¿Por qué es importante la expansión térmica para los rodamientos?

Cuando un eje se calienta durante su funcionamiento, se expande axialmente. Si ambos rodamientos están fijados axialmente (fijos), la expansión crea una precarga interna, lo que aumenta la fricción y la temperatura. Una correcta disposición de rodamientos fijos/no fijos permite la expansión térmica sin dañar los rodamientos.

¿Qué es una disposición de rodamientos fijos/no fijos?

En una configuración de rodamientos fijos/no fijos, un rodamiento se fija axialmente (fijo) para posicionar el eje, mientras que el otro rodamiento se desliza axialmente (no fijo) para absorber la expansión térmica. Esta es la configuración más común.

¿Qué valor de CTE debo introducir?

Use un CTE lineal medio para el grado de material exacto en el intervalo de temperatura real. El CTE varía con la composición y la temperatura; los valores genéricos de familia de material son solo ejemplos aproximados.

¿Cuánta expansión es típica?

Un eje de acero de 1 metro con un aumento de temperatura de 50 °C se expande aproximadamente 0,6 mm. Esto puede parecer pequeño, pero puede generar fuerzas enormes si ambas posiciones de los rodamientos están fijas axialmente.

¿La dilatación diferencial axial determina el ajuste o la holgura del rodamiento?

No. El crecimiento del vano axial ayuda a dimensionar la capacidad de desplazamiento axial. El ajuste radial y la holgura interna del rodamiento requieren diámetros locales, temperaturas de anillo/asiento, propiedades de material y la disposición exacta del rodamiento.

Herramienta de ingeniería gratuita #054

Calculadora de expansión térmica de rodamientos

Calcule los cambios térmicos axiales uniformes por separado del eje y del alojamiento, así como su diferencia con signo. Introduzca las longitudes reales, los valores medios de CTE y los cambios de temperatura.

δ = L × α × ΔTCalentamiento/enfriamiento con signoSin selección automática de rodamientos

Resultados

Expansión axial del eje δ_eje

—

Expansión axial de la carcasa δ_carcasa

—

Expansión diferencial

—

Fórmula de expansión térmica

L — longitud inicial efectiva (mm)
α — CTE lineal medio en el intervalo indicado (μm/(m·K), numéricamente ×10⁻⁶/K)
ΔT — cambio de temperatura con signo desde el estado de referencia (diferencia en K o °C)

Entrada de CTE

El CTE depende del grado del material y de la temperatura. Obtenga un valor medio para el intervalo real a partir de datos controlados del material, en vez de elegir una etiqueta amplia de familia de materiales.

Disposición fija / libre

ℹ️ Un apoyo fijo/libre puede compensar el desplazamiento axial debido al crecimiento térmico relativo del eje y el alojamiento, pero la carrera necesaria y el tipo de rodamiento deben seleccionarse según las cargas, ajustes, tolerancias y datos del fabricante de todo el conjunto.

El rodamiento del lado libre debe absorber el cambio axial relativo, dado que las longitudes, temperaturas y coeficientes de dilatación térmica (CTE) pueden diferir.

Utilice el CTE lineal medio para el grado exacto de material en el intervalo real de temperatura; el CTE varía con la temperatura y la composición.

Sí. Un ΔT negativo representa enfriamiento y produce contracción.

No. Únicamente informa de la dilatación axial con su signo. La selección de la disposición requiere cargas, ajustes, tolerancias, desplazamiento disponible y datos del fabricante.

No. El ajuste radial y la holgura interna requieren los diámetros locales, las temperaturas de los aros/asientos y la geometría exacta del rodamiento.

Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.