¿Qué es la holgura de los rodamientos? Juego interno y ajuste • Balanceador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el balanceo dinámico de trituradoras, ventiladores, trituradoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores. ¿Qué es la holgura de los rodamientos? Juego interno y ajuste • Balanceador portátil, analizador de vibraciones "Balanset" para el balanceo dinámico de trituradoras, ventiladores, trituradoras, sinfines de cosechadoras, ejes, centrífugas, turbinas y muchos otros rotores.

¿Qué es la holgura del rodamiento? Juego interno y ajuste

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Comprensión del juego de los cojinetes

Definición: ¿Qué es el juego del cojinete?

Holgura del cojinete (también llamado juego interno o holgura del rodamiento) es la distancia total que un anillo del rodamiento puede desplazarse con respecto al otro anillo en dirección radial (juego radial) o axial (juego axial) antes de que los elementos rodantes entren en contacto con ambas pistas simultáneamente. En términos más simples, es la cantidad de holgura o juego que se incorpora a un rodamiento antes del ensamblaje, lo que permite la expansión térmica, la deflexión por carga y los efectos del ajuste por interferencia.

Una holgura adecuada en los rodamientos es fundamental para su óptimo rendimiento, lo que afecta la distribución de la carga, la fricción, el ruido, la precisión de funcionamiento y la vida útil. Una holgura insuficiente provoca sobrecalentamiento y fallos prematuros; una holgura excesiva causa ruido., vibración, y un posicionamiento incorrecto del eje.

Tipos de holgura de rodamientos

1. Juego radial interno

El tipo más comúnmente especificado:

  • Definición: Distancia que la pista interior puede moverse radialmente con respecto a la pista exterior
  • Medición: Con una pista fija, mida el desplazamiento radial máximo de la otra pista.
  • Valores típicos: 5-50 micrómetros (0,0002-0,002 pulgadas) para rodamientos pequeños a medianos
  • Afecta: Rigidez radial, distribución de carga, precisión de funcionamiento radial

2. Juego interno axial

Importante para ciertos tipos de rodamientos:

  • Definición: Distancia que la pista interior puede moverse axialmente con respecto a la pista exterior
  • Relevante para: Rodamientos de contacto angular, rodamientos de rodillos cónicos
  • Ajuste: A menudo ajustable mediante calces o apriete de tuercas.
  • Afecta: Rigidez axial, precarga, capacidad de empuje

Clasificaciones de autorización

Los rodamientos se fabrican con clases de holgura estandarizadas:

Grupos de autorización ISO

  • C2: Espacio libre menor de lo normal (más estrecho)
  • CN (Normal): Espacio libre estándar para la mayoría de aplicaciones
  • C3: Holgura mayor de lo normal (más suelta)
  • C4: Holgura mayor que C3 (incluso más suelta)
  • C5: Espacio libre mayor que C4 (espacio libre estándar máximo)

Criterios de selección

Elija el espacio libre adecuado según la aplicación:

  • C2 (Apretado): Aplicaciones de bajo ruido, mínima desviación del eje requerida, bajas temperaturas de funcionamiento
  • CN (Normal): Estándar para la mayoría de aplicaciones industriales generales
  • C3 (Suelto): Ajustes de alta interferencia, altas temperaturas de funcionamiento, cargas pesadas, rodamientos de rodillos esféricos
  • C4, C5: Temperaturas muy altas, ajustes de interferencia muy fuertes, cojinetes grandes con una expansión térmica significativa

Factores que afectan la holgura operativa

Espacio libre inicial vs. espacio libre operativo

La distancia al suelo varía desde la instalación hasta el funcionamiento:

Factores de reducción de espacio libre

  • Ajuste de interferencia (eje): El ajuste apretado en el eje expande la pista interna, lo que reduce el juego (normalmente entre 70 y 80% de interferencia).
  • Ajuste por interferencia (carcasa): El ajuste apretado en la carcasa comprime la pista exterior, lo que reduce el juego (normalmente entre 10 y 201 TP3T de interferencia).
  • Temperatura de funcionamiento: La pista interior (que gira con el eje) suele estar más caliente que la pista exterior; la expansión diferencial reduce el juego.
  • Carga: La carga aplicada deforma elásticamente las pistas, reduciendo el juego efectivo

Factores de aumento del aclaramiento

  • Desgaste del cojinete: La eliminación de material aumenta el espacio libre con el tiempo
  • Deformación plástica: El abollamiento o la abolladura aumentan el espacio libre
  • Aumento de la carrera: Una interferencia inadecuada permite que las carreras giren en sus ajustes, desgastando las ranuras.

Cálculo del espacio libre de operación

La autorización operativa final debe tener en cuenta todos los efectos:

  • Juego operativo = Juego inicial – Reducción de ajuste – Reducción térmica + Desgaste
  • Un diseño adecuado garantiza que el espacio libre operativo final sea un valor positivo pequeño
  • Un juego operativo cero o negativo provoca precarga, lo que aumenta la fricción y el calor.

Efectos de una limpieza incorrecta

Muy poca holgura (cojinete apretado)

  • Fricción excesiva: Las cargas de contacto elevadas aumentan la fricción y la generación de calor.
  • Calentamiento excesivo: Puede alcanzar temperaturas destructivas (> 120°C)
  • Fatiga prematura: Las cargas elevadas aceleran el consumo de vida por fatiga del rodamiento.
  • Ruido: Los cojinetes apretados pueden producir chirridos agudos
  • Riesgo de convulsiones: Los casos extremos pueden provocar agarrotamiento del rodamiento.

Demasiada holgura (cojinete suelto)

  • Carga de impacto: Los elementos rodantes impactan las pistas bajo inversión de carga
  • Ruido: Sonidos audibles de traqueteo o golpes
  • Vibración: Aumento de la vibración por impactos y distribución no uniforme de la carga.
  • Precisión reducida: Excesivo descentramiento del eje y errores de posicionamiento
  • Desgaste acelerado: La carga de impacto y el deslizamiento aceleran el desgaste
  • Daños en la jaula: Un espacio libre excesivo puede dañar la jaula.

Métodos de medición

Antes de la instalación (cojinete sin montar)

Medición del juego radial

  • Apoye la pista exterior, aplique una pequeña carga radial a la pista interior
  • Medir el desplazamiento con un comparador de cuadrante
  • Valores típicos: 10-30 µm para cojinetes medianos
  • Comparar con las especificaciones del fabricante

Método de la sensación (cualitativo)

  • Mantenga una carrera y mueva la otra con la mano
  • Los técnicos experimentados pueden evaluar si el espacio libre es adecuado
  • No es preciso, pero es útil para una verificación rápida.

Después de la instalación

Método de desplazamiento axial

  • Para cojinetes montados, aplique fuerza axial
  • Medir el desplazamiento axial (relacionado con el juego radial)
  • Requiere acceso al extremo del eje

Análisis de vibraciones

  • Una holgura excesiva se manifiesta como un aumento de la vibración de alta frecuencia.
  • Firmas de impacto en forma de onda de tiempo
  • Cambios en las frecuencias naturales de los rodamientos

Pautas de selección de liquidación

Consideración sobre el aumento de temperatura

  • Estimar el aumento de temperatura del cojinete (normalmente entre 20 y 60 °C por encima de la temperatura ambiente)
  • Calcular la expansión diferencial entre las pistas internas y externas
  • Seleccione el espacio libre inicial para proporcionar un espacio libre operativo óptimo
  • Regla general: reducción de 1 µm del juego por cada °C de diferencia de temperatura para un rodamiento con un diámetro interior de 100 mm

Compensación de ajuste por interferencia

  • Ajuste firme del eje: utilice C3 o C4 para compensar la expansión de la pista interna
  • Ajuste de eje suelto: CN o C2 pueden ser apropiados
  • Los efectos del ajuste de la carcasa suelen ser menos significativos que los del ajuste del eje

Selección específica para la aplicación

  • Aplicaciones de precisión: C2 o CN para un descentramiento mínimo
  • Motores eléctricos: C3 común debido a ajustes ajustados del eje y aumento de temperatura
  • Servicio de alta temperatura: C4 o C5 para tener en cuenta la expansión térmica
  • Cargas pesadas: C3 o C4, se acepta cierta reducción del espacio libre bajo carga

Relación con la vibración y el diagnóstico

Efecto sobre las características de vibración

  • Una holgura excesiva produce una respuesta de vibración no lineal
  • Múltiple armonía por carga de impacto
  • Ruido de alta frecuencia de banda ancha
  • Vibración errática no proporcional a la velocidad

Indicadores de diagnóstico

  • El aumento del nivel general de vibración a lo largo del tiempo sugiere desgaste que aumenta la holgura.
  • Los impactos de alta frecuencia indican un espacio libre excesivo
  • Los cambios en la rigidez del rodamiento afectan velocidades críticas
  • El monitoreo de temperatura revela un rodamiento apretado (temperatura alta) en comparación con lo normal

La holgura de los rodamientos es una especificación crucial que debe seleccionarse y verificarse correctamente para garantizar un rendimiento óptimo. Comprender cómo la holgura afecta la vibración, el ruido y la vida útil de los rodamientos permite una mejor selección, prácticas de instalación adecuadas y una interpretación eficaz del diagnóstico del estado de los rodamientos.

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