La desalineación de los rodamientos explicada

La desalineación de los rodamientos explicada

Bomba centrífuga con rodamientosLa desalineación de los rodamientos es una causa frecuente de fallas. Puede causar la fractura de la jaula, lo que provocará el agarrotamiento del rodamiento, la falla de la bomba centrífuga y un costoso tiempo de inactividad. También puede causar carga en los bordes, lo que resultará en una falla temprana del rodamiento. Las herramientas típicas de cálculo de la vida útil de los rodamientos suponen que los anillos interior y exterior del rodamiento están bien alineados. Una alineación generalmente aceptable es mejor que 0,003 radianes (10 minutos de arco) para rodamientos de bolas y 0,0012 radianes (4 minutos de arco) para rodamientos de rodillos cilíndricos . Los rodamientos se fabrican con gran precisión. Se debe tener mucho cuidado con las prácticas de mecanizado y las precisiones de ensamblaje del eje y la carcasa de acoplamiento para mantener esta precisión. En la práctica, sin embargo, debe tenerse en cuenta la precisión de mecanizado de las piezas que rodean al rodamiento. Las fuentes de desalineación incluyen:

  • Agujeros de carcasa no concéntricos
  • Hombros no perpendiculares en componentes acoplados
  • eje doblado
  • Errores durante la instalación
  • Irregularidades de la placa base
  • Superficie de montaje no plana
  • Rigidez insuficiente de la superficie de montaje

Diagnosticar la desalineación del rodamiento

La desalineación en un rodamiento defectuoso normalmente se puede diagnosticar examinando la trayectoria del elemento rodante dentro del rodamiento. A medida que giran los rodamientos, los elementos rodantes generan una trayectoria de desgaste en las pistas de rodadura interior y exterior. Un rodamiento bien alineado exhibirá una trayectoria en el centro de los anillos interior y exterior, mientras que un rodamiento desalineado exhibirá trayectorias irregulares.

Evitar rodamiento m alineacion

La desalineación se puede evitar prestando atención durante el proceso de instalación del rodamiento. El primer paso es el diseño y el mecanizado adecuados de la carcasa de acoplamiento y los componentes del eje. Las carcasas deben ser rígidas para proporcionar un soporte de cojinete firme . En los casos en los que se montan dos rodamientos en un soporte, las superficies de ajuste del orificio del soporte deben diseñarse de manera que ambos asientos del rodamiento puedan terminarse juntos con una sola operación, como el mandrinado en línea. La precisión y el acabado superficial recomendados para los ejes y los alojamientos se enumeran en la Tabla 1 para condiciones de funcionamiento normales (los valores de IT son Grados de Tolerancia Internacional según la Organización Internacional de Normalización 286). Los rebordes del eje o del alojamiento que hacen contacto con la cara de un rodamiento deben ser ortogonales a la línea central del eje. .

Los filetes del eje y el alojamiento no deben hacer contacto con el chaflán del rodamiento, mientras que el diámetro del reborde de soporte aún debe ser lo suficientemente grande para soportar completamente la cara del rodamiento. Durante la instalación, se deben limpiar todas las superficies de contacto, y todos los bordes de las superficies de apoyo del eje y el hombro deben estar libres de rebabas. Los métodos de montaje de los rodamientos variarán según el tipo de rodamiento y el tipo de ajuste. Debido a que los rodamientos generalmente se usan con ejes giratorios, el los anillos interiores requieren un ajuste apretado . Los rodamientos con agujeros cilíndricos generalmente se montan presionando el aro interior sobre los ejes (ajuste a presión) o calentándolos para expandir su diámetro (ajuste por contracción). Los rodamientos con agujeros cónicos se pueden montar directamente en ejes cónicos o en ejes cilíndricos mediante el uso de manguitos cónicos.



Los rodamientos generalmente se montan en carcasas con un ajuste flojo . Sin embargo, si el anillo exterior tiene un ajuste de interferencia, se puede usar una prensa. Los usuarios finales siempre deben aplicar primero una película ligera de aceite en las superficies de conexión para evitar que se rayen. Al presionar un rodamiento en una carcasa, aplique presión al anillo exterior del rodamiento. Al presionar sobre un eje, presione sobre el anillo interior. Por ejemplo, las jaulas de nailon son más flexibles que las jaulas de acero y pueden adaptarse mejor a la desalineación que las jaulas de acero . Aumentar el juego interno del rodamiento aumentará su capacidad de desalineación. También se pueden utilizar rodamientos de bolas a rótula. Estos rodamientos tienen una pista de rodadura esférica con un centro de curvatura que coincide con el de un rodamiento. Esto permite que el eje del aro interior, las bolas y la jaula se desvíen hasta cierto punto alrededor del centro del rodamiento. Sin embargo, este diseño puede crear un ángulo de contacto más pequeño entre la bola y la pista de rodadura, lo que da como resultado una capacidad de carga más baja en comparación con un rodamiento rígido de bolas de tamaño similar.

La desalineación estática permitida en este tipo de rodamiento es de aproximadamente 0,07 a 0,12 radianes (4 a 7 grados) bajo cargas normales. . Dependiendo de la estructura circundante, este ángulo puede no ser siempre posible. Debido a que los cálculos L10 estándar asumen que el rodamiento está bien alineado, se deben realizar cálculos adicionales para determinar el efecto de la desalineación en la vida de fatiga del rodamiento. La desalineación máxima permitida de un rodamiento varía según el tamaño y el tipo de rodamiento, el juego interno durante el funcionamiento y la carga. Suponga que la vida de fatiga sin desalineación del rodamiento es Lθ 0 y la vida de fatiga con desalineación del rodamiento es Lθ. El efecto de la desalineación en la vida de fatiga se puede encontrar calculando Lθ/Lθ=0.

En esta figura, el eje horizontal muestra la desalineación de los anillos interior/exterior (rad), mientras que el eje vertical muestra la relación de vida a fatiga Lθ/Lθ=0. Como ejemplo de condiciones normales de funcionamiento, se supuso que la carga radial Fr (N) para ambas figuras era aproximadamente el 10 por ciento de la clasificación de carga dinámica Cr (N), y el ajuste del eje se mecanizó al valor recomendado.

También se consideró la disminución del juego interno debido a la expansión del aro interior. Los tres gráficos separados representan el despeje efectivo máximo, mínimo y medio. La reducción de la vida de fatiga está limitada a 5 a 10 por ciento hasta 0.004 radianes de desalineación. , por lo tanto, no reduce significativamente la vida útil del rodamiento. Sin embargo, cuando la desalineación supera este límite, la vida se reduce considerablemente. En este escenario, un aumento de 11 μm en la holgura interna da como resultado un aumento de ~0,0015 radianes en la capacidad de desalineación.

La figura anterior representa tres clases de juego separadas para un rodamiento de rodillos cilíndricos: juego normal, C3 y C4. En comparación con el rodamiento rígido de bolas, la relación de vida se reduce en más del 10 por ciento con solo 0,001 radianes de desalineación . Existe poca variación entre las diferentes clases de aclaramiento, a pesar de una diferencia total de 50 μm.

Claramente, el El rodamiento de rodillos es más sensible a los efectos de la desalineación que el rodamiento de bolas. , y esto debe tenerse en cuenta al seleccionar un tipo de cojinete en un nuevo diseño de bomba. Estas cifras se generaron para condiciones de funcionamiento típicas, pero no se aplican a todas las aplicaciones de bombas. Reducir o eliminar la desalineación de los cojinetes es fundamental para prolongar la vida útil de la bomba. Se deben seguir las tolerancias de montaje y los procesos de instalación recomendados para evitar la desalineación de los rodamientos. Si no se puede evitar por completo la desalineación, se requieren cálculos adicionales para determinar el efecto que tendrá en la vida útil del rodamiento.