Qué es un rodamiento de rodillos cruzados

Un rodamiento de rodillos cruzados es un rodamiento de alta precisión en el que los rodillos cilíndricos están dispuestos alternativamente a 90º entre los anillos interior y exterior, concretamente dentro de una pista de rodadura con ranura en V a 90º. Los rodillos cilíndricos de un rodamiento de rodillos cruzados establecen un contacto lineal con la superficie de la pista de rodadura. Esta geometría única permite que un único rodamiento soporte cargas pesadas desde todas las direcciones simultáneamente, incluyendo cargas radiales, axiales y de momento, al tiempo que ofrece una rigidez de 3 a 4 veces superior a la de los rodamientos convencionales. Esto significa que se puede sustituir una compleja disposición de rodamientos dobles por una sola unidad compacta, lo que simplifica significativamente la estructura rotacional y maximiza la eficiencia del espacio en aplicaciones de alta precisión como articulaciones de robots industriales, transmisiones armónicas y equipos de tomografía médica.

Ranura en V a 90° Geometría interna

La característica más típica de un rodamiento de rodillos cruzados está escrita en su nombre: disposición "en cruz". Los rodillos cilíndricos están dispuestos en posiciones alternas a 90 grados entre sí. Esto contrasta con los diseños de rodamientos estándar, que suelen alinear los elementos rodantes en una única dirección paralela. En el interior de la pista en V a 90°, se suelen instalar espaciadores o jaulas entre estos rodillos cruzados. No subestime esta estructura interna, ya que desempeña un papel vital: evita que los rodillos se inclinen a altas velocidades y elimina la fricción que puede surgir del contacto directo entre los rodillos. Esta precisa disposición geométrica es la base de la capacidad del rodamiento para mantener una elevada precisión de rotación.

Contacto de línea frente a contacto puntual

Para comprender realmente la diferencia de rendimiento entre los rodamientos de rodillos cruzados y los rodamientos de bolas de contacto angular tradicionales, debemos fijarnos en la superficie de contacto.

• Rodamiento de bolas (contacto puntual): Cuando el rodamiento de bolas está cargado, el área de contacto entre la bola y la pista de rodadura es sólo un punto minúsculo. Bajo cargas pesadas, este punto crea una gran concentración de presión.
• Rodamientos de rodillos cruzados (contacto lineal): Como se ha mencionado anteriormente, los rodillos cilíndricos están en contacto lineal con la superficie de la pista de rodadura. Dado que la carga se distribuye a lo largo de una línea en lugar de un único punto, la deformación elástica bajo carga es muy pequeña.

Este principio físico explica por qué los rodamientos de rodillos cruzados pueden proporcionar una rigidez de 3 a 4 veces mayor que los tipos tradicionales. Para aquellos escenarios de aplicación que requieren un juego cero y una rigidez extremadamente alta, esta transición del contacto puntual al lineal suele ser el factor decisivo para el éxito o el fracaso.

Soporta cargas desde todas las direcciones simultáneamente

Una de las capacidades más valiosas de un rodamiento de rodillos cruzados es su capacidad para manejar combinaciones de carga complejas por sí solo. En el diseño mecánico tradicional, los ingenieros a menudo tienen que calcular la carga radial perpendicular al eje y la carga axial paralela al eje por separado, lo que normalmente significa que hay que configurar diferentes rodamientos para cada fuerza. Sin embargo, gracias a este diseño de disposición alterna a 90 grados:

• La mitad de los rodillos son responsables de soportar la carga radial;
• La otra mitad del rodillo es responsable de soportar la carga axial (empuje);

Esta combinación confiere al cojinete una excelente resistencia a los momentos de vuelco (es decir, las fuerzas que provocan la inclinación). Esta capacidad de carga "todo en uno" elimina la necesidad de realizar complejos cálculos de direcciones de carga, ya que está diseñado para soportar cargas pesadas en todas las direcciones al mismo tiempo.

Sustituir la disposición de doble rodamiento

Al utilizar rodamientos de rodillos cruzados, puede sustituir directamente dos rodamientos por una unidad compacta. Los resultados son evidentes:

• Carcasa de tamaño reducido: maximiza la eficiencia del espacio, algo esencial en la maquinaria compacta.
• Simplifica la estructura giratoria: menos piezas significa menos puntos potenciales de fallo y un montaje más sencillo.

Áreas de aplicación de alta precisión

Su gran rigidez, tamaño compacto y capacidad de carga multidireccional hacen de los rodamientos de rodillos cruzados la elección estándar en determinadas industrias de gama alta. Gracias a sus características únicas, son casi indispensables en las siguientes áreas:

• Articulaciones de robots industriales: En este caso, el movimiento debe ser preciso y la articulación debe soportar el peso del brazo al girar (se trata de una carga de momento típica).
• Reductor armónico: Este tipo de reductor de precisión requiere una rigidez extremadamente alta y un juego mínimo.
• Equipos de tomografía médica: Por ejemplo, los escáneres de tomografía computarizada, el pórtico debe soportar pesos enormes en un bastidor compacto al tiempo que gira con suavidad y precisión.

Autor：Jay

Hola, soy un Ingeniero Técnico Senior especializado en rodamientos de precisión. Con más de 10 años de experiencia en la industria del control de movimiento, me centro en ayudar a los diseñadores mecánicos a optimizar las estructuras rotacionales para robótica y automatización seleccionando las soluciones de rodamientos de alta rigidez adecuadas.