RODAMIENTOS
RODAMIENTOS 3
Contenido Introducción...7 1. Cálculos básicos.... 8 1.1 Carga dinámica....8 1.1.1 Capacidad de carga dinámica básica...8 1.1.2 Durabilidad...8 1.1.3 Carga dinámica equivalente...15 1.1.4 Influencia de la temperatura...18 1.2 Carga estática....18 1.2.1 Capacidad de carga estática básica...18 1.2.2 Carga estática equivalente...19 1.2.3 Seguridad de los rodamientos bajo la carga estática...19 1.3 Frecuencia límite de giro...20 2. Parámetros de construcción de los rodamientos... 21 2.1. Dimensiones principales... 21 2.2 Designación....21 2.3 Precisión de los rodamientos....29 2.4 Juego interior....39 2.5 Jaula....42 2.6 Sellos y tapas....43 3. Construcción de montaje... 44 3.1 Reglas generales de construcción de montaje de los rodamientos.......................... 44 3.2 Fijación del rodamiento...45 3.2.1 Fijación radial del rodamiento....45 3.2.2 Fijación axial del rodamiento...48 3.3 Obturación...54 3.3.1 Obturación sin contacto...55 3.3.2 Obturación de fricción...55 3.3.3 Obturación combinada...56 4. Lubricación de los rodamientos... 57 4.1 Lubricación con grasa...57 4.1.1 Intervalo de lubricación...57 4.1.2 Grasas para los rodamientos...60 4.2. Lubricación con aceite... 60 4.2.1 Aceites para los rodamientos.................................................. 60 4.3. Lubricación con los lubricantes sólidos... 62 5. Montaje de los rodamientos.... 62 6. Normas.... 65 Rodamientos de una hilera de bolas...67 Rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular...97 Rodamientos de una hilera de rodillos cilíndricos...119 Rodamientos de una hilera de agujas....157 Rodamientos de una hilera de rodillos cónicos...163 Rodamientos de dos hileras esféricos...169 Rodamientos especiales...195 Rodamientos para la indústria aeronáutica y tecnologías especiales...207 Rodamientos especiales para vehículos a motor...231 Rodamientos para vehículos ferroviarios...241 Rodamientos especiales de dos hileras de bolas para máquinas textiles y aparatos de medición....247 Rodamientos especiales de dos hileras de bolas para montaje de caja pedalera de bicicleta...253 Rodamientos especiales de dos hileras para bombas de agua de motores de explosión...259 Rodillos cilíndricos...263 4
Rodamientos de una hilera de bolas Rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular Rodamientos de una hilera de rodillos cilíndricos Rodamientos de una hilera de agujas Rodamientos de una hilera de rodillos cónicos Rodamientos de dos hileras esféricos Rodamientos especiales (PLC, VL, LGVZ) Rodamientos especiales para la industria aeronautica y tecnologias especiales Rodamientos especiales para vehículos a motor Rodamientos especiales para vehículos ferroviarios Rodamientos especiales para máquinas textiles y aparatos de medición Rodamientos especiales para montaje de caja pedalera de bicicleta Rodamientos especiales para bombas de agua de motores de explosión Rodillos cilíndricos 5
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Introducción El Catálogo Rodamientos contiene la gama de los rodamientos estándar y de sus accesorios producidos y suministrados bajo la designación KINEX. En la construcción, producción, almacenaje y comercialización de los rodamientos se aplican las normas internacionales ISO y las nacionales STN. La parte técnica del Catálogo incluye los datos más importantes relativos a los cálculos, informes de construcción, sugerencias de montaje, de lubricante, así como de montaje y desmontaje de los rodamientos. Los rodamientos corrientes producidos y sus accesorios en la construcción básica y en las ejecuciones principales relacionadas con las construcciones básicas, como por ejemplo con el agujero cónico, los rodamientos obturados o los con la ranura para montar el anillo de seguridad en el aro exterior etc., están diseñados en la parte Tablas de dimensiones de los rodamientos. 7
1. Cálculos básicos 1.1 Carga dinámica 1.1.1 Capacidad de carga dinámica básica 1.1.2 Durabilidad El tamaño necesario del rodamiento se calcula en la base de las fuerzas exteriores y según las exigencias de la durabilidad y fiabilidad del rodamiento en su montaje. El tamaño, dirección, sentido y carácter de la carga actuando sobre el rodamiento, así como frecuencia de giro son los aspectos decisivos al elegir el tipo y tamaño del rodamiento. Al mismo tiempo hay que tomar en cuenta las condiciones especiales o importantes de cada montaje del rodamiento, por ejemplo la temperatura de trabajo, posibilidades del espacio, simplicidad de montaje, exigencias de la lubricación, obturación etc. Todos estos aspectos pueden influir la selección del rodamiento más adecuado. De punto de vista de la actuación de las fuerzas y de la función del rodamiento en la respectiva parte o en el equipo completo distinguimos en la tecnología de rodamientos dos tipos de cargas del rodamiento: - cuando los aros del rodamiento mútuamente relativamente giren y sobre el rodamiento actúen las fuerzas exteriores (lo que es válido para casi todos los casos de montaje de los rodamientos) se trata de la carga dinámica del rodamiento, - cuando los aros del rodamiento mútuamente o no giren o giren de forma muy despacia, el rodamiento transmita el movimiento cinético o las fuerzas exteriores actúen durante el tiempo menor del tiempo de una revolución del rodamiento se trata de la carga estática del rodamiento. Lo más importante para calcular la fiabilidad del rodamiento es la durabilidad limitada por la falla provocada por la fatiga del material de cualquiera de las partes del rodamiento. En el segundo caso se trata de las deformaciones permanentes de las superficies funcionales en los puntos de contacto de los elementos rodantes y de las pistas de giro. La capacidad de carga dinámica básica es la carga permanentemente constante que el rodamiento teóricamente pueda transmitir bajo la durabilidad básica de un millón de revoluciones. La capacidad de carga dinámica básica C r está relacionada en el caso de los rodamientos radiales apenas con la carga únicamente radial y constante. En el caso de los rodamientos axiales la capacidad de carga dinámica básica C a está relacionada apenas con la carga únicamente axial y constante actuando en la dirección del eje del rodamiento. En la parte de tablas del Catálogo está mencionada para cada número la capacidad de carga dinámica básica C r y C a cuyo tamaño depende del tamaño, elementos rodantes, material y construcción del rodamiento. Los valores de las capacidades de carga dinámicas básicas han sido calculados según la norma STN ISO 281. Estos valores están verificados por los aparatos de ensayos y confirmados por los resultados de funcionamiento. La durabilidad del rodamiento es el número de las revoluciones las que realice un aro en la relación con el otro en el caso que no aparezcan primeros síntomas de la fatiga del material en cualquiera de los aros o elementos rodantes. Sin embargo entre los rodamientos del mismo tipo puedan existir diferencias relevantes en la durabilidad y por eso se utiliza como la base para el cálculo de la durabilidad conforme a la norma STN ISO 281 la durabilidad básica, o sea, la durabilidad representada por el tiempo de funcionamiento que la serie de los rodamientos alcance o traspase bajo la fiabilidad de 90%. 8
Fórmula de la durabilidad básica La durabilidad básica del rodamiento está matemáticamente definida por la fórmula de la durabilidad válida para todos los tipos de los rodamientos. L 10 - durabilidad básica [10 6 revoluciones] C - capacidad de carga dinámica básica (los valores C r y C a están mencionados en la parte de tablas del Catálogo) [kn] P - carga dinámica equivalente del rodamiento (las fórmulas para el cálculo de P r y P a están mencionadas en el párrafo 1.1.3 y para cada grupo de construcción de los rodamientos) [kn] p - número exponente: para los rodamientos de bolas p=3 para los rodamientos de rodillos cilíndricos, de agujas, esféricos y de rodillos cónicos 9
Relación C/P en función de la durabilidad L 10 Tab. 1 Para los rodamientos de bolas Para los rodamientos de rodillos cilíndricos, esféricos y de rodillos cónicos Durabilidad Durabilidad Durabilidad Durabilidad L 10 L 10 L 10 L 10 10 6 Rev. 10 6 Rev. 10 6 Rev. 10 6 Rev. 0,5 0,793 600 8,43 0,5 0,812 600 6,81 0,75 0,909 650 8,66 0,75 0,917 650 6,98 1 1 700 8,88 1 1 700 7,14 1,5 1,14 750 9,09 1,5 1,13 750 7,29 2 1,26 800 9,28 2 1,24 800 7,43 3 1,44 850 9,47 3 1,39 850 7,56 4 1,59 900 9,65 4 1,52 900 7,70 5 1,71 950 9,83 5 1,62 950 7,82 6 1,82 1 000 10 6 1,71 1 000 7,94 8 2 1 100 10,3 8 1,87 1 100 8,17 10 2,15 1 200 10,6 10 2 1 200 8,39 12 2,29 1 300 10,9 12 2,11 1 300 8,59 14 2,41 1 400 11,2 14 2,21 1 400 8,79 16 2,52 1 500 11,4 16 2,30 1 500 8,97 18 2,62 1 600 11,7 18 2,38 1 600 9,15 20 2,71 1 700 11,9 20 2,46 1 700 9,31 25 2,92 1 800 12,2 25 2,63 1 800 9,48 30 3,11 1 900 12,4 30 2,77 1 900 9,63 35 3,27 2 000 12,6 35 2,91 2 000 9,78 40 3,42 2 200 13 40 3,02 2 200 10,1 45 3,56 2 400 13,4 45 3,13 2 400 10,3 50 3,68 2 600 13,8 50 3,23 2 600 10,6 60 3,91 2 800 14,1 60 3,42 2 800 10,8 70 4,12 3 000 14,4 70 3,58 3 000 11 80 4,31 3 500 15,2 80 3,72 3 500 11,5 90 4,48 4 000 15,9 90 3,86 4 000 12 100 4,64 4 500 16,5 100 3,98 4 500 12,5 120 4,93 5 000 17,1 120 4,20 5 000 12,9 140 5,19 5 500 17,7 140 4,40 5 500 13,2 160 5,43 6 000 18,2 160 4,58 6 000 13,6 180 5,65 7 000 19,1 180 4,75 7 000 14,2 200 5,85 8 000 20 200 4,90 8 000 14,8 250 6,30 9 000 20,8 250 5,24 9 000 15,4 300 6,69 10 000 21,5 300 5,54 10 000 15,8 350 7,05 12 500 23,2 350 5,80 12 500 16,9 400 7,37 15 000 24,7 400 6,03 15 000 17,9 450 7,66 17 500 26 450 6,25 17 500 18,7 500 7,94 20 000 27,1 500 6,45 20 000 19,5 550 8,19 25 000 29,2 550 6,64 25 000 20,9 10 En la tabla 1 está mencionada la relación en función de la durabilidad L 10 en millones de revoluciones y la respectiva relación C/P. En el caso que la frecuencia de giro no cambie, se puede aplicar para el cálculo de la durabilidad la fórmula modificada que menciona la durabilidad básica en las horas de funcionamiento: L 10h - durabilidad básica [h] n - frecuencia de giro [min -1 ] La relación C/P en función de la durabilidad básica L 10h y de la frecuencia de giro n para los rodamientos de bolas está mencionada en la tabla 2 y para los rodamientos de rodillos cilíndricos, de agujas, esféricos y de rodillos cónicos en la tabla 3.
Relación C/P en función de la durabilidad L 10 y de la frecuencia Tab. 2 de giro n para los rodamientos de bolas Durabilidad Frecuencia de giro n [min -1 ] L 10h 10 16 25 40 63 100 125 160 200 250 320 400 500 630 h 100 - - - - - - - - 1,06 1,15 1,24 1,34 1,45 1,56 500 - - - 1,06 1,24 1,45 1,56 1,68 1,82 1,96 2,12 2,29 2,47 2,67 1 000 - - 1,15 1,34 1,56 1,82 1,96 2,12 2,29 2,47 2,67 2,88 3,11 3,36 1 250-1,06 1,24 1,45 1,68 1,96 2,12 2,29 2,47 2,67 2,88 3,11 3,36 3,63 1 600-1,15 1,34 1,56 1,82 2,12 2,29 2,47 2,67 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 2 000 1,06 1,24 1,45 1,68 1,96 2,29 2,47 2,67 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 2 500 1,15 1,34 1,56 1,82 2,12 2,47 2,67 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 3 200 1,24 1,45 1,68 1,96 2,29 2,67 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 4 000 1,34 1,56 1,82 2,12 2,47 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5 000 1,45 1,68 1,96 2,29 2,67 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6 300 1,56 1,82 2,12 2,47 2,88 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 8 000 1,68 1,96 2,29 2,67 3,11 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 10 000 1,82 2,12 2,47 2,88 3,36 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 12 500 1,96 2,29 2,67 3,11 3,36 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 16 000 2,12 2,47 2,88 3,36 3,91 4,56 4,93 5,23 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 20 000 2,29 2,67 3,11 3,63 4,23 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 25 000 2,47 2,88 3,36 3,91 4,56 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 32 000 2,67 3,11 3,63 4,23 4,93 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 40 000 2,88 3,36 3,91 4,56 5,32 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 50 000 3,11 3,63 4,23 4,93 5,75 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 63 000 3,36 3,91 4,56 5,32 6,20 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 80 000 3,36 4,23 4,93 5,75 6,70 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 100 000 3,91 4,56 5,32 6,20 7,23 8,43 9,11 9,83 10,6 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 200 000 4,93 5,75 6,70 7,81 9,11 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 Durabilidad Frecuencia de giro n [min -1 ] L 10h 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 h 100 1,68 1,82 1,96 2,12 2,29 2,47 2,67 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 500 2,88 3,11 3,36 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 1 000 3,63 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 1 250 3,91 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 1 600 4,23 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 2 000 4,56 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 2 500 4,93 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 3 200 5,32 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 4 000 5,75 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 5 000 6,20 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 6 300 6,70 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 8 000 7,23 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 10 000 7,81 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 12 500 8,43 9,11 9,83 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 16 000 9,11 9,83 10,6 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 24,70 20 000 9,83 10,6 11,5 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 24,70 26,70 25 000 10,60 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 24,70 26,70 28,80 32 000 11,50 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 24,70 26,70 28,80 31,10 40 000 12,40 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 24,70 26,70 28,80 31,10-50 000 13,40 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 24,70 26,70 28,80 31,10 - - 63 000 14,50 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 24,70 26,70 28,80 31,10 - - - 80 000 15,60 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 24,70 26,70 28,80 31,10 - - - - 100 000 16,80 18,20 19,60 21,20 22,90 24,70 26,70 28,80 31,10 - - - - - 200 000 21,20 22,90 24,70 26,70 28,80 31,10 - - - - - - - - 11
Relación C/P en función de la durabilidad L 10 y de la frecuencia de giro n para Tab. 3 los rodamientos de rodillos cilíndricos, esféricos y de rodillos cónicos Durabilidad Frecuencia de giro n [min -1 ] L 10h 10 16 25 40 63 100 125 160 200 250 320 400 500 630 h 100 - - - - - - - - 1,05 1,1 1,21 1,30 1,39 1,49 500 - - - 1,05 1,21 1,39 1,49 1,60 1,71 1,83 1,97 2,11 2,26 2,42 1 000 - - 1,13 1,30 1,49 1,71 1,83 1,97 2,11 2,26 2,42 2,59 2,78 2,97 1 250-1,05 1,21 1,39 1,60 1,83 1,97 2,11 2,26 2,42 2,59 2,78 2,97 3,19 1 600-1,13 1,30 1,49 1,71 1,97 2,11 2,26 2,42 2,59 2,78 2,97 3,19 3,42 2 000 1,05 1,21 1,39 1,60 1,83 2,11 2,26 2,42 2,59 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 2 500 1,13 1,30 1,49 1,71 1,97 2,26 2,42 2,59 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 3 200 1,21 1,39 1,60 1,83 2,11 2,42 2,59 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4 000 1,30 1,49 1,71 1,97 2,26 2,59 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 5 000 1,39 1,60 1,83 2,11 2,42 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 6 300 1,49 1,71 1,97 2,26 2,59 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 8 000 1,60 1,83 2,11 2,42 2,78 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 10 000 1,71 1,97 2,26 2,59 2,97 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 12 500 1,83 2,11 2,42 2,78 3,19 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 16 000 1,97 2,26 2,59 2,97 3,42 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 20 000 2,11 2,42 2,78 3,19 3,66 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 25 000 2,26 2,59 2,97 3,42 3,92 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 32 000 2,42 2,78 3,19 3,66 4,20 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 40 000 2,59 2,97 3,42 3,92 4,50 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 50 000 2,78 3,19 3,66 4,20 4,82 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 63 000 2,97 3,42 3,92 4,50 5,17 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 80 000 3,19 3,66 4,20 4,82 5,54 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 100 000 3,42 3,92 4,50 5,17 5,94 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 200 000 4,20 4,82 5,54 6,36 7,30 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 Durabilidad Frecuencia de giro n [min -1 ] L 10h 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000 h 100 1,60 1,71 1,83 1,97 2,11 2,26 2,42 2,59 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 500 2,59 2,78 2,97 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,70 5,54 5,94 6,36 1 000 3,19 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 1 250 3,42 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 1 600 3,66 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 2 000 3,92 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 2 500 4,20 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 3 200 4,50 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 4 000 4,82 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 5 000 5,17 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 6 300 5,54 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 8 000 5,94 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 10 000 6,36 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 12 500 6,81 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 16 000 7,30 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 17,90 20 000 7,82 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 17,90 19,20 25 000 8,38 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 17,90 19,20 20,60 32 000 8,98 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 17,90 19,20 20,60-40 000 9,62 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 17,90 19,20 20,60 - - 50 000 10,30 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 17,90 19,20 20,60 - - - 63 000 11,00 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 17,90 19,20 20,60 - - - - 80 000 11,80 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 17,90 19,20 20,60 - - - - - 100 000 12,70 13,60 14,60 15,60 16,70 17,90 19,20 20,60 - - - - - - 200 000 15,60 16,70 17,90 19,20 20,60 - - - - - - - - - 12
En los montajes de los ejes de los vehículos a motor y los ferroviarios la durabilidad básica se puede indicar por la relación modificada en el número de los kilómetros recorridos. L 10km - durabilidad básica [10 6 km] D - diámetro de rueda [m] Valores nominales de la durabilidad básica En los casos de montaje donde no sea conocida la durabilidad exigida se pueden considerar los valores mencionados en las tablas 4 y 5. Valores nominales de la durabilidad básica en las horas de funcionamiento Tab. 4 Tipo de máquina Durabilidad básica L 10h h Aparatos y herramienta raramente utilizados 1 000 Electrodomésticos, ventiladores pequeños 2 000 a 4 000 Máquinas de funcionamiento discontinuo, aparatos manuales, grúas de taller, máquinas agrícolas 4 000 a 8 000 Máquinas de funcionamiento discontinuo con exigencia de alta fiabilidad, máquinas auxiliares en centrales eléctricas, bandas transportadoras, carritos transportadores, elevadores 8 000 a 15 000 Laminadoras 6 000 a 12 000 Máquinas para el turno de funcionamiento entre 8 y 16 horas: electromotores estacionarios, transmisiones por ruedas dentadas, husos de máquinas textiles, maquinaria de imprenta, 15 000 a 30 000 grúas Máquinas herramientas en general 20 000 a 30 000 Máquinas de funcionamiento continuo: máquinas eléctricas estacionarias, equipos de transporte, carriles de rodillos, bombas, centrífugas, sobrealimentadores, molinos a martillos, 40 000 a 60 000 cribas, prensas de briquetas, elevadores mineros, adujas Máquinas de funcionamiento continuo de alta seguridad de funcionamiento: máquinas de centrales eléctricas, máquinas de centrales de distribución de agua, máquinas de barcos 100 000 a 200 000 Valores indicativos de las durabilidades básicas en kilómetros Tab. 5 Tipo de vehículo Durabilidad básica L 10km km Ruedas de vehículos a motor Motocicletas 60 000 Automóviles de pasajeros 150 000 a 250 000 Camiones, autobuses 400 000 a 500 000 Rodamientos de ejes de vehículos ferroviarios Vagones de mercancías (conforme a UIC bajo la actuación permanente de la carga sobre el eje) 800 000 Tranvías 1 500 000 Vagones de pasajeros 3 000 000 Vagones y unidades a motor 3 000 000 a 4 000 000 Locomotoras 3 000 000 a 5 000 000 13
La durabilidad modificada es la durabilidad básica corregida. Al calcularla se considera no sólo la carga sino también la influencia del material de las partes del rodamiento, las características físico-mecánicas y químicas de lubricante y el regimen térmico del ambiente de trabajo del rodamiento. L na = a 1. a 23. L 10 L na durabilidad modificada para la fiabilidad (100 n) % y para las condiciones diferentes de las de funcionamiento habitual [10 6 rev.] a 1 coeficiente de la durabilidad para la seguridad diferente de la de 90% ver la tabla 6 a 23 coeficiente de la durabilidad del material, lubricante, tecnología de la fabricación y condiciones de funcionamiento ver la figura 1 L 10 durabilidad básica Valores del coeficiente a 1 Tab. 6 Fiabilidad (%) L n a 1 90 L 10 1,00 95 L 5 0,62 96 L 4 0,53 97 L 3 0,44 98 L 2 0,33 99 L 1 0,21 Para el cálculo básico de los valores del coeficiente a 23 se utiliza el diagrama en la figura 1. υ υ 1 - viscosidad cinemática de lubricante a la temperatura de funcionamiento del rodamiento [mm 2.s -1 ] - viscosidad cinemática para la frecuencia definida de giro y para el tamaño elegido del rodamiento [mm 2.s -1 ] Los valores υ y υ 1 calculamos según el diagrama en las figuras 24 y 23 respectivamente. En el diagrama en la figura 1 la línea I es válida para los rodamientos radiales de bolas trabajando en el ambiente muy limpio. En los demás casos el coeficiente a 23 se calcula más bajo dependiendo del nivel de la limpieza del ambiente donde la tendencia decreciente depende del grupo de construcción de los rodamientos en la escala siguiente: Rodamientos de bolas de contacto angular Rodamientos de rodillos cónicos Rodamientos de rodillos cilíndricos Rodamientos de dos hileras de bolas Rodamientos esféricos La línea II se puede utilizar al calcular el coeficiente a 23 para los rodamientos esféricos que trabajan en el ambiente polvoroso. Recomendamos consultar esta problemática con el fabricante de los rodamientos. 14
Fig. 1 1.1.3 Carga dinámica equivalente En el lugar de su montaje el rodamiento sufre de las fuerzas diferentes bajo diferentes frecuencias de giro y durante el tiempo distinto de su actuación. De punto de vista de la metodología del cálculo es necesario aplicar las fuerzas actuantes sobre la carga constante bajo la cual el rodamiento tenga la durabilidad igual a la que alcance bajo las condiciones de su carga real. La carga constante radial y axial calculada de esta forma llamamos la carga equivalente P o P a (axial). Las fuerzas exteriores actuando sobre el rodamiento no alteran ni de punto de vista de su tamaño ni de su tiempo. En el caso que actúen sobre el rodamiento simultáneamente las fuerzas constantes tanto en la dirección radial como en la axial es válida la fórmula siguiente para el cálculo de la carga radial dinámica equivalente: P r = X.F r + Y.F a [kn] P r - carga radial dinámica equivalente [kn] F r - carga radial del rodamiento [kn] F a - carga axial del rodamiento [kn] X - coeficiente de la carga radial dinámica [kn] Y - coeficiente de la carga axial dinámica [kn] Los coeficientes X e Y dependen de la relación F a/f r. Los valores X e Y están mencionados en la parte de tablas o en el comentario para cada grupo de construcción de los rodamientos donde están mencionados los datos más pormenorizados para el cálculo de los rodamientos del respectivo grupo de construcción. 15
Rodamientos axiales Los rodamientos axiales de bolas pueden transmitir apenas las fuerzas actuantes en la dirección axial y para calcular la carga axial dinámica equivalente es válida la fórmula siguiente: P a = F a [kn] P a - carga axial dinámica equivalente [kn] F a - carga axial del rodamiento [kn] Los rodamientos axiales esféricos pueden transmitir también una cierta carga radial. Sin embargo apenas al actuar simultáneamente la carga axial al cumplir con la condición P r 0,55. F a P a = F a + 1,2 F r [kn] Modo variable de la carga Cambio del tamaño de la carga bajo la frecuencia fija de giro La carga variable real cuyo proceso del tiempo conocemos se reemplaza para calcularla por la carga media teórica. Esta carga media tiene la misma influencia sobre el rodamiento como la carga variable real. Al actuar la carga sobre el rodamiento en la dirección fija cuyo tamaño altera conforme al tiempo y la frecuencia de giro es constante (la figura 2) calculamos la carga media teórica F s según la fórmula siguiente: [kn] F s - carga media constante teórica [kn] F i = F 1,...F n - carga parcial constante real [kn] q i = q 1,...q n - parte de la actuación de las cargas parciales [%] Fig. 2 Bajo la frecuencia constante de giro con el cambio linear de la carga de la dirección fija (fig. 3) la carga media teórica se calcula según la fórmula siguiente: [kn] 16
Fig. 3 Cuando la carga real tenga el transcurso sinusoidal (la figura 4) la carga media teórica es la siguiente: F s = 0,75. F max [kn] Fig. 4 Cambio del tamaño de la carga al cambiar la frecuencia de giro Cuando sobre el rodamiento actúe temporalmente la carga variable y al mismo tiempo cambie la frecuencia de giro la carga media teórica se calcula según la fórmula siguiente: kn] n i = n 1,... n n - frecuencia constante de giro en el tiempo de la actuación de las cargas parciales F 1,... F n [min -1 ] q i = q 1,... q n - parte de la actuación de las cargas parciales y de la frecuencia de giro [%] Cuando cambie conforme al tiempo apenas la frecuencia de giro, la frecuencia media constante teórica se calcula según la fórmula siguiente: [min -1 ] n s - frecuencia media de giro [min -1 ] Movimiento pendular Bajo el movimiento pendular con la amplitud de la oscilación γ (la figura 5) es lo más simple cambiar el movimiento cinético por la rotación teórica cuando la frecuencia de giro es igual a la de la oscilación. Para los rodamientos radiales la carga media teórica se calcula según la fórmula siguiente: 17
F s - carga media teórica [kn] F r - carga radial real [kn] γ - amplitud del movimiento pendular [ ] p - número exponente p = 3 para los rodamientos de bolas para los rodamientos de rodillos cilíndricos, de agujas, esféricos y de rodillos cónicos kn] Fig. 5 1.1.4 Influencia de la temperatura La gama suministrada de los rodamientos está destinada a la utilización en los ambientes con la temperatura hasta 120 C. La excepción representan los rodamientos de dos hileras esféricos que pueden trabajar bajo las temperaturas hasta 180 C y los rodamientos de una hilera de bolas con los sellos de goma (RS, 2RS, RSR, 2RSR) aplicables hasta la temperatura de 110 C y con los sellos de goma RS2, -2RS2 aplicables hasta la temperatura de 150 C. Para las temperaturas más altas de trabajo los rodamientos son fabricados de tal forma para que se alcancen las características físico-mecánicas y estabilidad de dimensiones necesarias. La solución de montaje bajo las temperaturas más altas de trabajo recomendamos consultar con el fabricante de los rodamientos. Los valores de la carga dinámica básica C r o C a mencionados en la parte de tablas del Catálogo es necesario multiplicar por el coeficiente f t que está mencionado en la tabla 7. Valores del coeficiente f t Tab. 7 Temperatura de trabajo hasta [ C] 150 200 250 300 Coeficiente f t 0,95 0,9 0,75 0,6 1.2 Carga estática 1.2.1 Capacidad de carga estática básica La carga radial estática básica C or y la carga axial básica estática C oa están mencionadas en la parte de tablas del Catálogo para cado tipo del rodamiento. Los valores C or y C oa han sido calculados conforme a la norma internacional STN ISO 76. La carga radial estática básica es la carga que corresponde a las tensiones de contacto calculadas en la parte más cargada del elemento rodante y de la pista del rodamiento: 4600 Mpa para los rodamientos de dos hileras de bolas a rótula 4200 Mpa para otros rodamientos de bolas 4000 Mpa para los rodamientos de rodillos cilíndricos, de agujas, esféricos y de rodillos cónicos 18
1.2.2 Carga estática equivalente La carga estática equivalente es la carga radial P or recalculada para los rodamientos radiales y la carga axial sobre el eje P oa para los rodamientos axiales. P or = X o. F r + Y o. F a P oa = X o. F r + Y o. F a [kn] [kn] P or - carga radial estática equivalente [kn] P oa - carga axial estática equivalente [kn] F r - carga radial del rodamiento [kn] F a - carga axial del rodamiento [kn] X o - coeficiente de la carga radial estática Y o - coeficiente de la carga axial estática Coeficiente s 0 Tab. 8 Movimiento Formas de carga, exigencias de funcionamiento del rodamiento s 0 del rodamiento Rodamientos de bolas Rodamientos de rodillos cilíndricos, de agujas, esféricos, de rodillos cónicos Giratorio Carga elevada de choque, exigencia elevada de funcionamiento suave 2 4 La carga estática se gira en una menor carga 1,5 3 Exigencia normal de funcionamiento suave Condiciones normales de trabajo y exigencias normales de funcionamiento 1 1,5 Funcionamiento suave sin vibraciones 0,5 1 Pendular Ángulo de oscilación pequeño con frecuencia alta y con carga de choque fluctuante 2 3,5 Ángulo de oscilación grande con baja frecuencia y con carga fluctuante relativamente constante 1,5 2,5 Parado Alta carga de choque 1,5 až 1 3 až 2 Carga normal y baja, no hay exigencias especiales de funcionamiento del rodamiento 1 až 0,4 2 až 0,8 Rodamientos axiales esféricos bajo todas las formas de movimiento y de carga - 4 Los coeficientes X o e Y o para los respectivos rodamientos están mencionados en la parte de tablas del Catálogo. Al mismo tiempo allí están mencionados los datos más pormernorizados para calcular la carga estática equivalente del respectivo grupo de construcción de los rodamientos. 1.2.3 Seguridad de los rodamientos bajo la carga estática La seguridad de los rodamientos bajo la carga estática en la práctica se averigua de la relación C or / P or o C oa / P oa y se compara con los datos en la tabla 8 en la cual están mencionados los valores de los coeficientes más bajos aceptables S o para las condiciones de trabajo diferentes. s o - coeficiente de la seguridad bajo la carga estática C or - capacidad de carga radial básica estática [kn] C oa - capacidad de carga axial básica estática [kn] P or - carga radial estática equivalente o, bajo alta carga de choque, la fuerza de choque actuante máxima F r max (la figura 6) [kn] P oa - carga axial estática equivalente o bajo alta carga de golpe la fuerza máxima de golpe F a max (la figura 6) [kn] 19
Fig. 6 1.3 Frecuencia límite de giro La frecuencia límite de giro depende del tipo del rodamiento, su precisión, construcción de jaula, juego interior, relaciones de trabajo en el montaje, forma de lubricación y de muchas otras circustancias. Este complejo de las influencias determina la formación del calor dentro del rodamiento y en consecuencia también la frecuencia límite de giro cuya limitación se debe sobre todo a la temperatura de trabajo de lubricante. Para la orientación están mencionados en la parte de tablas del Catálogo los valores de las frecuencias límites de giro para cada uno de los rodamientos bajo el grado normal de precisión y para los casos de su lubricación o con grasa o con aceite. Los valores mencionados están válidos para los casos de la carga adecuada (L 10h 100 000 horas), las condiciones de trabajo y enfriamiento normales. La influencia de la carga más alta se manifiesta sobre todo en los rodamientos de los tamaños más grandes con la durabilidad L 10h > 100 000 horas donde es necesario contar con la reducción de los valores de la frecuencia límite de giro. Al mismo tiempo es necesario reducir los valores de la frecuencia límite de giro también en los rodamientos radiales que sean permanetemente cargados por la fuerza axial relativamente grande. El valor final de la frecuencia de giro depende de la relación entre la carga axial y radial F a / F r. Si es F a / F r > 0,6 se recomienda consultar los valores de la frecuencia límite de giro con el fabricante de los rodamientos, sobre todo para los rodamientos de dos hileras de bolas a rótula, de dos hileras esféricos y de una hilera de rodillos cónicos. La frecuencia límite de giro mencionada puede ser sobrepasada tres veces en el caso de los rodamientos de bolas, dos veces en el caso de los rodamientos de rodillos cilíndricos y para los demás rodamientos excepto los esféricos y de rodillos cónicos hasta 1,5 veces y para los esféricos 1,3 veces. Este exceso generalmente necesita: ajuste de lubricación y enfriamiento precisión aumentada de los rodamientos y de otras partes del equipo relacionadas con los rodamientos carga radial mayor de la normal jaula adecuada de punto de vista de construcción y material. En estos casos es indispensable consultar el uso de los rodamientos con los respectivos departamentos especializados del fabricante de los rodamientos. 20
2. Parámetros de construcción de los rodamientos 2.1. Dimensiones principales Los rodamientos mencionados en el Catálogo se fabrican en las dimensiones que corresponden a las normas STN ISO 15, STN ISO 355 y STN ISO 104. En el plan dimensional corresponden a cada diámetro del agujero del rodamiento d siempre varios diámetros exteriores D y con ellos están relacionados los anchos diferentes B o T en el caso de los rodamientos radiales y H en el caso de los rodamientos axiales. Los rodamientos que tienen el mismo diámetro del agujero y el mismo diámetro exterior pertenecen a la misma serie del diámetro designada según el diámetro exterior creciente por los números 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4. En cada serie son los rodamientos de las series de anchos diferentes según el ancho creciente: 8, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 en el caso de los rodamientos radiales y 7, 9, 1, 2 en el caso de los rodamientos axiales. La serie del diámetro y del ancho forma el grupo de dimensiones que se designa por el número de dos cifras donde la primera cifra designa la serie del ancho y la segunda la serie del diámetro tal como se puede ver en la figura 7. Grupo de dimensiones Fig. 7 Serie del diámetro Serie del ancho En el plan dimensional están incluidas también las medidas del redondeado de las aristas de los aros del rodamiento, las llamadas redondeces de montaje (la figura 8) Fig. 8 Dirección radial Dirección axial 2.2 Designación La designación de los rodamientos está compuesta de los símbolos numéricos y alfabéticos que determinan el tipo, tamaño y fabricación del rodamiento, como mencionado en el esquema. En la ejecución estándar los rodamientos se designan por la designación básica la cual está compuesta de la designación del tipo y del tamaño del rodamiento. La designación del tipo está generalmente compuesta del símbolo que indica la construcción del rodamiento (la posición 3 del esquema) y de otro símbolo para el grupo de dimensiones o para la serie del diámetro (las posiciones 4 y 5 del esquema), por ejemplo 223, 302, NJ22, 51, 62, 12 etc. La designación del tamaño del rodamiento está compuesta de los símbolos para el respectivo diámetro del agujero d del rodamiento (la posición 6 del esquema). 21