Rodamientos de rodillos cónicos

Esta tipología de rodamientos está compuesta por aro interior, aro exterior y elementos rodantes cónicos. Gracias a la geometría de su diseño, los rodamientos de rodillos cónicos son capaces de soportar cargas combinadas (axiales y radiales). Además, este diseño le permite un movimiento de rodadura sin deslizamiento de los rodillos sobre las pistas de los aros exteriores e interiores. 

El ángulo de contacto de las pistas de rodadura de los rodamientos de rodillos cónicos es variable, lo que permite compensar en cada caso la relación de carga axial y radial de la aplicación; a mayor ángulo, mayor capacidad de aguantar cargas axiales.

Fersa tiene una amplia gama de rodamientos de rodillos cónicos se componen de elementos separables, que los hacen fácilmente ajustables en las aplicaciones.

Las aplicaciones más populares de este tipo de rodamientos son:

  • Bujes para rueda de vehículo ligero, vehículo industrial y agrícola.
  • Transmisiones (cajas de cambio y diferenciales).
  • Husillos de máquina herramienta.
  • Tomas de fuerza.

Series métricas

Los rodamientos de rodillos cónicos métricos están diseñados de acuerdo con la norma europea internacional ISO 492 y se dividen en subfamilias en función de su diámetro exterior y altura.

Esta tipología es de carácter estándar, lo que permite que sean utilizados en multitud de aplicaciones, gracias a la distribución de las cargas combinadas y un buen funcionamiento a velocidades óptimas.


Series de pulgadas

Los rodamientos de rodillos cónicos de pulgadas están diseñados de acuerdo con la norma americana AMBA, principalmente presente en los mercado anglosajones.

Se componen de elementos separables e intercambiables, que los hacen fácilmente ajustables a cualquier aplicación.


Rodamientos cónicos con valona

El rodamiento de rodillos cónicos con valona se caracteriza por la precisión entre la geometría de la valona del aro exterior y el conjunto interior, permitiendo un óptimo ajuste de la pieza en aplicaciones con alejamiento.

Existen dos tipologías dependiendo de la ubicación de la valona en el aro exterior.


Serie especial

Los rodamientos de rodillos cónicos especiales no se acogen bajo una norma estándar.  En Fersa, la serie especial quedan denominados bajo la nomenclatura de F 15000.

Fersa es especialista en proveer soluciones especiales para las diferentes aplicaciones del sector cumpliendo las más estrictas normas de calidad y los estándares de los fabricantes de equipos originales.

Las aplicaciones más populares de este tipo de rodamientos son: bujes de rueda para vehículo ligero e industrial, cajas de cambio y diferenciales.


Tipo U

Los rodamientos de rodillos cónicos tipo U constituyen una excepción dentro de los rodamientos de rodillos cónicos convencionales, ya que esta tipología constituye una unidad compacta que incorpora la grasa y está pre-reglada, sin tener que instalar otro rodamiento opuesto. Además, disponen de una pestaña en el aro exterior que hay que fijar axialmente en la aplicación una vez montado el rodamiento.

Originalmente ha sido ideado para su uso en ejes semi-flotantes para vehículos, se puede utilizar también en gran variedad de transmisiones y aplicaciones industriales de carácter general.

 


Rodamientos cónicos de dirección

Los rodamientos cónicos de dirección son rodamientos que están compuestos por un aro exterior y un conjunto de jaula y rodillos. Se caracterizan por la ausencia de cono interior.

Se utilizan principalmente para las columnas de dirección de las diferentes aplicaciones.


Rodamientos cónicos de doble hilera

Los rodamientos de rodillos cónicos de doble hilera, compuestos de dos conjuntos interiores alojados en un solo aro exterior, pueden soportar grandes cargas radiales y axiales en ambos sentidos. Permiten disposiciones de rodamientos rígidos, y son indicados para disposiciones de rodamientos donde se requiere una guía axial rígida.

El diseño de los rodamientos de rodillos cónicos de doble hilera permite ahorrar espacio en las aplicaciones y, en muchos casos el rodamiento no requiere de mantenimiento, ya que viene lubricado de por vida.

Son utilizados por los fabricantes de rueda para vehículo ligero.

 

 


Axiales

Los rodamientos axiales, también conocidos como rodamientos tipo T, permiten disposiciones axiales muy compactas, capaces de soportar cargas axiales grandes. Se caracteriza por su rigidez e insensibilidad al impacto.

Fersa produce tres tipos de rodamientos axiales de rodillos cónicos:

  • Los diseñados para una velocidad baja y cargas de empuje.
  • Para aplicaciones donde no se requiere una rotación completa.
  • Los diseñados para cargas grandes de empuje y para velocidades altas.

Diseño

Los rodamientos de rodillos cónicos tienen 4 partes fundamentales:

  • Pista de rodadura interior
  • Pista de rodadura exterior
  • Rodillos cónicos
  • Jaula

Una característica de este tipo de rodamientos es que se puede separar el aro exterior del resto de la disposición, facilitando así el montaje.

En condiciones de funcionamiento normales, la pista interior, la pista exterior y los rodillos son los encargados de soportar la carga, mientras que la jaula es para mantener los rodillos uniformemente separados.

De la misma forma, el diseño interior del rodamiento, en el cual la prolongación de las generatrices de la superficie de las pistas interior y exterior convergen en un punto común del eje de rotación del movimiento, permite a los rodillos el movimiento de rotación sin deslizamientos sobre las pistas a lo largo de toda la superficie de contacto.

La total alineación de los rodillos es una de las principales ventajas de los rodamientos de rodillos cónicos. La geometría cónica de los rodillos, además de favorecer un movimiento de rotación con una línea de carga sin deslizamientos (entre las pistas y los rodillos), permite una fuerza de asentamiento entre la cabeza del rodillo y el labio del cono. Esta fuerza de asentamiento mantiene la alineación de los rodillos sobre la superficie de la pista.

Los rodamientos de rodillos cónicos tienen una superficie esférica en la cabeza de los rodillos. Debido a este diseño, cuando no hay carga solo hay un punto de contacto entre el rodillo y la testa, mientras que con carga, este punto de contacto se convierte en un área elíptica.

En condiciones de funcionamiento normales, los rodamientos de rodillos cónicos estándar permiten una distribución de tensiones uniforme en los contactos de los rodillos y pistas.

Se pueden diseñar con perfiles modificados para incrementar la fiabilidad operacional y reducir la sensibilidad a la desalineación evitando tensión en los extremos.

 

 

Tolerancias

Los rodamientos de rodillos cónicos métricos están perfectamente estandarizados con tolerancias de acuerdo con la normativa internacional ISO 492, y los rodamientos de rodillos cónicos de pulgadas de acuerdo a la normativa internacional ANSI ABMA Std. 19.2.

Fersa Bearings también fabrica rodamientos especiales, de acuerdo a las especificaciones particulares solicitadas por nuestros clientes, o que tienen otras especificaciones a las mencionadas anteriormente.

Las tolerancias aplicadas por Fersa a los rodamientos métricos son las correspondientes a las clases Normal y 6X según la norma ISO 492.

La precisión de un rodamiento viene dada por la combinación de las principales dimensiones de tolerancias y las tolerancias de funcionamiento, que hacen referencia a las desviaciones que puedan existir con las partes giratorias.

Las tolerancias de funcionamiento están basadas en los valores de los siguientes factores:

  • Kia – Desviación radial de la pista de rodadura del aro interior.
  • Kea – Desviación radial de la pista de rodadura del aro exterior.

Desalineación

La desalineación en los rodamientos de rodillos cónicos se define como la diferencia de ángulo entre el eje del cono montado y el eje del aro.

La capacidad de los rodamientos de rodillos cónicos de soportar una desalineación angular del aro interior con respecto al aro exterior se limita a unos minutos.

 

 

 

Juego Interior

En los rodamientos de rodillos cónicos, el juego axial interior solo se puede obtener tras el montaje y se determina por el ajuste de un rodamiento contra un segundo rodamiento, que permite una fijación en la dirección opuesta.

Velocidad

La velocidad de los rodamientos de rodillos cónicos se puede expresar de la siguiente manera:

  • Velocidad termal. Es la velocidad funcional permitida de un rodamiento sometido a una carga determinada y que está funcionando con una viscosidad de lubricante determinada de acuerdo a la Normativa ISO 15312. Bajo estas condiciones específicas hay un equilibrio entre el calor generado por el rodamiento y el calor que se disipa del rodamiento al eje, caja y lubricante.
  • Límite de velocidad. El límite de velocidad se basa en la experiencia práctica y en las pruebas de laboratorio que toman en cuenta la solidez de la caja, el lubricante, la función de obturación y las fuerzas centrifúgales.

Cargas

Carga dinámica equivalente de rodamiento

La capacidad nominal de carga dinámica radial Cr es la carga radial con intensidad y dirección constante que puede soportar teóricamente un rodamiento por una duración nominal de 1 millón de revoluciones (ISO281). El valor para cada rodamiento viene determinado en los catálogos Fersa.

En la mayoría de los casos, las cargas aplicadas a los rodamientos son una combinación de cargas radiales y axiales que, además, fluctúan en magnitud y dirección. Debido a esto, para calcular la vida útil de un rodamiento, se debe calcular la carga dinámica equivalente utilizando la siguiente formula:

Pr = X Fr + Y Fa

Los valores de los factores X e Y vienen especificados, junto a cada referencia, en los catálogos de Fersa.

Carga estática equivalente del rodamiento

Cuando un rodamiento está sometido a una carga excesiva, o a una carga de inercia grande que sobrepasa el límite de elasticidad, se pueden producir deformaciones permanentes en la pista de rodadura.

El valor que regula esto es la capacidad nominal de la carga radial estática Cor, y se define como la carga radial estática correspondiente al cálculo de una reacción en el centro del contacto del rodillo / camino más cargado igual a 4000 MPa (ISO 76).

También existe un equivalente a la carga estática debido a la variedad de posibilidades de la aplicación de la carga, con la fórmula:

Por = XoFr + YoFr

En cuanto a las situaciones más extremas se deben tener en cuenta factores restrictivos diferentes, tales como: temperaturas altas, reducción de caja y ejes debido a la dureza, el impacto, la seguridad, etc.

Se debe de confirmar la idoneidad de un rodamiento seleccionado para aplicaciones de cargas muy grandes, para asegurar que la referencia de carga estática básica es la adecuada. Esto se puede determinar con la ayuda del factor de seguridad estática S0, que viene dado por la ecuación:

S0 = C0/P0

Dónde:

C0= referencia de carga estática básica [kN]

P0= carga estática equivalente de rodamiento [kN]

S0= actor estático de seguridad

Cuando el rodamiento está cargado dinámicamente y la selección se ha hecho en base a la vida útil del rodamiento, también se aconseja comprobar que la referencia de carga estática es la adecuada para lograr los requisitos de funcionamiento de la aplicación.

Valores recomendados para S0 según los requisitos de varios tipos de funcionamiento y aplicación con respecto a un funcionamiento suave y sin vibraciones son aplicables a los rodamientos de rotación y se basan en la experiencia: T 3.1.3.