Guía para seleccionar y mantener rodamientos para lograr el máximo rendimiento

Los rodamientos, componentes indispensables en la ingeniería mecánica, sirven como piedra angular para soportar los elementos giratorios o alternativos de las máquinas y, al mismo tiempo, minimizan la fricción durante el funcionamiento. Estas piezas críticas están omnipresentes en maquinaria que va desde motores en miniatura hasta equipos industriales pesados. El rendimiento de los rodamientos afecta directamente la eficiencia operativa, la precisión, la vida útil y la confiabilidad general de los sistemas mecánicos. Por lo tanto, los ingenieros mecánicos y los profesionales técnicos tienen un conocimiento profundo de los tipos de rodamientos, las estructuras, los criterios de selección y los métodos de mantenimiento.

Los rodamientos son componentes mecánicos que realizan cuatro funciones principales:

1. Soporta piezas giratorias o alternativas:A través de elementos rodantes internos o superficies deslizantes, los rodamientos permiten un movimiento suave de ejes, cubos u otros componentes móviles.
2. Reducir la fricción:Su diseño especializado minimiza la fricción entre las piezas móviles, mejorando la eficiencia mecánica y reduciendo la pérdida de energía y el desgaste.
3. Transmisión de carga:Los rodamientos transfieren cargas desde piezas móviles a estructuras de soporte, manejando cargas radiales, axiales o combinadas.
4. Posicionamiento de precisión:Mantienen un posicionamiento preciso de los componentes móviles dentro de rutas y orientaciones designadas.

Los rodamientos se clasifican según principios operativos y características estructurales:

• Rodamientos:Utilice elementos rodantes (bolas, rodillos o rodillos cónicos) entre los anillos interior y exterior para soportar cargas con fricción reducida. Ideal para aplicaciones de alta velocidad y alta precisión que requieren una larga vida útil.
• Cojinetes lisos:Emplee películas lubricantes entre superficies deslizantes, adecuadas para aplicaciones de carga pesada y baja velocidad con cargas de impacto.

• Rodamientos de bolas:Cuentan con elementos rodantes esféricos para un rendimiento de baja fricción en aplicaciones de carga ligera y alta velocidad. Las variantes comunes incluyen rodamientos rígidos de bolas, de contacto angular, autoalineantes y axiales.
• Rodamientos de rodillos:Incorpore rodillos cilíndricos, cónicos, esféricos o de agujas para una capacidad de carga superior en aplicaciones de servicio pesado.

• Rodamientos radiales:Resiste principalmente cargas perpendiculares.
• Cojinetes axiales:Manejar cargas paralelas.
• Rodamientos combinados:Soporta cargas radiales y axiales.

• Rodamientos rígidos:Requiere una instalación precisa sin tolerancia de desalineación.
• Cojinetes autoalineantes:Compense la desviación del eje o los errores de montaje.

El tipo de rodamiento más frecuente presenta una construcción simple con anillos interiores y exteriores, bolas de acero y jaula. Con baja fricción y capacidad de alta velocidad, manejan principalmente cargas radiales y al mismo tiempo acomodan algunas cargas axiales. Las aplicaciones incluyen motores, cajas de engranajes, bombas y ventiladores.

Diseñados con pistas de rodadura en ángulo para gestionar simultáneamente cargas radiales y axiales, estos rodamientos ofrecen alta capacidad de carga y rigidez para husillos de máquinas herramienta, instrumentos de precisión y motores de alta velocidad.

Con pistas de rodadura esféricas en el anillo exterior, compensan la desalineación del eje en maquinaria textil, equipos agrícolas y máquinas para trabajar la madera, aunque con una capacidad de carga relativamente menor.

Diseñados exclusivamente para cargas axiales utilizando anillos y bolas en forma de arandela, son esenciales en grúas, perforadoras y tornos.

Con elementos rodantes cilíndricos, destacan en aplicaciones de carga radial pesada para laminadores, cajas de engranajes y maquinaria pesada.

La geometría cónica permite el manejo combinado de cargas radiales y axiales, particularmente en cubos de ruedas de automóviles, husillos de máquinas herramienta y laminadores.

Los rodillos en forma de barril y las pistas de rodadura esféricas proporcionan compensación de desalineación para equipos de minería, máquinas papeleras y aplicaciones industriales pesadas.

Los rodillos delgados minimizan los requisitos de espacio radial en transmisiones de automóviles, motores de motocicletas y maquinaria textil.

La selección de rodamientos requiere una evaluación exhaustiva de:

1. Características de la carga (tipo, magnitud, dirección)
2. Velocidad operativa
3. Requisitos de precisión
4. Necesidades de rigidez
5. Expectativas de vida útil
6. Condiciones ambientales (temperatura, humedad, corrosión)
7. Limitaciones de espacio de instalación
8. Consideraciones presupuestarias

La identificación de rodamientos implica decodificar marcas que indican tipo, dimensiones, clase de precisión y holgura:

Los códigos alfanuméricos estandarizados (ISO, DIN, JIS) especifican las características de los rodamientos.

Expresado como diámetro interior × diámetro exterior × ancho (ID × OD × W).

Clasificado de P0 (normal) a P2 (ultraprecisión), lo que afecta la precisión dimensional y el rendimiento rotacional.

El espacio libre estándar (CN) o C3 (más grande) afecta la distribución de la carga y las características operativas.

Los escudos (ZZ) o los sellos de contacto (2RS) brindan protección contra la contaminación.

1. Mantener una limpieza escrupulosa
2. Aplicar lubricación adecuada
3. Utilice herramientas de instalación especializadas
4. Controlar las fuerzas de montaje
5. Garantizar una alineación perfecta

La lubricación eficaz reduce la fricción, previene el desgaste, disipa el calor e inhibe la corrosión:

Ideal para aplicaciones de carga pesada y baja velocidad con mantenimiento simplificado.

Adecuado para operaciones de alta velocidad y alta temperatura que requieren disipación de calor.

Los sistemas de neblina de aceite y aire de aceite brindan una lubricación precisa para aplicaciones de precisión de alta velocidad.

1. Monitoreo regular del estado (ruido, vibración, temperatura)
2. Relubricación programada
3. Reemplazo de lubricante
4. Control de contaminación
5. Reemplazo oportuno de unidades dañadas.

Los modos de falla comunes incluyen:

Causado por lubricación inadecuada, contaminación o sobrecarga.

Como resultado de una carga cíclica excesiva, altas velocidades o mala lubricación.

Ocurre en ambientes húmedos o químicamente agresivos.

Debido a sobrecargas extremas, cargas de impacto o defectos del material.

1. Precisión mejorada para maquinaria avanzada
2. Mayores velocidades de rotación
3. Vida útil extendida
4. Tecnología de sensores integrada para monitoreo de condición
5. Materiales y procesos ambientalmente sostenibles

• SKF (Suecia)
• FAG (Alemania)
• NSK/NTN (Japón)
• Timken (Estados Unidos)
• IKO (Japón)

La selección debe considerar los requisitos de la aplicación, las restricciones presupuestarias y la confiabilidad del proveedor.