Cómo elegir los rodamientos de rodillos cilíndricos adecuados

Los fabricantes diseñan los rodamientos para que "soporten" o lleven una carga mientras restringen el movimiento y reducen la fricción entre las partes móviles. Los rodamientos de rodillos cilíndricos son un tipo de rodamiento diseñado para necesidades circulares de alta carga. Las nervaduras guían estos elementos rodantes cilíndricos en los anillos interiores o exteriores diseñados para moverse libremente en la dirección axial, lo que hace que este rodamiento sea ideal para aplicaciones con expansión térmica en el eje, como un motor eléctrico.

Una mejor comprensión de los rodamientos de rodillos cilíndricos, sus funciones y sus ventajas e inconvenientes ayuda a seleccionar el rodamiento correcto para cada aplicación.

Índice de contenidos

• ¿Qué son los rodamientos de rodillos cilíndricos?
• Componentes y materiales
• ¿Por qué utilizar rodamientos de rodillos cilíndricos?
• Aplicaciones de los rodamientos de rodillos cilíndricos
• Preguntas frecuentes

¿Qué son los rodamientos de rodillos cilíndricos?

Un rodamiento de rodillos cilíndricos es un rodamiento de contacto que se diferencia de otros rodamientos. Utilizan piezas rodantes en forma de cilindro en lugar de bolas como las que se encuentran en los rodamientos de bolas. Como los rodillos cilíndricos están en contacto lineal con las pistas de rodadura, tienen una mayor capacidad de carga circular que los rodamientos de bolas.

Aunque los rodillos tienen forma cilíndrica, no son verdaderos cilindros. Los rodillos están abombados o aliviados en los extremos para reducir la tensión, lo que da lugar a una baja fricción. La baja fricción los convierte en una opción ideal para situaciones de alta velocidad. Los rodamientos de rodillos cilíndricos suelen lubricarse con aceite para reducir el calor causado por las altas velocidades.

Componentes y materiales

Los rodamientos de rodillos cilíndricos son rodamientos de tipo radial. Esta clase de rodamientos incluye los rodamientos cónicos, esféricos y de agujas. Todos los rodamientos de rodillos cilíndricos tienen cuatro componentes esenciales: un anillo interior, un anillo exterior, rodillos y una jaula. Los anillos del rodamiento y los rodillos soportan la carga, y la jaula (figura 2) mantiene los rodillos en su sitio.

Los rodamientos de rodillos cilíndricos varían en cuanto a juego y opciones de lubricación, según el fabricante. Pueden hacerse con una jaula o como pieza completa. Algunos no tienen nervaduras en ninguno de los anillos, lo que permite el movimiento axial de los anillos, que pueden utilizarse como rodamientos de extremo libre.

El acero prensado o el latón mecanizado son los materiales más comunes para formar jaulas de rodamientos de rodillos cilíndricos. Sin embargo, algunos utilizan poliamida moldeada, que hace que los rodamientos funcionen de forma más suave y silenciosa. Cuando es necesario, el acero de alto carbono endurecido o el acero de bajo carbono carburado mejoran la fatiga por flexión y soportan fuertes cargas de choque.

Simple vs. Multifila

Aunque los rodamientos de rodillos cilíndricos de una fila son el tipo más común, los rodillos cilíndricos también vienen en opciones de varias filas.

• Los rodillos cilíndricosde una fila son populares porque son separables, lo que facilita su montaje y desmontaje. Sin embargo, no soportan cargas radiales pesadas o sobredimensionadas porque sólo admiten cargas axiales en una dirección.
• Los rodamientos de rodillos cilíndricosde doble fila suelen resolver los problemas de capacidad de carga. Los rodamientos de doble fila reparten la carga en una zona más amplia y soportan cargas desestabilizadoras o vibraciones. Además, un rodamiento de dos filas ocupa menos espacio en el interior de la caja de rodamientos que la colocación de dos rodamientos de una fila uno detrás de otro. También optimiza la transferencia de carga entre las dos filas.
• Los rodamientos de rodillos cilíndricos devarias filas, o de cuatro filas, se utilizan a menudo como rodamientos de cuello de cilindro. Las cuatro filas de rodillos admiten cargas radiales mayores. Las ajustadas tolerancias diametrales de los rodillos contorneados permiten que los rodamientos distribuyan las cargas de manera uniforme. Las jaulas para rodillos de varias filas suelen utilizar una jaula de dedos de latón mecanizado o una jaula de dedos de acero dulce. Sin embargo, los tamaños más grandes utilizan una jaula de acero con rodillos huecos.

¿Por qué utilizar rodamientos de rodillos cilíndricos?

En los rodamientos de rodillos cilíndricos, la carga exterior se redistribuye continuamente entre los rodillos. Menos de la mitad del número total de rodillos soporta la carga de la aplicación cuando el anillo interior gira. La distribución del peso es superior a la capacidad de carga de los rodamientos de bolas. Contribuye a la vida útil del rodamiento.

Ventajas

• Capaz de soportar mayores cargas radiales en comparación con otros rodamientos de rodillos o de bolas
• Puede soportar altas velocidades
• Alta rigidez
• Puede soportar cargas axiales y radiales
• Alta precisión
• Larga vida útil
• Disponible en configuraciones de una, dos y varias filas para adaptarse a los distintos requisitos de carga
• Menor fricción, temperatura y consumo de energía

Desventajas

• Más ruidoso que otros rodamientos
• Mayor coste

Criterios de selección de rodamientos de rodillos cilíndricos

Hay varios criterios a tener en cuenta a la hora de seleccionar los rodamientos de rodillos cilíndricos. Por ejemplo, hay que tener en cuenta las dimensiones, la velocidad de funcionamiento y las especificaciones de carga, las características únicas de la instalación y la elección de los materiales. Las normas DIN 635-1 describen las dimensiones y los símbolos específicos de los rodamientos oscilantes de rodillos de una hilera, mientras que las normas DIN 635-2 se refieren a las configuraciones de dos hileras.

Dimensiones

A la hora de seleccionar los rodamientos para una aplicación específica, hay que tener en cuenta tres dimensiones, a saber

• Orificio La industria de los rodamientos tiene un sistema de numeración estándar para los rodamientos radiales con agujeros de diámetro métrico.
• Diámetro exterior. El diámetro exterior es la anchura total del anillo exterior. Sin embargo, las unidades con carcasa incluyen la carcasa, mientras que las unidades con brida excluyen la brida.
• Ancho total. Anchura total del rodamiento, o del conjunto de rodamientos, incluido el collarín de fijación, si está presente.

Especificaciones de funcionamiento

A la hora de seleccionar el rodamiento correcto, es necesario tener en cuenta el soporte de la carga axial en una dirección (de una fila) o en dos direcciones (de dos filas), así como los parámetros de carga, entre otros:

• Velocidad nominal
• Carga axial o de empuje estática
• Carga radial estática
• Carga dinámica axial o de empuje
• Carga radial dinámica

Características únicas

Una aplicación también puede requerir algunas características únicas. En algunos casos, los rodamientos están embridados para su montaje o fijación. Un diámetro exterior esférico tiene una mayor capacidad de carga y permite que un rodamiento sea más tolerante a la desalineación, pero requiere más espacio radial.

Materiales

Algunas aplicaciones requieren un acero de calidad para rodamientos con alto contenido en carbono completamente endurecido, que es más duradero que los típicos rodamientos de aleación o de acero con bajo contenido en carbono. Además, el procesamiento de materiales puede añadir carbono y aleaciones a los grados de acero con bajo contenido de carbono. Este proceso produce una carcasa resistente a la fatiga y un núcleo rígido y maleable, que mejora la fatiga por flexión para soportar fuertes cargas de choque.

Aplicaciones en las que se utilizan los rodamientos de rodillos cilíndricos

Su mayor capacidad de carga radial y su capacidad para adaptarse a velocidades más rápidas, así como otras ventajas, hacen que los rodamientos de rodillos cilíndricos sean una solución ideal para una gran variedad de industrias, entre ellas:

• Petróleo y gas
• Cajas de cambios
• Aerogeneradores
• Máquina herramienta
• Motores eléctricos
• Manipulación de materiales
• bombas
• Acerías

Preguntas frecuentes

¿Los rodamientos de rodillos cilíndricos tienen poca fricción?

Sí. El diseño de los rodillos y la superficie permite que los rodamientos de rodillos cilíndricos gestionen cargas pesadas con bajos niveles de fricción.

¿Cuáles son las causas de los fallos de los rodamientos de rodillos cilíndricos?

El montaje y el sellado inadecuados, el fallo del lubricante y la presencia de residuos y contaminantes son las razones más comunes de fallos en los rodamientos. Además, una carga excesiva puede provocar un sobrecalentamiento y el fallo.

¿Qué procedimientos de mantenimiento debo seguir?

Los rodamientos de rodillos cilíndricos, como todos los rodamientos, están sometidos a la oxidación, los arañazos, y las esquirlas. Los rodamientos tratados con un recubrimiento superficial ayudan a prolongar su vida útil al evitar estos casos.

¿Qué tipo de tratamientos superficiales debo utilizar en un rodamiento de rodillos cilíndricos?

Los revestimientos de zinc-níquel, zinc y fosfato ayudan a proteger contra el óxido, los arañazos y las esquirlas.

¿Cuál es la diferencia entre los rodamientos de agujas y los de rodillos cilíndricos?

La relación longitud/diámetro de los rodillos de agujas es superior a cuatro. Por el contrario, la longitud de los rodillos en un rodamiento de rodillos cilíndricos es más corta su diámetro exterior.