Los rodamientos de cuatro puntos cumplen una función triple mientras ahorran espacio

- Dec 02, 2019-

Los rodamientos de cuatro puntos cumplen una función triple mientras ahorran espacio


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Un rodamiento de bolas de contacto de cuatro puntos facilita la simplificación de los diseños de máquinas que combinan cargas radiales, de empuje y de momento, ya que puede manejar los tres simultáneamente. Se utilizan principalmente para aplicaciones de velocidad lenta a moderada, o donde predomina el movimiento oscilatorio.


Un solo cojinete de contacto de cuatro puntos generalmente hace innecesario un segundo cojinete, lo que proporciona algunos beneficios muy importantes, que incluyen:

Ahorro de espacio

Ahorro de peso

Ahorro de costes

Rigidez y precisión

Instalación más rápida

Menos mantenimiento

Orificios de montaje integrales, engranajes, etc.

Gracias a una geometría de trayectoria de bola única que produce el doble de puntos de contacto, un rodamiento de contacto de cuatro puntos puede resistir cargas radiales, de empuje y de momento individualmente, o en cualquier combinación. Tiene una fila de bolas con una carrera interior y una carrera exterior. Las ranuras de la bola se generan a partir de dos centros, con cada radio un poco más grande que el radio de la bola. Los ángulos de contacto están típicamente a 35 ° de la línea central radial, pero se pueden variar para adaptarse a la aplicación.


Ventajas Importantes

Los rodamientos de contacto de cuatro puntos son especialmente efectivos en aplicaciones en las que el elemento giratorio tiene una alta relación de diámetro a longitud axial. La mayoría tiene una gran proporción de tamaño de perforación: cuanto mayor es esta proporción, más delgadas y flexibles son las razas individuales. Los tamaños de rodamiento de sección delgada varían de 1 "a 40" y los rodamientos de anillo de giro varían de 4 "a 178" de diámetro exterior

El diseño de la mesa giratoria (Fig. 1) tiene un poste central convencional soportado por dos cojinetes. La eliminación de ese poste central (Fig. 2) reduce la altura y el peso de la mesa y libera espacio para ser utilizado por otros componentes. Y sin una publicación, no hay posibilidad de desviación de la publicación.


Del mismo modo, tener un solo rodamiento significa que no hay coincidencia de desviación, sin coincidencia de diámetro y sin posibilidad de tambalearse por dos rodamientos con desviación desigual, todo lo cual mejora la precisión del ensamblaje.


La eliminación de un segundo rodamiento también elimina la necesidad de ajustes para optimizar su ajuste y, por lo tanto, el gasto de espaciadores o anillos de sujeción (y tal vez técnicos expertos en hacer estos ajustes). En contraste, un rodamiento de bolas de contacto de cuatro puntos se fabrica con el ajuste interno adecuado y simplemente se fija a sus partes de acoplamiento.


El rodamiento de cuatro puntos: cómo funciona
A medida que gira la pista interior, se transfiere una carga de empuje hacia abajo a la bola en el punto B, y luego se transmite a través de la bola (típicamente en un ángulo de contacto de 35 °) al punto D. Desde allí pasa a la pista exterior y a la estructura de soporte.

La desviación de la pelota en los surcos de carrera a lo largo de la línea de transmisión de carga alivia la pelota en los puntos de contacto A y C y permite que la pelota gire suavemente alrededor de un eje perpendicular a la línea BD.


La carga de momento es muy parecida, pasando una carga de empuje desde la pista interna en el punto B, y hacia la pista externa en el punto D. Al mismo tiempo, se pasa una carga de empuje 180 ° opuesta desde la pista interna en el punto C al carrera exterior en el punto A.


La resistencia radial se produce 180 ° desde el punto de aplicación (suponiendo una carga de empuje mucho mayor que la carga radial) y la carga radial se resiste por igual a través de las líneas de contacto CA y BD. La relación de las cargas individuales determina si las reacciones son grandes o pequeñas.


Finalmente, eliminar un segundo rodamiento ahorra dinero que puede usarse para integrar características (engranajes, agujeros de montaje, accesorios de lubricación) en el rodamiento de contacto de cuatro puntos para optimizar aún más el rendimiento.


Dos veces más exacto. Los rodamientos de contacto de cuatro puntos se pueden fabricar de acuerdo con los grados de precisión de ABEC y en tamaños más grandes. En aplicaciones que involucran movimiento oscilatorio con ángulos de rotación limitados, cuando la desviación es cero durante gran parte de la rotación, a veces se puede usar un rodamiento ABEC 1 en lugar de un ABEC 3 o 5. En tales casos, el requisito crítico (desviación axial o desviación radial ) debe especificarse para cumplir con las normas ABEC; Las áreas no críticas pueden dejarse en manos del fabricante del rodamiento.


Con una fila de bolas en lugar de dos, la precisión se mejora de varias maneras. Por ejemplo, cuando las desviaciones radiales en un sistema de dos niveles están desfasadas, la rotación producirá una oscilación. La oscilación también puede resultar de la desviación de la estructura cuando las aplicaciones requieren mucho espacio entre dos filas de bolas; por ejemplo, cuando se debe resistir la carga de momento alto. Y si hay una diferencia previa a la carga en la desviación axial entre las dos filas, la fricción del rodamiento puede variar.


Ninguno de estos problemas ocurrirá en un rodamiento con una sola fila de bolas. Del mismo modo, no hay coincidencia de agujeros y hombros de la carcasa, ni de diámetros y hombros del eje. Todos los demás factores son iguales, la precisión de un rodamiento de contacto de cuatro puntos puede ser el doble que la de un rodamiento con dos filas de bolas.


Elección de materiales

Los rodamientos de bolas de contacto de cuatro puntos generalmente se fabrican con materiales de rodamientos antifricción convencionales, pero, al igual que otros rodamientos, las decisiones sobre los materiales son dictadas por la aplicación. La aleación 52100 de alto carbono y el acero inoxidable 440C son opciones comunes para el endurecimiento total. Cuando se necesita un endurecimiento selectivo, como cuando un rodamiento tiene características integrales, como bridas y engranajes, las opciones incluyen cementación o endurecimiento por inducción. Aleaciones tales como 8620, 4340, 150 y 1552 se utilizan para este propósito. Todo se puede endurecer a Rc 58 para una capacidad de carga del 100% y una vida útil máxima. (En Rc 50, la capacidad cae a aproximadamente el 50% y en Rc 45, a menos del 30%).


Cuando la resistencia a la corrosión es importante, las pistas y las bolas pueden estar hechas de aceros inoxidables endurecidos por precipitación o recubiertas con un cromo delgado pero denso, como el revestimiento de Endurakote.


Velocidades limitantes

Los cojinetes de contacto de cuatro puntos se utilizan principalmente para aplicaciones de velocidad de tomo lento. Bajo cargas combinadas, algunas de las bolas se cargan a través de ambos conjuntos de contactos. Como no pueden rodar alrededor de dos ejes simultáneamente, tienden a girar alrededor de un eje. Esto conduce a más deslizamiento o deslizamiento en el otro conjunto de contactos, lo que aumenta la fricción y el desgaste, especialmente a altas velocidades.


Las velocidades máximas permitidas varían con el tamaño del orificio, el tamaño de la sección, el tamaño de la bola, el tipo de retención, el tipo de lubricación y el tipo de carga. Como regla general, este tipo de rodamiento funciona mejor a velocidades de línea de cabeceo inferiores a 1,100 pies por minuto. Sin embargo, los efectos variables de la precarga, la lubricación y las cargas individuales simultáneas pueden superar esta limitación. Para aplicaciones que requieren velocidades más altas, se debe consultar al fabricante del rodamiento.


Bajo una sola carga (radial o de empuje), la velocidad no es más un factor para un rodamiento de bolas de contacto de cuatro puntos que lo que sería para un rodamiento radial convencional o un rodamiento de empuje de contacto angular.


Lubricacion y Mantenimiento

En la mayoría de las aplicaciones, los rodamientos de bolas de contacto de cuatro puntos no necesitan más mantenimiento que cualquier otro rodamiento antifricción. A menudo, necesitan aún menos.


La lubricación con grasa es típica, ya que muchas aplicaciones implican bajas velocidades o movimiento oscilante. Si la aplicación implica una rotación completa, dos accesorios de engrase, montados a 180 ° de separación, deberían permitir un acceso suficiente. Pero si un diseño requiere cargas pesadas, así como una rotación completa, o si el rodamiento se encuentra cerca de otras partes móviles que deben lubricarse con aceite, se utiliza lubricación con aceite.


Si bien muchos rodamientos se lubrican previamente en la fábrica, el lubricante debe reponerse y reemplazarse según sea necesario. La incorporación de agujeros o accesorios en las pistas de rodamiento facilita esto, lo cual es especialmente cierto cuando los rodamientos tienen sellos integrales, una posibilidad incluso en rodamientos de gran diámetro (por ejemplo, 100 pulgadas).


Separadores Los separadores siempre deben usarse en rodamientos de contacto de cuatro puntos, el estilo varía con la aplicación. Las opciones de materiales incluyen acero, acero inoxidable, bronce, fenólico, nylon, teflón y alambre de acero inoxidable (tipo resorte). El estilo más común es el retenedor que se encuentra en un rodamiento de ranura profunda Conrad, que se puede insertar en el rodamiento desde el costado a través del espacio entre las pistas de carrera.


Un retenedor completo de una pieza suele ser la opción más fuerte, pero insertarlo en un rodamiento de contacto de cuatro puntos requiere dividir una de las pistas o proporcionar un tapón de carga. Esto no es práctico en los rodamientos de sección ligera porque la pista es demasiado delgada para dividirse y no se puede volver a montar con remaches o tornillos.


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