Fundamentos de Rodamientos: Componentes, Tipos y Criterios de Selección

Fundamentos de los Rodamientos

Elementos Constitutivos

Un rodamiento está compuesto por varias partes fundamentales que trabajan en conjunto para permitir el movimiento rotativo y soportar cargas.

• Aro Exterior: Es el elemento del soporte que se acopla al alojamiento fijo de la máquina.
• Aro Interior: Generalmente, es el elemento del soporte que se acopla al componente móvil de la máquina, como un eje, aunque existen excepciones.
• Elementos Rodantes: Son los componentes que se encuentran entre las pistas de rodadura de ambos aros. Su forma varía según el tipo de rodamiento, pudiendo ser bolas, rodillos cilíndricos, cónicos, esféricos o agujas. Su función principal es transmitir los esfuerzos entre los aros.
• Jaula: Es un elemento, usualmente de un material distinto al de los aros y elementos rodantes, cuya misión es mantener los elementos rodantes equidistantes. Esto evita el contacto entre ellos y asegura un reparto equilibrado de los esfuerzos.
• Tapas de Protección o Sellado: Son los elementos encargados de asegurar la estanqueidad del rodamiento. Protegen el interior del polvo y la humedad, y retienen el lubricante, eliminando la necesidad de mantenimiento y lubricación posteriores en rodamientos sellados.

Clasificación de los Rodamientos

Los rodamientos se pueden clasificar según diferentes criterios:

1. Atendiendo a la forma del elemento rodante

• De bolas.
• De rodillos cilíndricos.
• De rodillos de sección variable (cónicos, esféricos).

2. Atendiendo al tipo de carga que soportan

• Radiales: Soportan cargas perpendiculares al eje de rotación.
• Axiales: Soportan cargas en la misma dirección del eje de rotación.
• Mixtos: Capaces de soportar una combinación de cargas radiales y axiales.

3. Atendiendo a la capacidad de alineación

• Rígidos: No admiten desalineación entre el aro interior y el exterior.
• Autoalineables: Permiten cierto grado de desalineación angular entre el eje y el alojamiento.

Definiciones Clave

Capacidad de Carga Dinámica (C)

Es la carga constante que un rodamiento puede soportar teóricamente para alcanzar una duración nominal de un millón de revoluciones, con una fiabilidad del 90%.

Capacidad de Carga Estática (C₀)

Es la carga que produce una deformación permanente total del elemento rodante y del camino de rodadura, en el punto de contacto más cargado, igual a 0.0001 veces el diámetro del elemento rodante.

Vida de un Rodamiento

Se define como el número de revoluciones que el rodamiento puede completar antes de que aparezcan los primeros signos de fallo por fatiga del material, con una probabilidad de supervivencia del 90%.

Vida Nominal (L₁₀)

Es el valor de duración obtenido en ensayos de un lote suficientemente grande de rodamientos idénticos. Se define como el número de revoluciones que al menos el 90% de los rodamientos del lote alcanzó o sobrepasó sin presentar síntomas de fatiga.

Tipos de Lubricante

La lubricación es crucial para el correcto funcionamiento y la vida útil de un rodamiento. Los lubricantes se pueden clasificar en grasas, aceites y lubricantes sólidos.

Grasas

Las grasas son el lubricante más utilizado para rodamientos debido a sus múltiples ventajas:

• Sencillez de aplicación.
• Mayor eficacia en la obturación y sellado.
• Elevada duración de la lubricación.
• Alta fiabilidad, especialmente a bajas velocidades.

Aceites

La lubricación con aceite es adecuada cuando otros elementos de la máquina cercanos ya se lubrican con aceite o cuando es necesario evacuar calor a través del lubricante. Los aceites pueden ser de base mineral o de base sintética, y su elección depende de las condiciones de servicio y ambientales. Los factores clave para su selección son:

• Viscosidad: La propiedad más importante para formar una película lubricante adecuada.
• Condiciones de servicio: Temperatura, velocidad y carga.

Lubricantes Sólidos

Este tipo de lubricantes se utiliza solo en casos especiales donde la lubricación con grasa o aceite no es viable, como:

• Rodamientos que trabajan en vacío, donde el aceite se evaporaría rápidamente.
• Rodamientos sometidos a temperaturas extremadamente elevadas.
• Aplicaciones donde el aceite o la grasa tendrían dificultades para permanecer dentro del rodamiento.

Los más comunes son el grafito y el disulfuro de molibdeno.

Selección del Tipo de Rodamiento

La elección del rodamiento adecuado depende de varios factores críticos de la aplicación:

1. Espacio disponible: Las dimensiones del eje y del alojamiento limitan el tamaño del rodamiento.
2. Capacidad de carga: La magnitud y dirección de las cargas (radiales, axiales o combinadas) determinan el tipo y tamaño del rodamiento.
3. Velocidad permisible: Cada tipo de rodamiento tiene un límite de velocidad de giro que no debe ser superado.
4. Desalineación: La capacidad del rodamiento para compensar la desalineación entre los anillos interior y exterior es un factor decisivo.