los intervalos de relubricación.
• Blindado (ZZ): Los protectores metálicos reducen la entrada de contaminación y retienen la grasa; adecuado para ambientes limpios a moderados; Permite cierta reducción de velocidad en comparación con el tipo sellado.
• Sellado (2RS): Los sellos de contacto de caucho brindan una excelente exclusión de la contaminación y retención de grasa; preferido para aplicaciones agrícolas, de construcción y exteriores; lubricado de por vida en muchos casos

Matriz de decisión de selección de rodamientos

Mejores prácticas de instalación para rodamientos de bolas de dos hileras

Un rodamiento de bolas de dos hileras correctamente seleccionado puede fallar prematuramente si se instala incorrectamente. La investigación realizada por especialistas en análisis de fallas de rodamientos indica que aproximadamente el 16% de las fallas prematuras de los rodamientos son causadas por prácticas de instalación incorrectas. (Fuente: ASME Journal of Tribology, estudios de causa raíz de fallas en rodamientos; referencia general de la industria). Las siguientes prácticas reducen significativamente el riesgo de fallas inducidas por la instalación.

Maneje los rodamientos correctamente antes de la instalación

• Mantenga los rodamientos en su embalaje original hasta el momento de la instalación para evitar la contaminación y la corrosión.
• Nunca lave los rodamientos con agua del grifo; use alcoholes minerales limpios o solvente para limpieza de rodamientos si es necesario.
• Nunca haga girar un rodamiento para secarlo con aire comprimido: los elementos rodantes pueden alcanzar velocidades dañinas sin lubricación.
• Inspeccione el eje y el orificio de la carcasa para verificar que las dimensiones, la redondez y el acabado de la superficie sean correctos antes de la instalación.

Aplique fuerza al anillo correcto durante la instalación

Esta es la regla de instalación mecánica más crítica para todos los rodamientos de bolas. Al presionar un rodamiento sobre un eje, la fuerza debe aplicarse sólo al aro interior. Al presionar en el orificio de un alojamiento, se debe aplicar fuerza sólo al aro exterior. Nunca aplique fuerza a través de los elementos rodantes. La aplicación de fuerza de instalación a través de las bolas crea hendiduras (marcas Brinell) en las pistas de rodadura que inmediatamente generan ruido y aceleran la falla por fatiga. Utilice una prensa con un manguito de instalación del tamaño adecuado o utilice el método de montaje térmico (calentar el rodamiento de 80 a 100 grados C para expandir el orificio antes de deslizarlo sobre el eje).

Método de montaje térmico

Para instalaciones con ajuste de interferencia en tamaños de eje más grandes, se prefiere el montaje térmico al prensado mecánico porque elimina las cargas de impacto en los elementos rodantes. Caliente el rodamiento en un baño de aceite o calentador de inducción de 80 a 100 grados C (nunca exceda los 125 grados C, ya que temperaturas superiores pueden alterar el tratamiento térmico del acero). Deslice el rodamiento sobre el eje rápidamente mientras aún está expandido y sosténgalo contra el hombro del eje hasta que se haya enfriado y agarre. Nunca utilice llamas abiertas para calentar los rodamientos. — esto crea puntos calientes locales que dañan permanentemente la microestructura de la pista de rodadura.

Lubricación en la instalación

Los rodamientos de bolas de dos hileras abiertos y protegidos deben engrasarse antes o inmediatamente después de la instalación. Llene el interior del rodamiento hasta aproximadamente del 30 al 50 % del espacio libre con una grasa adecuada a la temperatura, velocidad y entorno de funcionamiento. El llenado excesivo de grasa es un error común que provoca agitación, acumulación de calor y daños prematuros en los sellos de los rodamientos sellados. Consulte las recomendaciones de llenado de grasa del fabricante de rodamientos para cada tamaño y velocidad de rodamiento específicos.

Mantenimiento, intervalos de lubricación y reconocimiento del modo de falla

Un mantenimiento continuo y adecuado es la forma más rentable de aprovechar al máximo la vida útil de cualquier instalación de rodamientos de dos hileras de bolas. La siguiente sección cubre los intervalos de relubricación, el monitoreo de vibraciones y los modos de falla más comunes que se deben reconocer antes de que causen daños secundarios.

Intervalos de relubricación

Para rodamientos de bolas de doble hilera abiertos o protegidos que funcionan a velocidad y temperatura moderadas, una fórmula práctica de intervalo de relubricación (Fuente: Guía de referencia de lubricación con grasa NLGI; práctica general de la industria de rodamientos):

Intervalo (horas) = 14.000 / (sqrt(n) x sqrt(d)) - 4d x sqrt(n)

Donde n = velocidad en rpm y d = diámetro del agujero en mm. Esta fórmula proporciona una base que debe reducirse en un 50 % para operaciones a alta temperatura (por encima de 70 grados C), en un 50 % para entornos contaminados y en un 25 % para ejes montados verticalmente donde la grasa drena más fácilmente desde el interior del rodamiento. Utilice siempre el mismo tipo de grasa durante la relubricación; mezclar bases de grasa incompatibles puede provocar una rápida descomposición de ambas grasas y acelerar la falla del rodamiento.

Monitoreo de condición

El análisis regular de vibraciones utilizando un analizador de vibraciones portátil o un acelerómetro de montaje permanente es el método más confiable para detectar defectos en desarrollo en los rodamientos antes de que causen fallas. Las frecuencias características de los defectos (BPFO (frecuencia de paso de la bola, pista exterior), BPFI (frecuencia de paso de la bola, pista interior), BSF (frecuencia de giro de la bola) y FTF (frecuencia fundamental del tren) se pueden calcular a partir de la geometría del rodamiento y la velocidad de funcionamiento, y se pueden identificar en los espectros de vibración mucho antes de que el defecto se vuelva crítico. Los estudios demuestran que el monitoreo del estado de los rodamientos basado en vibraciones generalmente proporciona de 2 a 6 semanas de advertencia antes de fallar. , lo que permite el reemplazo planificado durante las ventanas de mantenimiento programadas en lugar de una respuesta de emergencia a averías (Fuente: ISO 13373-1:2002, Monitoreo de condición y diagnóstico de máquinas).

Modos de falla comunes y causas fundamentales