¿Qué es un rodamiento rígido de bolas?

¿Qué es exactamente un rodamiento rígido de bolas?

El nombre proviene directamente de la forma de la pista. En un rodamiento radial plano, la ranura es poco profunda y solo resiste la carga que empuja directamente a través del eje. En un rodamiento rígido de bolas, el radio de la ranura se corta sólo marginalmente más grande que la propia bola, generalmente dentro de un pequeño porcentaje, por lo que la bola nunca tiene espacio para salir del canal, incluso cuando el eje empuja hacia los lados. Esa única decisión geométrica es la razón por la que los rodamientos rígidos de bolas se convirtieron en la opción predeterminada en casi todas las categorías de máquinas, desde el motor de una licuadora de cocina hasta la caja de engranajes de una cinta transportadora.

Cuando las personas buscan un rodamiento de bolas o un rodamiento de bolas sin conocer el nombre técnico, casi siempre describen esta pieza exacta. Es el rodamiento que la mayoría de los ingenieros imaginan primero porque aparece en más páginas de catálogo, más dibujos OEM y más listas de piezas de repuesto que cualquier otra familia de rodamientos.

Las piezas dentro de un rodamiento rígido de bolas

Cada rodamiento rígido de bolas, sin importar cuán pequeño o grande sea, se construye a partir de las mismas cinco piezas funcionales. Comprender cada uno de ellos hace que sea mucho más fácil leer una tabla de tamaños de rodamientos o una tabla de dimensiones de rodamientos más adelante, porque cada dimensión en esa tabla se corresponde con uno de estos componentes.

• 01
  anillo interior Presiona sobre el eje y lleva la ranura interior de la pista de rodadura. Su diámetro interior es el primer número en cualquier tabla de tamaños de rodamientos.
• 02
  Anillo exterior Se asienta en el orificio de la carcasa y lleva la ranura exterior de la pista de rodadura. Su diámetro exterior, junto con el orificio, define la sección transversal del rodamiento.
• 03
  Complemento de balón Un anillo de bolas de acero endurecido, generalmente de ocho a diez en un diámetro pequeño o mediano, que rueda entre las dos pistas y soporta físicamente la carga.
• 04
  Jaula o retenedor Mantiene las bolas espaciadas uniformemente alrededor de la pista de rodadura para que no se toquen entre sí, lo que crearía fricción por deslizamiento y desgaste rápido.
• 05
  Sello o escudo Una cubierta opcional presionada o fijada en el anillo exterior que mantiene el lubricante dentro y la suciedad fuera. Las versiones abiertas, blindadas y selladas comparten la misma geometría interna.

Nota: el término rodamiento de bolas se utiliza a menudo de manera vaga para describir el conjunto completo, mientras que el término rodamiento de bolas por sí solo generalmente se refiere solo al componente de bola de acero suelto que se vende por separado para trabajos de reparación o reengrase.

Cómo transporta la carga un rodamiento rígido de bolas

Un rodamiento rígido de bolas funciona según el principio de contacto puntual. Cada bola de acero toca la pista de rodadura interior en un punto y la pista de rodadura exterior en un punto, y la carga pasa a través de esos dos pequeños parches de contacto en lugar de a través de una línea completa, como lo haría en un rodamiento de rodillos. El contacto puntual mantiene baja la resistencia a la rodadura, razón por la cual los rodamientos rígidos de bolas giran más libremente que casi cualquier otra familia de rodamientos del mismo tamaño.

Debido a que la ranura de la pista de rodadura es profunda en ambos anillos, la línea que conecta los dos puntos de contacto no es perfectamente recta a través del centro de la bola, sino que se asienta en un ángulo pequeño, a menudo citado como aproximadamente cero grados en reposo, pero que se desplaza ligeramente bajo carga axial. Ese ángulo de contacto cambiante es lo que permite que un rodamiento rígido de bolas de una hilera resista el empuje desde cualquier dirección sin necesidad de un segundo rodamiento opuesto. Es necesario combinar un rodamiento de rodillos cónicos o un rodamiento de contacto angular para manejar el empuje bidireccional. Un rodamiento rígido de bolas de una hilera lo hace solo, en una sola pieza y a un precio.

Rodamiento rígido de bolas de una hilera versus doble hilera

La mayor parte de lo que la gente entiende por rodamiento rígido de bolas es el rodamiento rígido de bolas de una hilera, que es, con diferencia, la configuración más común. Una versión de dos hileras duplica el complemento de bolas en un rodamiento más ancho, lo que aumenta la capacidad radial sin apilar dos rodamientos de una hilera separados en el eje. La siguiente tabla alinea las dos configuraciones una al lado de la otra.

En la práctica, los rodamientos rígidos de una hilera de bolas cubren más de nueve de cada diez aplicaciones industriales, porque la mayoría de los ejes no necesitan el margen radial adicional que proporciona un diseño de dos hileras. Los rodamientos de dos hileras están reservados para situaciones en las que el espacio a lo largo del eje es limitado pero la carga radial es inusualmente alta.

Por qué los rodamientos rígidos de bolas son la opción predeterminada

Pregúntele a cualquier ingeniero de rodamientos para qué sirven los rodamientos rígidos de bolas y la respuesta es casi siempre la misma: todo lo que no sea un caso extremo. No son los rodamientos de carga más altos disponibles ni los rodamientos más rápidos disponibles, pero son el mejor compromiso entre carga, velocidad, costo y simplicidad, que es exactamente la razón por la cual el volumen de producción global para este tipo de rodamiento único supera a todas las demás familias de rodamientos combinadas.

Rodamientos rígidos de bolas abiertos, blindados y sellados

Un rodamiento rígido de bolas se puede suministrar con varios niveles de protección diferentes, y las letras del sufijo después del número de tamaño le indican cuál está sosteniendo. Esto es tan importante como las dimensiones brutas cuando se combina un rodamiento de bolas de repuesto con una máquina.

Tabla de tamaños y dimensiones de rodamientos rígidos de bolas

Cada rodamiento rígido de bolas se describe mediante tres medidas centrales: diámetro del agujero, diámetro exterior y ancho. Juntos, estos tres números forman la tabla de dimensiones de los rodamientos que aparece en cada hoja de datos del fabricante. La siguiente tabla es una tabla de tamaños de rodamientos de bolas estándar para las series métricas más comunes, que cubre las series 60 extra ligeras, 62 ligeras y 63 medianas.

Las figuras anteriores son valores representativos a nivel de catálogo utilizados para comparación general. Confirme siempre los tamaños y dimensiones exactos de los rodamientos con la hoja de datos actual del fabricante antes de realizar el pedido, ya que las capacidades de carga varían ligeramente entre los estándares de producción.

Cómo leer la designación de un rodamiento

Un código como 6205-2RS-C3 agrupa tamaños y opciones de rodamientos en una sola cadena. Separarlo hace que toda la tabla de dimensiones de los rodamientos sea más fácil de usar en el futuro.

Materiales Used to Build a Deep Groove Ball Bearing

Los anillos y las bolas de un rodamiento rígido de bolas estándar están hechos de acero para rodamientos de aleación de cromo, más comúnmente de grado GCr15, que se endurece completamente a aproximadamente 60 a 64 HRC. Esa dureza permite que la pequeña bola y el parche de contacto de la pista manejen ciclos de tensión repetidos sin deformarse. Las jaulas suelen ser de acero estampado para rodamientos de diámetro más pequeño y de latón mecanizado o polímero de ingeniería para rodamientos más grandes o de mayor velocidad.

¿Para qué se utilizan los rodamientos rígidos de bolas?

La respuesta honesta a la pregunta de para qué se utilizan los rodamientos rígidos de bolas es para casi cualquier cosa que gire. Debido a que el diseño maneja carga radial, empuje moderado en ambas direcciones y alta velocidad, todo en una pieza compacta y económica, se convirtió en el soporte giratorio preferido en casi todas las industrias que construyen maquinaria.

Cómo seleccionar el rodamiento rígido de bolas adecuado

1. Confirme las dimensiones del eje y la carcasa.

   Mida el diámetro del eje para determinar el tamaño del orificio y el orificio de la carcasa para determinar el diámetro exterior, luego coteje con una tabla de tamaños de rodamientos para preseleccionar los números de pieza candidatos.

2. Calcular carga radial y axial.

   Sume las fuerzas reales que el rodamiento verá en funcionamiento, incluida la tensión de la correa o la fuerza del engranaje, no solo el peso estático del conjunto giratorio.

3. Verifique la velocidad requerida

   Compare sus rpm de funcionamiento con la columna de velocidad límite de la tabla de dimensiones de los rodamientos de bolas y luego aplique un margen de seguridad para la vida útil de la grasa y la temperatura ambiente.

4. Elija un tipo de sellado

   Elija rodamientos abiertos solo si tiene un sistema de lubricación controlado; de lo contrario, elija 2RS o ZZ según el perfil de polvo, humedad y velocidad del entorno.

5. Seleccione la clase de liquidación

   El espacio libre estándar se adapta a la mayoría de los trabajos de uso general, mientras que el espacio libre C3 es común para motores eléctricos que se calientan y necesitan espacio interno adicional.

6. Confirmar el grado de tolerancia

   La tolerancia ABEC o ISO P0 está bien para maquinaria general, mientras que los husillos de precisión y los equipos de alta velocidad necesitan P6 o más.

Instalación y mantenimiento de un rodamiento rígido de bolas

Modos de falla comunes

Dónde conseguir rodamientos rígidos de bolas

Las dimensiones consistentes, la calidad del acero verificada y el tratamiento térmico estable son tan importantes como los números impresos en una tabla de dimensiones de rodamientos. Un proveedor que gestiona sus propias líneas de forjado, torneado, tratamiento térmico y rectificado puede mantener la tolerancia y la capacidad de carga de forma mucho más consistente que una empresa comercial que sólo reempaqueta rodamientos de fuentes mixtas.

Preguntas frecuentes sobre rodamientos rígidos de bolas

La versión corta

Un rodamiento rígido de bolas es el caballo de batalla diario de la maquinaria rotativa. Su ranura profunda en la pista de rodadura permite que una pieza compacta y asequible soporte carga radial, carga axial en ambas direcciones y una alta velocidad de rotación al mismo tiempo, razón por la cual aparece en más diseños que cualquier otro tipo de rodamiento. Ya sea que esté leyendo una tabla de tamaños de rodamientos de bolas para que coincida con una pieza de repuesto, comparando opciones de una o dos hileras, o comprando un volumen de producción de un fabricante como Ningbo Zhenhai Hualei Bearing Co., Ltd., el mismo principio subyacente es válido: la profundidad de la ranura es la característica, y todo lo demás relacionado con el rodamiento se deriva de ello.