¿Cuáles son los mejores métodos de precarga en un sistema de rodamientos?

- Aug 17, 2020-

¿Cuáles son los mejores métodos de precarga en un sistema de rodamientos?

muelles

El método más sencillo de aplicar precarga es utilizar un resorte ondulado. El resorte actúa sobre el aro exterior de uno de los dos cojinetes. Este anillo exterior debe poder desplazarse axialmente. En el siguiente diagrama, la disposición de cojinetes comprende un cojinete de bolas de ranura profunda precargado de una hilera en cada extremo del eje.

SKF-spring-preloading-diagram

La fuerza de precarga permanece prácticamente constante, incluso cuando hay un desplazamiento axial del rodamiento como resultado del alargamiento térmico. La fuerza de precarga requerida se puede estimar usando:

F = k d

dónde
F= fuerza de precarga [kN]
k= un factor, descrito en el siguiente texto
d= diámetro del agujero del rodamiento [mm]

Para motores eléctricos pequeños, se utilizan valores entre 0, 005 y 0, 01 para el factor k. Si la precarga se usa principalmente para proteger el rodamiento del daño causado por las vibraciones externas cuando está parado, entonces se requiere una precarga mayor y se debe usar k=0, 02 .

La carga por resorte también es un método común de aplicar precarga a rodamientos de bolas de contacto angular en husillos de rectificado de alta velocidad. El método no es adecuado para aplicaciones de rodamientos donde se requiere un alto grado de rigidez, donde la dirección de la carga axial cambia o donde pueden ocurrir cargas máximas indeterminadas.

Ajustamiento

Ajuste significa establecer la holgura interna o la precarga en una disposición de cojinetes ajustada durante el montaje. En funcionamiento, surge entonces un cierto intervalo de espacio libre / precarga ⁠, o solo precarga ⁠. La precarga axial en una disposición de rodamientos ajustada con rodamientos de una hilera, angulares, de bolas de contacto, rodamientos de rodillos cónicos y rodamientos rígidos de bolas se produce desplazando un anillo de rodamiento axialmente, con respecto al otro, en una cantidad correspondiente a la fuerza de precarga deseada. . Básicamente, existen dos métodos principales para ajustar la precarga: ajuste individual y ajuste colectivo.

a.Ajuste individual: Con ajuste individual, cada disposición de cojinetes se ajusta por separado utilizando tuercas, arandelas, casquillos espaciadores, casquillos de compresión, etc. Se utilizan procedimientos de medición e inspección para asegurar que la precarga nominal establecida se obtenga con la menor desviación posible. Existen varios métodos para obtener la precarga requerida:

  • método de desplazamiento axial

  • método de momento de fricción

  • método de fuerza directa

El método utilizado depende, entre otras cosas, del diseño de la aplicación y del número de rodamientos a montar. El ajuste individual puede adaptarse a una acumulación de tolerancias suficiente de modo que si los componentes individuales se producen con tolerancias normales, la precarga deseada se puede lograr con un grado relativamente alto de precisión.

i)Método de desplazamiento axial: El método de desplazamiento axial se basa en la relación entre la fuerza de precarga y las deformaciones elásticas dentro de la disposición del rodamiento. La precarga requerida se puede determinar a partir del diagrama de fuerza de precarga / desplazamiento axial a continuación.

SKF-axial-displacement-graph

Este método de ajuste se utiliza con frecuencia cuando los componentes de una disposición de cojinetes están preensamblados. La precarga requerida, que se expresa como una distancia negativa, requiere medir el desplazamiento positivo axial total (juego axial) del eje con respecto a una superficie fija. Esto generalmente se hace con un indicador de cuadrante. Luego, se pueden usar calzas, anillos intermedios o espaciadores para ajustar el desplazamiento axial a la distancia negativa correcta. El ancho de las calzas, anillos intermedios o espaciadores está determinado por:

  • la distancia entre el eje y los hombros de la carcasa

  • el ancho total de ambos cojinetes

  • el desplazamiento axial correspondiente a la fuerza de precarga deseada

  • un factor de corrección para el desplazamiento axial para tener en cuenta la expansión térmica en funcionamiento las tolerancias de fabricación de todos los componentes relacionados, establecido midiendo las dimensiones reales antes del montaje

  • un factor de corrección para tener en cuenta una cierta pérdida de precarga como resultado del asentamiento y el desgaste

ii)Método de momento de fricción: este método es común en la producción de grandes series porque es rápido y puede automatizarse. Dado que existe una relación entre la precarga del rodamiento y el momento de fricción en los rodamientos, es posible detener el ajuste cuando se alcanza un momento de fricción correspondiente a la precarga deseada. Esto se puede hacer si el momento de fricción se monitorea continuamente mientras se establece la precarga. Sin embargo, el momento de fricción puede variar de un rodamiento a otro y también depende del conservante, el lubricante y el método de sellado.

iii)Método de fuerza directa: como el propósito del ajuste del rodamiento es obtener una precarga específica, parecería sensato utilizar un método para producir o medir la fuerza directamente. Sin embargo, en la práctica, se prefieren los métodos indirectos de ajuste por desplazamiento axial o momento de fricción, porque son simples y pueden lograrse fácilmente y de manera más rentable.

b.Ajuste colectivo: este método también se puede denominar "ajuste estadístico aleatorio". Con este método, los cojinetes, el eje, la carcasa y cualquier otro componente se fabrican con las tolerancias normales. Los componentes, que se consideran totalmente intercambiables, se ensamblan al azar. Para los rodamientos de rodillos cónicos, esta intercambiabilidad también se extiende a los conjuntos de anillos internos y externos. Para evitar altos costos de mecanizado y el uso de rodamientos de precisión, se asume que, dados los valores límite de las tolerancias, es estadísticamente improbable que ocurran los extremos de la acumulación de tolerancias. Sin embargo, si se desea obtener una precarga precisa con la menor dispersión posible, se deben reducir las tolerancias de fabricación. La ventaja del ajuste colectivo es que no es necesaria ninguna inspección y no se necesitan equipos adicionales al montar los cojinetes.

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