Un rodamiento axial de rodillos esféricos se parece a un rodamiento de rodillos esféricos colocado de lado. No lo está: se trata de una familia de rodamientos distinta, diseñada específicamente para soportar cargas axiales elevadas en un solo sentido, con capacidad adicional para admitir cierta carga radial y cierto desalineamiento del eje.
Si su aplicación es el eje de una bomba vertical, el gancho de una grúa, una prensa de tornillo o el empuje de propulsión de un buque, es decir, cualquier situación en la que la carga predominante actúe a lo largo del eje y no transversalmente, es muy probable que este sea el rodamiento ya instalado en esa posición.
Cómo está construido
El rodamiento cuenta con dos aros principales: un aro de eje (el aro del lado del agujero, montado sobre el eje giratorio) y un aro de alojamiento (el aro de mayor tamaño, con pista esférica). Entre ambos se dispone una sola hilera de rodillos asimétricos, retenidos por una jaula y dispuestos en torno a un ángulo de contacto de aproximadamente 45°.
La pista esférica del aro de alojamiento es precisamente lo que permite a este rodamiento autoalinearse. El centro de la esfera coincide con el eje del rodamiento, de modo que el aro de alojamiento puede bascular con respecto al aro de eje sin alterar el recorrido de la carga a través de los rodillos. Esto compensa la flexión del eje o la desalineación del alojamiento, que inmovilizarían un rodamiento axial plano.
El ángulo de contacto de 45° es lo que permite que el rodamiento soporte carga radial además de su carga axial principal, aunque solo hasta cierto límite. La carga radial no debe superar el 55% de la carga axial. Si se supera esa relación, se le está exigiendo al rodamiento que desempeñe la función de un rodamiento de rodillos cilíndricos con una geometría inadecuada; su vida útil se reduce de forma brusca.
Anillo ajustado frente a anillo suelto: un detalle exclusivo de este rodamiento
A diferencia de un rodamiento de rodillos a rótula estándar, un rodamiento axial de rodillos a rótula incorpora dos aros de tamaño deliberadamente distinto; la diferencia de diámetro de agujero entre ambos suele situarse en 0.1–0.5 mm. Un aro es el anillo ajustado (ajuste por interferencia sobre el eje giratorio) y el otro es el anillo suelto (libre para asentarse contra una cara fija).
Invertir esta disposición durante el montaje — es decir, instalar el anillo suelto donde corresponde el anillo ajustado — constituye un error de montaje propio de este tipo de rodamiento. Conviene verificarlo con un alesómetro antes de prensar cualquier componente, ya que ambos aros pueden parecer idénticos a simple vista. El anillo suelto debe apoyar siempre contra el elemento estacionario del conjunto, nunca contra una pieza giratoria.
Dimensiones y rango de carga (serie 29300)
La serie 29300 constituye la gama estándar de rodamientos axiales de rodillos a rótula en un solo sentido. La capacidad de carga aumenta de forma muy pronunciada con el tamaño del agujero: pasar de un diámetro de agujero de 180 mm a uno de 300 mm más que duplica la capacidad de carga dinámica:
Designación | Diámetro interior (mm) | Diámetro exterior (mm) | Ancho (mm) | Carga dinámica (N) | Carga estática (N) | Velocidad máxima (rpm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
29336 | 180 | 300 | 73 | 1,020,000 | 3,950,000 | 2,000 |
29340 | 200 | 340 | 85 | 1,350,000 | 5,250,000 | 1,700 |
29360 | 300 | 480 | 109 | 2,310,000 | 10,000,000 | 1,200 |
Al revisar esta tabla, destacan dos aspectos. En primer lugar, la capacidad de carga estática es sistemáticamente entre 3 y 4 veces superior a la dinámica, una característica propia de un rodamiento concebido para soportar cargas elevadas y, en gran medida, estacionarias —como el eje vertical de una bomba detenida o el gancho de una grúa cargada— con la misma frecuencia con la que opera.
En segundo lugar, la velocidad máxima disminuye con rapidez a medida que aumenta el diámetro interior; el 29360, con 300 mm de diámetro interior, está clasificado para apenas alrededor del 60% de las rpm del modelo de 180 mm de diámetro interior 29336. Esta familia de rodamientos sacrifica velocidad en favor de capacidad de carga por diseño; no es la opción adecuada para una posición de empuje de alta velocidad.
Dónde se utiliza realmente
Ejes verticales de bombas — todo el peso del rotor, más la carga de empuje de la bomba, se transmite hacia abajo a través de un solo rodamiento situado en la parte inferior del eje.
Bloques de gancho de grúa y mecanismos de izado — carga axial pura procedente del peso suspendido, a menudo a muy baja velocidad o con servicio intermitente.
Ejes de extrusoras y prensas de tornillo — empuje axial elevado y constante generado por el tornillo al vencer la resistencia del material.
Bloques de empuje para propulsión naval — el empuje de la hélice se transmite a través de un eje de baja velocidad y alta carga.
Husillos de laminadores y de máquinas-herramienta pesadas — cuando la fuerza axial de corte o laminación requiere un rodamiento que, además, tolere cierta flexión del eje bajo carga.
Rodamiento de rodillos a rótula axial frente a rodamiento de rodillos a rótula estándar
Un rodamiento estándar de rodillos a rótula (radial) soporta la carga radial como función principal y puede admitir cierta carga axial en ambos sentidos. En cambio, un rodamiento de rodillos a rótula axial invierte esa relación: la carga axial en un solo sentido es la carga principal, y la carga radial queda como capacidad secundaria y limitada. No son posiciones intercambiables en un conjunto de eje: un SRB radial utilizado donde corresponde un SRB axial se sobrecargará axialmente mucho antes de alcanzar su vida de fatiga radial, y a la inversa.
Para consultar las dimensiones y las capacidades de carga de la serie radial, vea nuestro rodamiento de rodillos a rótula tabla de dimensiones.
Preguntas frecuentes
¿Puede un rodamiento de rodillos a rótula axial soportar carga en ambos sentidos axiales?
No: la serie 29300 es de un solo sentido por diseño. Una aplicación con inversión del sentido de la carga axial, poco habitual en los usos de este rodamiento, requiere una disposición distinta; por lo general, dos rodamientos axiales enfrentados con un separador, o bien un tipo de rodamiento completamente diferente.
¿La tolerancia al desalineamiento significa que el eje puede instalarse con una ligera falta de escuadra?
La capacidad de autoalineación compensa la flexión del eje y las pequeñas desalineaciones de la carcasa que se producen bajo carga o por tolerancias de fabricación; no sustituye una alineación inicial correcta durante el montaje. Considerarla tolerante a una mala alineación desde el inicio reduce la vida útil de los rodillos y de las pistas de rodadura.
¿Qué lubricante es habitual para esta familia de rodamientos?
La lubricación por aceite es la opción estándar en el extremo superior del rango de velocidad mostrado en la tabla de dimensiones anterior; la grasa es habitual en el extremo de menor velocidad y mayor carga de las aplicaciones típicas, como ganchos de grúa y prensas de tornillo, donde la velocidad es lo bastante baja como para que la ventaja de refrigeración del aceite tenga menos peso.
Las dimensiones límite y las velocidades nominales de la serie 29300 mostradas aquí han sido verificadas con los números de parte actualmente listados. A la fecha de redacción, los datos de capacidad de carga dinámica y estática aún no están cargados en la información de producto de estos SKU específicos; los valores anteriores proceden de catálogos independientes de fabricantes y deben confirmarse con la hoja de especificaciones vigente del proveedor, o con los datos internos del producto una vez completados, antes de publicar o cotizar.
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