Cómo elegir un rodamiento giratorio

Para elegir el cojinete de giro correcto, debe determinar en primer lugar los tres parámetros de carga críticos: La carga axial (Fa), la carga radial (Fr) y el momento de vuelco (M) generados por los contrapesos y la carga útil del equipo. En concreto, es necesario calcular estas cargas en las condiciones de trabajo máximas del equipo y aplicar un factor de seguridad adecuado (normalmente de 1,10 a 1,67 en función de la aplicación) para garantizar que la pista de rodadura y la unión atornillada del rodamiento no fallen. Una vez calculadas las cargas factorizadas, debe superponer estos puntos de datos a las curvas de carga límite estática del fabricante. El punto de intersección de la carga resultante debe estar por debajo de la curva límite del tipo de rodamiento seleccionado (como una bola de una hilera para aplicaciones generales o un rodillo de tres hileras para cargas pesadas) para garantizar la integridad estructural y la longevidad operativa.

Identificar los 3 parámetros clave de la carga

Carga axial ( F a ): Es la fuerza paralela al eje de rotación. En la mayoría de las aplicaciones de eje vertical (como grúas o excavadoras), se trata en realidad del peso total de la superestructura más la carga útil, que ejerce presión sobre los rodamientos.
Carga radial ( F r ): Es la fuerza perpendicular al eje de rotación. Suele proceder de la resistencia del trabajo (como la fuerza de excavación), o de factores externos, como la carga del viento o la fuerza de talud generada por el trabajo en pendiente.
Momento de vuelco ( M ): Suele ser el parámetro más crítico y problemático en la selección de los rodamientos giratorios. El momento es generado por la carga que actúa a cierta distancia del centro del rodamiento. En pocas palabras, la carga útil y el contrapeso crean un efecto "balancín" que intenta "levantar" el rodamiento de la estructura de montaje.

Cálculo de la carga basado en las "condiciones máximas de funcionamiento"

Muchos novatos en la respuesta "cómo elegir", un error común es utilizar sólo la carga nominal o carga estática. Para garantizar la seguridad, debe calcular la carga del equipo en condiciones máximas de funcionamiento. Esto significa que usted debe considerar el "peor de los casos" que el dispositivo puede enfrentar, incluyendo:

• Capacidad máxima de carga.
• Fuerzas dinámicas resultantes de una parada brusca o una aceleración repentina.
• La presión del viento sobre la imponente estructura.

El uso de los datos de las condiciones máximas de funcionamiento garantiza que los datos de cálculo representen las tensiones más elevadas a las que puede estar sometido el rodamiento durante toda su vida útil.

Añada el factor de seguridad correcto

Una vez determinada la carga máxima de trabajo, hay que multiplicarla por un factor de seguridad específico. Este factor actúa como un amortiguador para tener en cuenta las cargas de choque, las incógnitas en el funcionamiento y la criticidad de la aplicación. El factor de seguridad suele oscilar entre 1,10 y 1,67:

• Gama baja (~ 1,10 - 1,25): Adecuado para aplicaciones con rotación suave, cargas de bajo impacto y entornos controlados (como plataformas de trabajo aéreas o plataformas giratorias).
• Gama alta (~ 1,33 - 1,67): Imprescindible para aplicaciones pesadas que impliquen grandes impactos, vibraciones severas o fuerzas de excavación, como excavadoras, maquinaria forestal o grúas de alta mar.

Este factor se añade para garantizar que, incluso bajo picos de tensión inesperados, la pista de rodadura del rodamiento y las conexiones atornilladas sean lo suficientemente resistentes como para no fallar.

Análisis de curvas estáticas de carga límite

El uso de la curva de carga límite estática del fabricante. Estos gráficos son una representación visual de la capacidad portante. Es necesario trazar la carga calculada (carga axial y momento de vuelco) con un factor de seguridad en estos gráficos.

• Intersección: Halla el momento que has calculado en la gráfica ( M ) y la carga axial ( F a ) del punto de encuentro.
• Zona segura: un rumbo adecuado cuyo punto de intersección debe quedar por debajo de la curva límite.

Si el punto cae por encima de la curva, significa que el rodamiento es pequeño y se corre el riesgo de que se deforme la pista de rodadura o se rompa el perno. Si el punto cae muy por debajo de la curva, significa que el rodamiento es técnicamente competente.

Seleccione el tipo de rodamiento según la resistencia de la carga

Por último, la posición del punto de carga en la curva determinará el tipo de rodamiento específico.

• Rodamientos giratorios de una hilera: Si su intersección calculada cae por debajo de la curva límite de un rodamiento de bolas estándar de una hilera, ésta suele ser la opción más rentable para aplicaciones de uso general de carga media.
• Rodamientos giratorios de columna de tres hileras: Si su carga es extremadamente alta, especialmente la carga radial o el momento de vuelco es enorme, lo que excede la capacidad de carga del rodamiento de bolas, entonces debe actualizar a un diseño de columna de tres hileras.

Autor:Danniel

"Soy ingeniero de aplicaciones sénior especializado en tecnología de rodamientos de giro. Con más de una década de experiencia en el diseño de maquinaria pesada, ayudo a los ingenieros a realizar complejos cálculos de carga, desde cargas axiales y radiales hasta momentos de vuelco. Mi experiencia radica en el análisis de curvas de carga límite estáticas para garantizar una selección precisa de rodamientos para la seguridad y la longevidad."