Guías con patines LLT

Transcripción

1 Guías con patines LLT

2 Contenido SKF la empresa del conocimiento industrial... 4 A Información del producto Prólogo... 6 Características y ventajas... 7 Diseño básico... 8 Capacidad de carga... 9 Definición de capacidad de carga estática básica C Verificación y validación... 9 Rigidez Condiciones de funcionamiento admisibles Carga dinámica Carga mínima requerida Carga máxima permitida Parada Condiciones de temperatura admisibles Fricción Lubricación Lubricación con grasa Viscosidad del aceite base Grado de consistencia Rango de temperatura Aditivos anticorrosión en los lubricantes Grasas para rodamientos SKF Prelubricación de fábrica Lubricación inicial Relubricación Aplicaciones con carreras cortas Sistemas centrales de lubricación Bases de cálculo Factor de seguridad estático Vida nominal básica L Vida nominal básica a velocidad constante Vida nominal básica a velocidad variable Clases de precarga Precarga y rigidez Aplicación de precarga Carga media constante Carga externa en el rodamiento con cargas combinadas Carga estática del rodamiento Carga estática combinada del rodamiento Carga dinámica del rodamiento Carga dinámica combinada del rodamiento Factores de influencia Fiabilidad requerida Condiciones de funcionamiento Condiciones de carga Número de carros por raíl Impacto de la longitud de carrera Vida nominal básica modificada Leyenda Programa de cálculo de SKF Presentación de los productos Especificaciones sobre materiales y componentes LLT Componentes estándar del carro Obturaciones Clases de precisión Precisión Precisión de anchura y altura Paralelismo Combinación de raíles y carros Sistema de configuración para pedido. 29 Configurador para pedido de carros Configurador para pedido de fuelles Configurador para pedido de raíles Configurador para pedido de accesorios (entrega por separado) B Datos del producto Datos de producto Carros Raíles Raíles LLTHR Raíles LLTHR D Raíles LLTHR...D Carros LLTHC SA Carros LLTHC A Carros LLTHC LA Carros LLTHC SU Carros LLTHC U Carros LLTHC LU Carros LLTHC R Carros LLTHC LR Raíles LLTHR Raíles LLTHR D Raíles LLTHR... D Raíles ensamblables Accesorios Placa de la rascadora Obturación frontal adicional Kit de obturación Placa de adaptación Conector de lubricación Fuelles Resistencia a altas temperaturas Material Contenido del kit de fuelles Montaje Cálculo del fuelle tipo Cálculo de la longitud del raíl Aplicaciones en entornos corrosivos. 66 2

3 C Recomendaciones Montaje y mantenimiento Instrucciones generales Ejemplos de montaje típicos Raíles Carros Diseño de interfaz, tamaños de tornillo y pares de apriete Tolerancias de posición de los taladros de fijación Desviación de altura permitida Paralelismo Mantenimiento D Información adicional Hoja de especificaciones Áreas típicas de aplicación

4 SKF: la empresa del conocimiento industrial Desde sus comienzos en 1907, con quince empleados que ofrecían una solución simple, a la vez que acertada, a un problema de fricción en un molino de Suecia, SKF ha crecido hasta convertirse en líder mundial de conocimiento industrial. Con el paso de los años, hemos adquirido un vasto conocimiento sobre rodamientos, que hemos ampliado a obturaciones, mecatrónica, servicios y sistemas de lubricación. Nuestra red de conocimiento industrial engloba a empleados, distribuidores, oficinas en más de 130 países y un número cada vez mayor de centros SKF Solution Factory en todo el mundo. Investigación y desarrollo Contamos con experiencia práctica en más de cuarenta industrias, que se basa en el conocimiento de nuestros empleados acerca de las condiciones de funcionamiento reales. Además, nuestros especialistas líderes a nivel mundial, así como las universidades con las que colaboramos, son precursores en investigación y desarrollo teórico en áreas que incluyen la tribología, la monitorización de estado, la gestión de activos y el cálculo de la vida de los rodamientos. Nuestro continuo compromiso con la investigación y el desarrollo nos ayuda a mantener a nuestros clientes a la vanguardia de sus industrias. Afrontando los desafíos más exigentes Nuestra red de conocimientos y experiencia, junto con nuestro enfoque de combinar nuestras tecnologías clave, nos permite crear soluciones innovadoras para abordar los desafíos más exigentes. Trabajamos estrechamente con nuestros clientes a largo de todo el ciclo de vida del activo, ayudándoles a desarrollar su negocio de manera responsable y rentable. Trabajando por un futuro sostenible Desde 2005, en SKF hemos trabajado para reducir el impacto ambiental de nuestras operaciones y de las de nuestros proveedores. El continuo desarrollo de nuestras tecnologías nos ha permitido lanzar la cartera de productos y servicios SKF BeyondZero, que mejora la eficiencia, reduce las pérdidas de energía y potencia el uso de nuevas tecnologías que aprovechan la energía eólica, solar y oceánica. Este enfoque combinado ayuda a reducir el impacto ambiental de nuestras operaciones y de las de nuestros clientes. Los centros SKF Solution Factory permiten el acceso, de manera local, a los conocimientos industriales y a la experiencia en fabricación de SKF, lo cual nos permite ofrecer soluciones y servicios únicos a nuestros clientes. Los Concesionarios Oficiales SKF, asistidos por los sistemas informáticos y logísticos y los ingenieros de aplicaciones de SKF, ofrecen una valiosa combinación de conocimientos sobre productos y aplicaciones a clientes de todo el mundo. 4

5 Especificación Diseño y desarrollo Nuestros conocimientos: su éxito La gestión del ciclo de vida SKF es la manera en que combinamos nuestras plataformas tecnológicas con servicios avanzados, y las aplicamos en cada etapa del ciclo de vida del activo a fin de ayudar a nuestros clientes a tener más éxito y a ser más sostenibles y rentables. Mantenimiento y reparación Gestión del ciclo de vida SKF Funcionamiento y monitorización Fabricación y ensayo Instalación y puesta en marcha D Trabajamos cerca de usted Nuestro objetivo es ayudar a nuestros clientes a aumentar su productividad, a minimizar sus necesidades de mantenimiento, a lograr una mayor eficiencia energética y un mejor aprovechamiento de los recursos, así como optimizar los diseños para obtener una mayor vida útil y fiabilidad Soluciones innovadoras Tanto si la aplicación es lineal, rotativa, o una combinación de ambas, los ingenieros de SKF trabajan con usted en cada fase/etapa del ciclo de vida del activo, examinando el conjunto completo de la aplicación, para mejorar el rendimiento de su maquinaria. Este enfoque no se centra exclusivamente en los componentes individuales, como obturaciones o rodamientos, sino que examina la aplicación en su totalidad, para tener en cuenta cómo interactúa cada uno de los componentes con los demás. Verificación y optimización del diseño SKF puede ayudarle a optimizar sus nuevos diseños o los existentes con el software de modelado en 3D propio, que también se puede utilizar como banco de ensayos virtual para confirmar la integridad del diseño. Rodamientos SKF es líder mundial en el diseño, desarrollo y fabricación de rodamientos, cojinetes, unidades y soportes de rodamientos. Mantenimiento de maquinaria Las tecnologías de monitorización de estado y los servicios de mantenimiento de SKF pueden ayudar a minimizar las paradas no planificadas, mejorar la eficacia operativa y reducir los costes de mantenimiento. Soluciones de obturación SKF ofrece obturaciones estándar y soluciones de obturación a medida que permiten aumentar el tiempo productivo, mejorar la fiabilidad de las máquinas, reducir la fricción y las pérdidas de energía y prolongar la duración del lubricante. Mecatrónica Los sistemas para el control electrónico del movimiento de SKF para la industria aeroespacial y para aplicaciones de maquinaria pesada, agrícola y carretillas elevadoras, reemplazan a los pesados sistemas mecánicos e hidráulicos que consumen grasa o aceite. Soluciones de lubricación Las soluciones de lubricación de SKF, que ofrecen desde lubricantes especializados hasta sistemas de lubricación avanzados, pueden ayudarle a reducir las paradas relacionadas con la lubricación y el consumo de lubricantes. Actuación y control del movimiento Con una amplia gama de productos, desde actuadores y husillos de bolas hasta guías con patines, SKF puede ayudarle a solucionar los desafíos más exigentes de su sistema lineal. 5

6 Prólogo La productividad y el éxito de una aplicación determinada dependen, en gran medida, de la calidad de los componentes lineales que se elijan. En muchos casos estos componentes determinan la aceptación en el mercado, lo que hace que el fabricante obtenga una ventaja competitiva. Por tanto, los componentes deben ser muy versátiles para cumplir con los requisitos de la aplicación con componentes estándar. Las guías con patines de la serie LLT de SKF cumplen estos requisitos. Disponibles en una amplia variedad de tamaños, carros y accesorios, y con distintos grados de precisión y precarga, las guías con patines LLT pueden adaptarse fácilmente a especificidades varias. A esto se suma una capacidad de funcionamiento con una carrera prácticamente ilimitada, lo que deja abierta casi cualquier opción de diseño. Entre la gama de posibles aplicaciones destacan el procesado de material, el moldeo de plástico por inyección, la carpintería, la impresión, el embalaje y los dispositivos médicos, por citar unas pocas. En estos tipos de aplicaciones, las ventajas que aporta el diseño LLT quedan bien patentes. SKF fabrica las guías con patines LLT con disposición en X (ángulo de contacto de 45 entre los elementos rodantes y el camino de rodadura). Este diseño favorece el equilibrio de la carga en sus cuatro direcciones principales, lo que proporciona una mayor flexibilidad de diseño. Además, las desviaciones de paralelismo y altura, frecuentes en los sistemas multieje, se pueden compensar con mayor eficiencia, permitiendo un funcionamiento suave y fiable bajo diversas condiciones operativas. SKF también ofrece una serie de guías con patines en miniatura y una gama de unidades lineales para guías con patines ya ensambladas y preparadas. Póngase en contacto su representante de SKF para obtener información adicional. 6

7 Características y ventajas Rendimiento mejorado durante el funcionamiento La guía con patines LLT incorpora cuatro hileras de bolas con un ángulo de contacto de 45 entre los elementos rodantes y los caminos de rodadura. Esa disposición en X mejora la capacidad de autoalineación del sistema. La desviación que se produce durante el montaje se puede absorber incluso con precarga, lo que permite un desplazamiento suave. La fricción se mantiene al mínimo gracias a los dos puntos de contacto de las bolas. Esto permite un funcionamiento fiable sin efecto stick-slip (de adhesión-deslizamiento) mientras dure la guía. Concepto modular para soluciones personalizadas Las aplicaciones presentan distintos requisitos ambientales, de velocidad y de precisión. Por ello, las guías con patines LLT de SKF utilizan componentes modulares que permiten construir soluciones económicas con arreglo a las necesidades de la aplicación. Existen diversas clases de precisión y precarga para los distintos requisitos de exactitud y rigidez. Además, la amplia gama de accesorios permite su adaptación a las necesidades específicas del entorno. y M x F y F z z M z M y F y x Rigidez, resistencia y precisión para una mejora de los procesos de producción La disposición de las bolas en cuatro hileras con un ángulo de 45 optimiza el reparto de la carga en sus cuatro direcciones principales y se ajusta a la norma ISO Esta característica ofrece un alto grado de flexibilidad en el diseño. Gracias a su capacidad para soportar cargas elevadas y cargas de momento, estas guías con patines son ideales hasta para sistemas con un solo carro. Mayor vida de servicio y mantenimiento reducido Los carros de las guías con patines SKF vienen prelubricados de fábrica. Los depósitos de lubricante integrados, situados en las placas de fijación, lubrican constantemente las bolas en circulación. Los dos extremos del carro incluyen puertos de lubricación roscados metálicos para instalar un sistema de relubricación automático. Con cada carro, se entrega además un engrasador. Estos carros, totalmente obturados, incorporan obturaciones de doble labio en ambos extremos, así como obturaciones laterales e internas. Las obturaciones de baja fricción son extremadamente efectivas previniendo el acceso de contaminantes. Intercambiabilidad y disponibilidad global Las principales dimensiones de las guías con patines SKF se ajustan a la norma ISO Esto permite una intercambiabilidad dimensional con cualquier marca conforme a ISO. La red internacional de ventas y distribución de SKF proporciona piezas de repuesto y servicios de mantenimiento para todo tipo de sistemas mundiales. 7

8 Diseño básico Al igual que sucede con los rodamientos rotativos, los caminos de rodadura de las guías con patines pueden colocarse formando una X o una O. Estas dos disposiciones tienen, básicamente, las mismas características técnicas. Por lo tanto, no existen diferencias de comportamiento notables en la gran mayoría de situaciones de carga, excepto en el caso de que se produzcan momentos alrededor del eje x. Las guías con patines de SKF tienen una disposición en X, basada en el ángulo de contacto de los elementos rodantes ( fig. 1). La ventaja de esta disposición radica en que permite soportar con mayor eficiencia las desviaciones de paralelismo y altura tan frecuentes en los sistemas multieje ( fig. 2). Gracias a un diseño con menor distancia entre centros de carga, la disposición en X ofrece una mayor capacidad de autoalineación. Al combinarse con un contacto de dos puntos en los elementos rodantes, la fricción durante el funcionamiento se reduce al mínimo. El resultado es un sistema de guiado con funcionamiento suave y sin efecto stick-slip. Fig. 1 Ilustración esquemática de las diferentes disposiciones de bolas A A 1 Disposición en X Disposición en O Fig. 2 Comparación de la capacidad de autoalineación M M M M Disposición en X Disposición en O 8

9 Capacidad de carga Definición de capacidad de carga dinámica básica C La capacidad de carga dinámica básica C es la carga radial, de magnitud y dirección constante, que un rodamiento lineal puede soportar, en teoría, para alcanzar una vida nominal básica representada por una distancia de desplazamiento de 100 km (de acuerdo con la norma ISO 14728, sección 1). Nota: De acuerdo con ISO 14728, sección 1, también está permitido fijar una distancia de desplazamiento de referencia de 50 km. En este caso, se debe aplicar un factor de conversión de 1,26 para poder realizar una comparación adecuada entre los dos valores de capacidad de carga. ( fórmula 1) C 50 (1) C 100 = 1,26 Definición de capacidad de carga estática básica C 0 La capacidad de carga estática básica C 0 es la carga estática en la dirección de carga que corresponde a una tensión calculada en el centro del punto de contacto con mayor carga entre el elemento rodante y cada camino de rodadura del carro y el raíl. Verificación y validación Las capacidades de carga especificadas en este catálogo se han calculado para todos los tipos de producto basados en los estándares citados. SKF ha complementado y verificado el modelo de cálculo prescrito mediante simulaciones internas. Puesto que, en la práctica, no es económicamente viable (ni en espacio ni en tiempo) probar la capacidad de carga de todos los artículos del catálogo, SKF lleva a cabo exámenes de durabilidad normalizados a intervalos regulares utilizando determinados tamaños de referencia. Estas pruebas permiten obtener datos estadísticos y documentación que demuestre que las capacidades de carga teóricas son válidas en condiciones prácticas estandarizadas. En muchos casos, este proceso de validación interna de SKF ahorra al cliente la necesidad de realizar pruebas intensivas sobre el terreno y ofrece una alta fiabilidad en los diseños de guías con patines LLT. Sólo se recomienda al cliente llevar a cabo ensayos prácticos si se desconocen las condiciones de funcionamiento, o si éstas son más exigentes de lo normal. En la práctica, el método más frecuente consiste en usar los resultados y experiencias obtenidos en modelos existentes a la hora de diseñar nuevos productos, y aplicaciones. Al utilizar las guías con patines LLT, es aconsejable que los clientes también se basen en experiencias anteriores para el desarrollo continuo de las aplicaciones. Nota: Esta tensión produce una deformación total y permanente del elemento rodante y del camino de rodadura, equivalente aproximadamente a 0,0001 veces el diámetro del elemento rodante (de acuerdo con ISO 14728, sección 2). 9

10 Rigidez Además de la capacidad de carga, la rigidez de las guías con patines LLT es uno de los criterios más importantes a la hora de seleccionar un producto. La rigidez se puede definir como los valores de deformación característicos de un sistema de guiado bajo cargas externas. La rigidez de un sistema depende de la magnitud y dirección de la carga externa, el tipo de sistema de guiado (tamaño, tipo de carro, precarga) y las propiedades mecánicas de la estructura de soporte adyacente. Por lo general, esta carga se especifica, junto con su magnitud y dirección, en el punto sobre el que se aplica la misma en el sistema de guiado instalado. Recuerde que los valores de rigidez (que solo tienen en cuenta la deflexión de los elementos rodantes) se pueden desviar considerablemente en condiciones reales debido a la elasticidad de la estructura de soporte, las uniones atornilladas y las uniones entre componentes. Por lo tanto, la rigidez total a la altura del rodamiento es, por regla general, inferior a la del sistema de guiado real. Existen diferencias significativas en materia de deformación entre los diferentes tamaños y tipos de guías con patines LLT. Los diagramas representan solo los valores de deformación correspondientes a un único tamaño de referencia. Estos valores se miden en guías con patines LLTHS 25 bien montadas y fijadas a superficies de apoyo adecuadas. Las cargas se aplicaron simétricamente entre los caminos de rodadura sometidos a carga. Se pueden facilitar, bajo pedido, valores de rigidez para otros tipos de guías con patines LLT. Además, las diferencias geométricas del tipo y tamaño del carro también afectan a la rigidez. El diagrama 1 muestra el comportamiento de deformación de una guía con patines LLT, tomando como referencia el tipo de carro seleccionado en una dirección de carga. Representa el comportamiento de tres tipos de carro diferentes de tamaño 25 y longitud estándar montados igual y sometidos a una carga de compresión vertical. Comportamiento de deformación en las tres direcciones principales de carga para una distribución simétrica Deformación [µm] Diagrama 1 Comportamiento de deformación en guías de tamaño 25 bajo carga de compresión vertical, con tres carros diferentes Deformación [µm] LLTHS 25 A T0, carga lateral LLTHS 25 A T1, carga lateral LLTHS 25 A T0, carga de tracción LLTHS 25 A T1, carga de tracción LLTHS 25 A T0, carga de compresión LLTHS 25 A T1, carga de compresión Carga externa [N] LLTHS 25 A T0 LLTHS 25 U T0 LLTHS 25 R T0 Carga externa [N] 10

11 Condiciones de funcionamiento admisibles Para que las guías con patines LLT alcancen el rendimiento previsto, no debe haber desviaciones respecto a las condiciones de funcionamiento especificadas. La fórmula y valores de vida nominal descritos en el capítulo Bases de cálculo ( página 16) solo son válidos si se verifican las condiciones de funcionamiento descritas a continuación. Parada Si las fuerzas externas crean vibraciones en una guía con patines LLT estacionaria, podrían producirse daños en la superficie debido a los micro-movimientos entre las bolas y los caminos de rodadura. Esto podría incrementar los niveles de ruido durante el funcionamiento dinámico y reducir la vida útil del sistema. Para evitar este tipo de daños, las guías se deben aislar de la vibración externa y descargar mecánicamente durante el transporte. A Valores dinámicos Las guías con patines LLT pueden alcanzar una velocidad máxima de v máx = 5 m/s. La aceleración máxima es de a máx = 75 m/s 2 (para sistemas precargados). Carga mínima requerida Para impedir que las bolas deslicen en la zona de carga durante el funcionamiento a altas velocidades, el carro deberá estar siempre sometido a una carga mínima (equivalente, aproximadamente, al 2% de la capacidad de carga dinámica). Esto es especialmente importante en aplicaciones caracterizadas por ciclos extremadamente dinámicos. Por lo general, las guías con patines LLT de la clase de precarga T1 son capaces de cumplir con los requisitos de carga mínimos. Carga máxima permitida Las capacidades de carga dinámica y estática son factores clave a la hora de seleccionar una guía con patines LLT. Por ejemplo, la carga dinámica que soporta el rodamiento durante el funcionamiento no debe superar el 50% de la capacidad de carga dinámica. Para calcular la capacidad de carga dinámica, consulte la página 16. Si durante el funcionamiento se supera la capacidad de carga dinámica se producirá una desviación de la distribución de carga habitual, lo que podría reducir significativamente la vida útil del rodamiento. Una evaluación estadística usando la función de Weibull no es fiable en estos casos. Como se indica en la norma ISO 14728, sección 2, la carga máxima no debe superar el 50% de la capacidad de carga estática. Temperaturas de funcionamiento admisibles El rango de temperatura permitido para las guías con patines LLT es el siguiente: Funcionamiento continuo: De 20 a +80 C A corto plazo: máx. 100 C Este rango de temperatura viene determinado por los materiales sintéticos utilizados en los retenedores de bolas, los dispositivos de recirculación y las obturaciones. El límite de tiempo para la temperatura máxima permitida depende de las condiciones de funcionamiento reales. Las aplicaciones estacionarias, a baja velocidad (< 0,2 m/s) o con baja carga (P < 15% C) pueden permanecer expuestas a una temperatura ambiente < 100 C durante una hora como máximo. Medidas de diseño como las protecciones contra el calor pueden ampliar este plazo. Compruebe que el lubricante es capaz de soportar los límites de temperatura máxima antes de utilizarlo. 11

12 Fricción Además de por la carga de funcionamiento externa, la fricción en un sistema de guiado viene determinada por otros factores. Por ejemplo, se ha tener en cuenta la clase de precarga, las cargas externas, la velocidad de desplazamiento y la viscosidad del lubricante. La resistencia al desplazamiento se determina mediante las proporciones de fricción de rodadura y deslizamiento generadas por los elementos rodantes en la zona de contacto. También influyen otros factores, como la geometría de recirculación y el lubricante. El efecto del lubricante depende de sus características, cantidad y estado. Una fase de rodaje permite una mejor distribución del lubricante en el carro y como consecuencia, reduce la fricción. La temperatura de funcionamiento del sistema de guiado también influye en la fricción. Las temperaturas elevadas reducen la viscosidad del lubricante. Otro factor es la fricción por deslizamiento de las obturaciones frontales y longitudinales al entrar en contacto con la guía con patines. Sin embargo, la fricción generada por las obturaciones se reducirá después de la fase de rodaje. La fricción se puede reducir al mínimo si se utilizan carros con obturaciones de baja fricción S0 en los tamaños 15 a 30. Debido a su capacidad de protección reducida, el uso de estos carros solo debe considerarse en aplicaciones que se encuentren en entornos limpios. Asimismo, para la precisión del montaje entre los distintos raíles, es de gran importancia la planitud de las superficies de asiento y la fijación de los raíles en la máquina. El coeficiente de fricción para guías con patines lubricadas suele estar entre µ = 0,003 y 0,005. Se deben seleccionar valores bajos para cargas más elevadas, y viceversa. A estos valores se les deben agregar los valores de fricción de las obturaciones (que se pueden facilitar bajo pedido). 1 2

13 Lubricación Para que los rodamientos funcionen adecuadamente, hay que usar el tipo y cantidad apropiados de lubricante. Su función es la de impedir el contacto metal con metal entre los elementos rodantes y los caminos de rodadura, lo que reduce el desgaste. También protege el carro de la corrosión. El sistema de guiado solo puede alcanzar la temperatura de funcionamiento óptima si se aplica la cantidad de lubricante mínima para que la guía con patines quede lubricada de forma fiable. Lubricación con grasa En condiciones de funcionamiento normales, las guías con patines LLT se deben lubricar con grasa. La ventaja de la grasa es que se retiene con mayor facilidad en el rodamiento, lo que resulta especialmente útil si el eje de desplazamiento está inclinado o en posición vertical. Además, contribuye a obturar el rodamiento, evitando el acceso de contaminantes líquidos o humedad. Viscosidad del aceite base La viscosidad de un aceite lubricante es esencial para la formación de la película hidrodinámica que separa los elementos rodantes de los caminos de rodadura. En general, la viscosidad de los aceites lubricantes se basa en el caudal a 40 C. Estos valores también son aplicables a los aceites minerales que contienen las grasas lubricantes. Los aceites base de las grasas para rodamientos disponibles en el mercado tienen valores de viscosidad comprendidos entre 15 y 500 mm 2 /s (a 40 C). Las grasas con mayor viscosidad de aceite base a menudo se liberan con demasiada lentitud como para lubricar adecuadamente los rodamientos. Grado de consistencia Las grasas se dividen en diferentes clases de consistencia de acuerdo con la escala del National Institute of Grease Lubrication (NLGI). También se reflejan en las normas DIN y DIN Las grasas con un espesante de jabón metálico con una consistencia de 2 o 3 en la escala NLGI son particularmente adecuadas para guías con patines SKF. La consistencia de la grasa no debería variar excesivamente cuando se produzcan cambios en la temperatura de funcionamiento o el nivel de tensión. Las grasas que se ablandan a mayor temperatura pueden provocar fugas a la altura del rodamiento, mientras que las grasas cuya rigidez aumenta a menor temperatura pueden impedir el funcionamiento del sistema de guiado lineal. Si la grasa se va a utilizar en aplicaciones especiales, serán mayores las exigencias en cuanto a su pureza, composición, compatibilidad, etc. (por ejemplo en el sector alimentario, de ingeniería médica, etc). En esos casos, además de la viscosidad y el grado de consistencia, se deberán especificar criterios adicionales. Rango de temperaturas El rango de temperaturas al que se puede usar un lubricante suele depender del tipo de aceite base y espesante empleados, así como de los aditivos. El tipo de aceite base y su viscosidad determinan, en gran medida, el límite inferior de temperatura, es decir, la mínima temperatura a la que la grasa permite que el rodamiento funcione sin dificultad. El límite superior de temperatura viene determinado por el tipo de espesante y su punto de goteo. El punto de goteo indica la temperatura a la que la grasa cambia su consistencia y se fluidifica. Tenga en cuenta que la grasa envejecerá cada vez con mayor rapidez a temperaturas de funcionamiento más elevadas. Los subproductos resultantes afectarán negativamente a las propiedades y condiciones de lubricación de la grasa en la zona de contacto del elemento rodante. Una selección de las grasas para rodamientos de SKF Propiedades Lubricante (referencia) Los rangos de temperatura de las grasas lubricantes con base de aceite sintético son mayores que los de los lubricantes con base de aceite mineral. Aditivos anticorrosión en los lubricantes Los lubricantes suelen contener aditivos anticorrosión. Además, en este sentido, el tipo de espesante es de vital importancia. Las grasas con base de litio y jabón de litio-calcio ofrecen excelentes propiedades de protección anticorrosión. También son resistentes al lavado con agua. En aplicaciones en las que la protección contra la corrosión constituye un parámetro de funcionamiento clave, SKF recomienda guías con patines LLT recubiertas y una grasa con un buen conservante anticorrosivo ( página 64). Grasas para rodamientos SKF La gama de grasas de SKF se ha desarrollado en base a las últimas informaciones relacionadas con la lubricación de los rodamientos y ha sido sometida a rigurosas pruebas prácticas y de laboratorio. SKF supervisa de forma continuada la calidad de las grasas antes de su uso o venta. En la Tabla 1 se enumeran las grasas SKF que son particularmente adecuadas para las guías con patines LLT. SKF puede facilitar, bajo pedido, información y recomendaciones sobre lubricantes especiales. LGEP 2 LGMT 2 LGLT 2 LGFP 2 Tabla 1 Espesante Li Li Li Jabón con complejo de aluminio Aceite base Aceite mineral Aceite mineral Aceite diéster Aceite blanco de uso médico Temperatura de 20 hasta hasta hasta hasta +110 funcionamiento, C (funcionamiento estable) Viscosidad cinemática del aceite base Grado de consistencia (de acuerdo con NLGI) Rango de temperatura / Rango de aplicación Grasa EP normal bajo compatible con alimentos 13 A

14 Nota: Las pruebas han demostrado que el rendimiento de la grasa SKF LGEP 2 será satisfactorio en la mayoría de aplicaciones. Prelubricación de fábrica Los carros LLT se suelen suministrar prelubricados con grasa SKF LGEP 2. Podrá encontrar sus características técnicas en la tabla 1. Se aplica un preservante a los carros y raíles LLT con el fin de protegerlos durante el transporte, almacenamiento y montaje. Si se utilizan los lubricantes recomendados, no es necesario retirar este preservante. Nota: Además, si se solicita, hay disponibles carros sin lubricar completamente protegidos por un preservante. En este caso, el usuario deberá aplicar la grasa. Lubricación inicial No se requiere lubricación inicial, ya que las guías con patines de SKF se suministran preengrasadas y preparadas para su instalación, a menos que se especifique lo contrario. En los casos en los que se requiera un tipo de grasa diferente, los carros se deberán limpiar por completo y volver a engrasar antes de su montaje. Como alternativa, los carros se pueden solicitar sin grasa. Consulte la tabla 2 para obtener información sobre la cantidad de grasa apropiada. Esta cantidad de grasa inicial se debe aplicar tres veces, de acuerdo con el procedimiento descrito a continuación: 1 Engrase cada carro de acuerdo con las cantidades especificadas ( tabla 2). 2 Mueva el carro tres veces hacia delante y hacia atrás, con una carrera equivalente a su longitud. 3 Repita los pasos 1 y 2 dos veces más. 4 Compruebe si la película de lubricante es visible en el raíl. Relubricación Los intervalos de lubricación de las guías con patines dependen, principalmente, de la velocidad de funcionamiento media, la temperatura de funcionamiento y la calidad de la grasa. Los intervalos recomendados para las condiciones de funcionamiento en aplicaciones fijas se enumeran en la tabla 3. Para obtener información sobre la cantidad de grasa apropiada, consulte la tabla 2. En los casos en los que, además de las condiciones ambientales, intervengan otros factores como la contaminación, el uso de refrigerantes, las vibraciones, cargas de choque, etc., es aconsejable reducir los intervalos de lubricación en consecuencia. Nota: Al calcular el valor de F m use la fórmula 10 para calcular la carga media constante descrita en la página 18. Además, tenga en cuenta los intervalos de lubricación recomendados que se incluyen en la tabla 3. Tamaño cm 3 Cantidad de grasa Tipo de carro A, U, R LA, LU, LR SA, SU 15 0,4 0,3 20 0,7 0,9 0,6 25 1,4 1,8 1,1 30 2,2 2,9 1,8 35 2,2 2,9 1,8 45 4,7 6,1 Tamaño Intervalos de lubricación 1) En condiciones de funcionamiento normales, v 1 m/s Desplazamiento bajo carga F m 0,15 C F m 0,3 C km Tabla 2 Tabla ) La grasa NLGI 00 reduce en un 25% los valores de intervalos de lubricación arriba indicados 14

15 Aplicaciones con carreras cortas A Si la carrera es inferior al doble de la longitud del carro, se deberán utilizar los dos puertos de lubricante y rellenar cada uno con la misma cantidad de grasa de acuerdo con las especificaciones de lubricación inicial o relubricación. Ejemplo Aplicaciones con carreras cortas Tipo de carro A Tamaño 25 Aplique 3 1,4 cm 3 en el engrasador de la izquierda y 3 1,4 cm 3 en el engrasador de la derecha. AVISO: Para evitar daños graves en las guías con patines, es importante tener en cuenta la miscibilidad de las grasas al cambiar de un lubricante a otro. Asimismo, al realizar operaciones de carrera corta, debe considerar la posibilidad de reducir los intervalos de lubricación y la capacidad de carga, y tener en cuenta las posibles interacciones químicas entre materiales sintéticos, lubricantes y conservantes. Consulte las especificaciones del fabricante de la grasa. En caso de incompatibilidad entre los lubricantes empleados, los carros se deberán limpiar por completo antes de volver a engrasar. Sistemas centrales de lubricación Si la aplicación incorpora un sistema de lubricación central en el que se utilizan grasas con una consistencia 2 o superior en la escala NGLI, póngase en contacto con SKF. Para obtener información sobre los sistemas de relubricación automáticos de SKF, póngase en contacto con su representante local de SKF. 15

16 Bases de cálculo En los métodos de cálculo descritos en este capítulo se deberán tener en cuenta todas las fuerzas y cargas reales que actúan en los distintos rodamientos. Factor de seguridad de carga estática El factor de seguridad de carga estática se expresa como la relación entre la carga estática básica y la carga estática máxima, incluida la precarga ( página 17). También se deberán tener en cuenta las condiciones de carga ( página 21) que actúan sobre el sistema de guiado durante el funcionamiento. El factor de seguridad de carga estática indica el nivel de seguridad frente a la deformación plástica permanente de los caminos de rodadura y los elementos rodantes y se calcula de acuerdo con la fórmula 2. C 0 C (2) s 0 0 = = P 0 f d F res máx donde C 0 = capacidad de carga estática [N] f d = factor correspondiente a las condiciones de carga F resmáx = carga máxima resultante [N] P 0 = carga estática máxima [N] = factor de seguridad estático s 0 En base a la experiencia práctica, se han especificado valores orientativos para el factor de seguridad estático que dependen del modo de funcionamiento y de otros factores externos. Consulte la tabla 4. Si, por ejemplo, el sistema de guiado se ve expuesto a vibraciones externas provocadas por maquinaria situada en las inmedia- ciones, se deberán aplicar mayores factores de seguridad. Además, se deben considerar las trayectorias de transferencia de carga entre una guía con patines y su estructura de apoyo. En concreto, se deberá determinar si la seguridad de las conexiones atornilladas es suficiente. Consulte también el capítulo Montaje y mantenimiento ( página 67). En las instalaciones elevadas con guías con patines LLT se deberán aplicar factores de seguridad más estrictos. Nota: En lo que se refiere a las cargas estáticas externas combinadas del rodamiento, la carga máxima resultante F res máx se deberá calcular tomando como referencia una carga de rodamiento externa F determinada de acuerdo con el capítulo Carga estática combinada del rodamiento, página 18. Note: También se deberá tener en cuenta la normativa técnica general aplicable a cada sector industrial. Vida nominal básica L 10 Bajo condiciones de laboratorio controladas, rodamientos aparentemente idénticos que funcionan en las mismas condiciones presentan diferencias en cuanto a la vida útil. Por tanto, es esencial una definición más clara del término vida útil para poder calcular el tamaño del rodamiento. Importante: Toda la información que ofrece SKF sobre capacidades de carga se basa en la vida que alcanza o sobrepasa el 90% de un nutrido grupo de rodamientos aparentemente idéntico. Tabla 4 Vida nominal básica a velocidad constante Si la velocidad es constante, la vida nominal básica, L 10s o L 10h, se puede calcular mediante las fórmulas 3 y 5: q C w 3 (3) L 10s = 100 < P z f d (4) P = F res f i q C w 3 (5) L 10h = l s n 60 < P z donde C = capacidad de carga dinámica [N] f d = factor correspondiente a las condiciones de carga f i = factor correspondiente al número de carros por raíl F res = carga resultante [N] L 10h = vida nominal básica [h] L 10s = vida nominal básica [km] n = frecuencia de carrera [carreras dobles/min] P = carga dinámica equivalente [N] = longitud de carrera única [mm] l s Vida nominal básica a velocidad variable En aplicaciones con velocidades variables, se deberá calcular la velocidad media (7). Con este valor, es posible calcular la vida nominal básica a velocidad variable (6). 100 L 10s (6) L 10h = 6 v m Factor de seguridad estático dependiendo de las condiciones de funcionamiento Condiciones de funcionamiento s 0 Condiciones normales mín. 2 Funcionamiento suave, sin vibraciones >2 4 Nivel medio de vibraciones o cargas de impacto 3 5 Alto nivel de vibración y cargas de impacto >5 Instalaciones elevadas Se deberá tener en cuenta la normativa técnica general aplicable a cada sector industrial. Además, si hay riesgo de que la aplicación provoque una lesión seria, el usuario deberá adoptar medidas en materia de diseño y seguridad que impidan que el carro se desprenda del raíl (p.ej., por pérdida de elementos rodantes o uniones de tornillo fallidas). t 1 v 1 + t 2 v t n v n (7) v m = 100% donde L 10h L 10s = vida nominal básica [h] = vida nominal básica [km] t 1, t 2 t n = proporciones de tiempo correspondientes a v 1, v 2 v n [%] v m = velocidad media [m/min] v 1, v 2 v n = velocidad [m/min] 16

17 Clases de precarga Precarga y rigidez Para ajustar una guía con patines a los requisitos específicos de una determinada aplicación, es aconsejable seleccionar la precarga apropiada. La precarga puede mejorar el rendimiento de todo un sistema de guiado lineal e incrementar la rigidez del carro bajo carga. Aplicación de precarga La precarga se determina a partir del diámetro de las bolas y aumenta con diámetros grandes. Las guías con patines LLT de SKF están disponibles con diferentes clases de precarga. Para más información, consulte la tabla 5. Para obtener información sobre las clases de precarga que se suelen utilizar en diferentes aplicaciones, consulte el capítulo Áreas de aplicación típicas ( página 72). Dependiendo de la carga externa del rodamiento y la clase de precarga, la carga resultante se debe calcular de acuerdo con la siguiente metodología a fin de averiguar su impacto sobre la vida útil de las guías con patines. Caso de carga 1 F 2,8 F Pr (F Pr tabla 5) q F w 1,5 (8) F res = + 1 F pr < 2,8 F pr z Tabla 5 Caso de carga 2 F > 2,8 F Pr (F Pr tabla 5) Cálculo de los valores de precarga de acuerdo con la clase de precarga Clase de precarga Fuerza de precarga F Pr TO T1 Sin precarga/precarga ligera Para sistemas de guías con patines de funcionamiento suave que requieren baja fricción. Esta clase de precarga solo está disponible en las clases de precisión P5 y P3. F Pr = 2% de C Para sistemas de guía con patines de precisión con una carga externa baja y media que requieren un alto grado de rigidez. (9) F res = F donde F = carga externa del rodamiento [N] F Pr = fuerza de precarga [N] F res = carga resultante [N] T2 F Pr = 8% de C Para sistemas de guía con patines de precisión con una carga externa elevada que requieren un alto grado de rigidez total. También se recomiendan para sistemas de un solo patín. Las frecuentes cargas puntuales se absorben sin que se produzcan deformaciones elásticas significativas. Generación de precarga Sistema sin precarga Sistema precargado con bolas de gran tamaño 17

18 Carga media constante Durante el funcionamiento, a menudo se producen condiciones variables de carga relacionadas con el desplazamiento o el tiempo. Para calcular la vida nominal básica teniendo en cuenta estas condiciones, es necesario determinar la carga media constante. Si la carga externa del rodamiento se compone de fuerzas de distintas magnitudes (pero constantes en longitudes de recorrido específicas, como se muestra en la fig. 3), o si una carga continuamente variable se puede reemplazar aproximadamente por una fuerza específica, entonces la carga media constante F m se puede calcular mediante las fórmulas 10 y n 3 7 O F res_i s i 3 7 i=1 (10) F m = P s tot (11) s tot = s 1 + s s n donde F m = carga media constante [N] F res1, F res2 F resn = carga resultante durante la longitud de la carrera s 1, s 2... s n [N] s tot = longitud de la carrera total [mm] Carga variable que actúa sobre un carro F Carga externa en el rodamiento con cargas combinadas Todos los componentes de carga deben tener magnitudes constantes, de forma que se puedan calcular como un caso de carga. Si una de las proporciones de carga varía significativamente en magnitud a lo largo de la longitud de la carrera, se deberá calcular un caso de carga específico de acuerdo con el mismo método. En este caso, F m se deberá calcular tal y como se describe más abajo. Nota: En lo que respecta a los cuatro métodos de cálculo siguientes, una carga externa que actúe sobre el carro en cualquier ángulo deberá descomponerse en F y y F z. Estas proporciones se insertarán luego en la fórmula correspondiente. Carga estática del rodamiento En lo que respecta a las cargas estáticas externas verticales y horizontales, la carga externa del rodamiento F se puede calcular mediante la fórmula 12 ( fig. 4). La fórmula 12 se aplica a un sistema con dos raíles y cuatro carros (no pueden producirse momentos). (12) F = F y + F z donde F = carga externa del rodamiento [N] Fy, Fz = cargas externas del rodamiento en la dirección y/z [N] F m Fig. 3 Carga estática combinada del rodamiento En lo que respecta a las cargas estáticas externas combinadas (tanto verticales como horizontales) la carga externa del rodamiento F se puede calcular mediante la fórmula 13 ( fig. 5). q Mx M y M z w (13) F = F y + F z + C 0 a + + s < M xc 0 M yc 0 M zc 0 z donde C 0 = capacidad de carga estática [N] F = carga externa del rodamiento [N] F y, F z = cargas externas del rodamiento en la dirección y/z [N] M x, M y, M z = momentos de carga en las coordenadas respectivas [Nm] M xc0, M yc0, M zc0 = cargas estáticas puntuales admisibles [Nm] La fórmula 13 se puede utilizar en los siguientes sistemas: Un raíl con un carro (se pueden producir todo tipo de cargas puntuales) Dos raíles, cada uno con un carro (M x no se puede producir) Un raíl con dos carros (M y, M z no se pueden producir) Nota: Se necesita el valor máximo de F para calcular el factor de seguridad de carga estática s 0. Además, deberán calcularse todas las cargas para las longitudes de carrera individuales. Con estas cifras, se puede calcular la carga resultante máxima F res máx y luego insertarse en la ecuación de s 0. F Z Fig. 4 F Y S 1 S 2 S 3 S n S tot 18

19 Carga dinámica del rodamiento En lo que respecta a las cargas externas, tanto verticales como horizontales ( fig. 4), la carga externa del rodamiento F se calcula mediante la fórmula 14. La fórmula 14 se aplica a un sistema con dos raíles y cuatro carros. (14) F = F y + F z donde F F y, F z = carga externa del rodamiento [N] = cargas externas del rodamiento en el eje y/z [N] Nota: El diseño de la guías con patines permite este cálculo simplificado. Si existen diferentes fases de carga para F y y F z, F y y F z se deberán tener en cuenta por separado en la fórmula 10. Carga dinámica combinada del rodamiento Si existen momentos y cargas dinámicas externas combinadas, la carga externa del rodamiento F se puede calcular mediante la formula 15 (fig. 5). q Mx M y M z w (15) F = F y + F z + C a + + s < M xc M yc M zc z donde C = capacidad de carga dinámica [N] F = carga externa del rodamiento [N] F y, F z = cargas externas del rodamiento en la dirección y/z [N] M x, M y, M z = momentos de carga en las coordenadas respectivas [Nm] M xc, M yc, M zc = cargas dinámicas puntuales admisibles [Nm] y F y F z z Fig. 5 x La fórmula 15 se puede utilizar en los siguientes sistemas: M z Un raíl con un carro (se pueden producir todo tipo de cargas puntuales) Dos raíles, cada uno con un carro (M x no se puede producir) Un raíl con dos carros (M y, M z no se pueden producir) M x M y F y 19

20 Factores de influencia Fiabilidad requerida El factor c 1 se emplea para cálculos de vida útil en los que se precisa una fiabilidad superior al 90%. Encontrará los valores correspondientes en la ( tabla 6). Factor c 1 para fiabilidad % de fiabilidad L ns c 1 90 L 10s 1 95 L 5s 0,62 96 L 4s 0,53 97 L 3s 0,44 98 L 2s 0,33 99 L 1s 0,21 Tabla 6 Condiciones de funcionamiento La efectividad de la lubricación depende, principalmente, del grado de separación entre los elementos rodantes y las superficies del camino de rodadura en las zonas de contacto. Se requiere una viscosidad mínima específica para la formación de una película lubricante que proporcione una separación efectiva a la temperatura de funcionamiento, teniendo en cuenta las condiciones cinemáticas. Suponiendo que el nivel de limpieza de la guía con patines sea normal y la obturación sea efectiva, el factor c 2 depende de la relación de viscosidad k únicamente. k designa la relación entre la viscosidad cinemática real y la viscosidad mínima requerida ( fórmula 16). Determinación de la viscosidad mínima requerida n 1 n 1 [mm 2 /s] Diagrama 2 n (16) k = n1 donde k = relación de viscosidad n = viscosidad cinemática real [mm²/s] n 1 = viscosidad mínima requerida [mm²/s] v [mm/s] Cálculo del factor c 2 para las condiciones de funcionamiento Diagrama 3 La viscosidad mínima requerida n 1 de las guías LLT depende de la velocidad media ( diagrama 2). El valor de n 1 se puede asociar a la viscosidad real n mediante la fórmula 16, a fin de obtener el valor k. Ahora c 2 se puede obtener a partir del siguiente diagrama ( diagrama 3). Si la relación de viscosidad k es inferior a 1, es aconsejable utilizar un lubricante con aditivos EP. En este caso, se puede utilizar el valor más alto de c 2 para el cálculo. c 2 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 k = n/n 1 20

21 e a x a 3 Condiciones de carga La carga que actúa sobre una guía con patines LLT se compone de tres elementos: fuerzas externas e internas producto de la aceleración, cargas de impacto y vibración. Es extremadamente difícil cuantificar estas fuerzas dinámicas adicionales. Para determinar, de forma aproximada, el impacto que tendrán estas cargas indeterminadas sobre la vida útil del sistema, la carga deberá multiplicarse por un factor de f d. Dependiendo de la velocidad y fuerza media de la carga de impacto, se pueden seleccionar los valores de la tabla 7 para f d. Número de carros por raíl La mayoría de las configuraciones de guía con patines incorporan dos o más carros montados sobre un raíl. La precisión de montaje, calidad de fabricación de los componentes adyacentes y, especialmente, la distancia entre los carros influyen de forma determinante en la distribución de carga. Estas influencias sobre la carga del carro se incluyen en el factor f i, que además tiene en cuenta el número de carros por raíl y la distancia entre ellos ( tabla 8). puede calcularse con arreglo a la siguiente fórmula (16.1): S tot (16.1) l s = 2 Si la longitud de carrera supera la del cuerpo metálico del carro, el factor es f s = 1. Vida nominal básica modificada Si la situación de la carga se conoce y se han determinado los factores, la vida nominal básica modificada se puede calcular de acuerdo con la fórmula 17, que figura a continuación: q f i C w 3 (17) L ns = 100 c 1 c 2 f s [km] < f d F res z En presencia de fuerzas que varían en función del tiempo, como las descritas en el capítulo Base de cálculo, página 16, la fórmula 17 se amplía como se detalla a continuación para tener en cuenta el impac- to de las condiciones de funcionamiento y las cargas por intervalo. Esto se describe en la fórmula 18: e fi (18) L ns = c c f 1 2 s C 3 _s t o t a n a 7 o _ 3 3 f a 3 F a s i = 1 di r e s,i i x donde C = capacidad de carga dinámica [N] c 1 = factor de fiabilidad c 2 = factor correspondiente a las condiciones de funcionamiento f d = factor correspondiente a las condiciones de carga f di = factor de condición de carga correspondiente al intervalo de carga i f i = factor correspondiente al número de carros por raíl F res = carga resultante [N] F res,i = carga resultante durante longitud de carrera [N] f s = factor correspondiente a la longitud de carrera L ns = vida nominal básica modificada [km] l s = longitud de carrera única [mm] s i = longitud de carrera individual [mm] s tot = longitud total de carrera [mm] Influencia de la longitud de carrera Las carreras con una longitud inferior al ancho de la parte metálica del carro (dimensión L 2 ) tienen un efecto negativo sobre la potencial vida útil del sistema de guiado. Dependiendo del coeficiente de longitudes de carrera única l s, en relación con el cuerpo metálico del carro L 2, el factor f s se determina de acuerdo con la tabla 9. La longitud de carrera única ls depende de la longitud total de carrera (o ciclo) y L 2 X Factor f d para condiciones de carga Condiciones de f d carga de hasta Funcionamiento 1,0 1,5 suave, sin cargas de impacto o con cargas de impacto leves Velocidad ` 2 m/s Cargas de impacto elevadas Velocidad> 2 m/s 1,5 3,0 Tabla 7 Tabla 8 Factor f i correspondiente al número de carros por raíl Número de carros Si X 1,5*L 2 f i Si X < 1,5*L 2 f i , ,72 Factor f s dependiente de la proporción l s /L 2 I s /L 2 f S 1,0 1,0 0,9 0,91 0,8 0,82 0,7 0,73 0,6 0,63 0,5 0,54 0,4 0,44 0,3 0,34 0,2 0,23 Tabla 9 21