¿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 es el CTE del acero?

El coeficiente de expansión térmica (CTE) del acero al carbono es de aproximadamente 11-12 × 10⁻⁶ /°C. El del acero inoxidable es de aproximadamente 16-17, el del aluminio de 23 y el del hierro fundido de 10-11.

¿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.

¿Qué pasa si el eje y la carcasa son de materiales diferentes?

Cuando el eje y la carcasa tienen diferentes CTE (p. ej., eje de acero en una carcasa de aluminio), se debe calcular la expansión diferencial. Con aluminio, la carcasa se expande más que el eje, lo que podría reducir el ajuste por interferencia.

Herramienta de ingeniería gratuita #054

Calculadora de expansión térmica de rodamientos

Cálculo de la dilatación térmica axial de ejes y carcasas que afecta a las disposiciones de rodamientos. Incluye una guía para disposiciones fijas y no fijas.

δ = L × α × ΔTMateriales múltiplesGuía de disposiciones

Resultados

Expansión axial del eje δ_eje

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Expansión axial de la carcasa δ_carcasa

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Expansión diferencial

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Recomendación de disposición

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Fórmula de expansión térmica

L — longitud entre cojinetes (mm)
α — coeficiente de expansión térmica (×10⁻⁶ /°C)
ΔT — aumento de temperatura (°C)

Valores de CTE

Material	α (×10-⁶ /°C)
Acero carbono	11.7
Acero inoxidable 304	16.0
Hierro fundido	10.5
aleación de aluminio	23.0
Cobre / bronce	17.3
aleación de titanio	8.6

Disposición fija / libre

ℹ️ La disposición de rodamientos más común utiliza un rodamiento fijo (fijo axialmente en ambas direcciones) y un rodamiento libre (con libre deslizamiento axial). Esto permite la expansión térmica sin generar fuerzas internas.