Una carga axial es la fuerza que intenta empujar un eje a través de una carcasa de rodamiento. En una bomba vertical, el eje de entrada de una caja de cambios o el cubo de una rueda en una curva, esa fuerza es real. La respuesta corta es sí: muchos rodamientos de bolas pueden soportar cargas axiales, pero la cantidad y la dirección dependen del tipo de rodamiento. Los rodamientos rígidos de bolas soportan una carga axial moderada en ambas direcciones. Los rodamientos de bolas de contacto angular soportan mucho más, a menudo en una dirección por fila. Los rodamientos axiales de bolas están construidos casi en su totalidad para carga axial. Los rodamientos de rodillos cilíndricos generalmente no pueden soportar una carga axial significativa a menos que tengan novias o estén emparejados con un rodamiento fijo separado.
La sobrecarga axial rara vez se manifiesta. Se manifiesta como brinelle, desgaste de la jaula, calor o un eje que se mueve cuando no debería. La cuestión práctica no es simplemente si un rodamiento de bolas puede soportar cargas axiales, sino cuántas, en qué dirección y bajo qué fuerzas combinadas radiales y axiales.
| Tipo de rodamiento | dirección axial | Capacidad axial relativa | nota practica |
|---|---|---|---|
| Rodamiento rígido de bolas | Ambas direcciones | Moderado, a menudo del 25 al 50 por ciento de la clasificación dinámica radial para carga axial pura | Buen valor predeterminado para empuje ligero a moderado; la capacidad cae bruscamente cuando también está presente la carga radial. |
| Rodamiento de bolas de contacto angular de una hilera | una dirección | alto, sustancialmente del 50 al 150 por ciento de la clasificación radial dependiendo del ángulo de contacto | Debe estar opuesto a un segundo rodamiento o par precargado. |
| Rodamiento de bolas de contacto angular de dos hileras | Ambas direcciones | alto | Solución compacta para cargas combinadas; Las series 30 y 38 son comunes. |
| Rodamiento de bolas de contacto de cuatro puntos. | Ambas direcciones | alto axial, radial limitado | Útil donde domina la carga axial y el espacio de montaje es reducido. |
| Rodamiento axial de bolas de una sola dirección. | una dirección | Axial muy alto, no radial. | Requiere una carga axial mínima en algunos diseños para evitar el deslizamiento de la bola. |
| Rodamiento axial de bolas de doble efecto | Ambas direcciones | Axial muy alto, no radial. | Común en ejes verticales y aplicaciones giratorias. |
La mesa es un punto de partida. Un rodamiento que puede soportar 5 kN de carga axial pura puede soportar mucho menos cuando también soporta carga radial. La carga combinada es donde comienzan la mayoría de las fallas axiales.
Los rodamientos rígidos de bolas tienen una pista de rodadura ligeramente más profunda que la que necesita un rodamiento radial puro. Cuando la fuerza axial empuja el anillo interior hacia los lados, las bolas suben una pequeña distancia por el hombro. Ese movimiento crea un ángulo de contacto, por lo que el rodamiento puede soportar empuje en ambas direcciones. El efecto es limitado. Para un rodamiento con una clasificación radial dinámica de 10 kN, una primera estimación razonable para una carga axial pura es de 2,5 a 5 kN. Los valores exactos dependen del juego, la precarga, la lubricación y la relación entre carga axial y radial.
El espacio libre interno cambia el panorama. Un rodamiento de holgura C3 puede necesitar más movimiento axial antes de que las bolas encajen en el hombro. La precarga elimina ese movimiento y aumenta la rigidez axial, pero demasiada precarga aumenta la fricción y reduce la vida útil. La desalineación concentra la carga axial en unas pocas bolas y reduce la capacidad.
Para tareas axiales ligeras, un estándar rodamientos rígidos de bolas Suele ser la opción más económica. Maneja cargas radiales y axiales juntas, funciona silenciosamente y es fácil de sellar. Una referencia útil es esta discusión sobre para qué cargas axiales son adecuados los rodamientos rígidos de bolas .
Rodamientos rígidos de bolas de acero cromado. Una opción versátil y económica para cargas radiales y axiales combinadas en bombas, transportadores y motores eléctricos. No está diseñado para aplicaciones de empuje pesado. Ver producto → Por ejemplo, un rodamiento rígido de bolas 6311 es común en bombas, transportadores y motores eléctricos de servicio mediano. Su capacidad axial es útil, pero no es un cojinete de empuje. Si la carga axial es la carga principal, utilice un diseño de contacto angular o de empuje.
Los rodamientos de bolas de contacto angular están diseñados con un ángulo de contacto. Los ángulos comunes son 15, 25 y 40 grados. Un ángulo de contacto mayor aumenta la capacidad axial y reduce la capacidad radial. Un rodamiento de una sola hilera soporta carga axial en una sola dirección, por lo que normalmente se monta contra un segundo rodamiento. El montaje espalda con espalda proporciona una mejor rigidez al momento; cara a cara es más tolerante a la desalineación; El tándem añade capacidad axial en una dirección.
Los rodamientos de dos hileras y de cuatro puntos de contacto soportan cargas axiales en ambas direcciones en una sola unidad. Se adaptan a soportes en los que no se pueden colocar dos rodamientos separados. Los rodamientos de cuatro puntos de contacto manejan cargas axiales inversas en cajas de engranajes y grúas, pero su capacidad radial es limitada.
La precarga es común. Una precarga ligera aumenta la rigidez y la precisión de carrera. Demasiada precarga eleva la temperatura y acorta la vida. La precarga correcta depende de la velocidad, la lubricación y la rigidez axial requeridas.
Rodamientos de bolas de contacto angular de una hilera Un buen punto de partida cuando la carga axial excede la capacidad del surco profundo; Se utiliza en motores eléctricos, bombas, ventiladores y compresores. La precarga aumenta la rigidez. Ver producto → Un rodamiento de bolas de contacto angular de una hilera es un buen punto de partida cuando la carga axial es superior a la que puede soportar un rodamiento rígido y actúa principalmente en una dirección.
Los rodamientos axiales de bolas están fabricados para cargas axiales. Consiste en arandelas de eje y carcasa y un conjunto de bolas y jaula. Los rodamientos axiales de una sola dirección soportan la carga axial en una dirección; Los rodamientos de doble dirección lo soportan en ambos. No pueden soportar cargas radiales y generalmente tienen límites de velocidad más bajos que los rodamientos de bolas radiales. Algunos diseños requieren una carga axial mínima para evitar que la bola patine.
El montaje es importante. Las arandelas deben ser planas y paralelas. Una arandela de alojamiento esférica puede compensar una pequeña desalineación, pero no hace que el rodamiento se autoalinee bajo carga radial. Si existe carga radial, debe soportarla un rodamiento radial separado. Los cojinetes de empuje son comunes en bombas verticales, extrusoras, ganchos de grúa y juntas giratorias.
Rodamientos axiales de bolas de una sola dirección. Para cargas axiales bien definidas en carcasas rígidas, ofreciendo un funcionamiento preciso y de baja fricción. Requiere arandelas planas paralelas y se adapta a bombas verticales, extrusoras y juntas giratorias. Ver producto → Un rodamiento axial de bolas de una sola dirección es una solución precisa y de baja fricción cuando la carga axial está bien definida y el soporte es rígido.
La mayoría de las aplicaciones no aplican carga axial pura. Un impulsor de bomba crea fuerzas tanto radiales como axiales. El eje de una caja de cambios tiene cargas de dientes radiales y empuje axial. Cuando ambos actúan juntos, compruebe la carga dinámica equivalente: P = X Fr Y Fa. X e Y dependen del tipo de rodamiento y de la relación Fa/Fr o Fa/Cor. Para los rodamientos rígidos de bolas, un valor e describe cuándo la carga axial comienza a dominar. Si Fa / Fr está por debajo de e, la carga axial tiene poco efecto. Si está por encima de e, la carga axial aumenta significativamente la carga del rodamiento y puede reducir la vida útil.
| Tipo de rodamiento | Umbral típico Fa / Fr | Barra de umbral relativa |
|---|---|---|
| Rodamiento rígido de bolas | 0,2 un 0,4 | ==== |
| Contacto angular de una hilera, 15 grados | 0,4 un 0,8 | ======== |
| Contacto angular de una hilera, 25 grados | 0,8 un 1,2 | =============== |
| Contacto angular de una hilera, 40 grados | 1,2 y 2,0 | ============================== |
| Contacto de cuatro puntos | 1,0 un 1,5 | ================= |
El umbral no es un límite estricto. Una vez que la carga axial supera el umbral, la carga equivalente aumenta, la vida útil disminuye y aumenta el riesgo de dañar la pista de rodadura. Un rodamiento más grande o de otro tipo suele ser más rentable que aumenta la precarga.
Si está seleccionando un rodamiento para carga axial, comience con la dirección, magnitud y velocidad de la carga. Luego elige el tipo. Utilice rodamientos rígidos de bolas para cargas axiales de ligeras a moderadas en ambas direcciones, rodamientos de contacto angular para cargas axiales más altas y rodamientos axiales de bolas cuando la carga axial es la única carga significativa. Verifique el caso de carga combinado, luego confirme la holgura, la precarga, la lubricación y las tolerancias de montaje.
En Ningbo D&M Bearings, producimos rodamientos rígidos de bolas, rodamientos de bolas de contacto angular, rodamientos axiales de bolas y otros tipos para aplicaciones industriales y automotrices. Si tiene un dibujo del eje con datos de carga axial y radial, nuestro equipo puede ayudarlo a revisar la elección del rodamiento y la disposición de montaje.
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