Cómo elegir rodamientos para bombas centrífugas y compresores volumétricos: tipo, ajuste, lubricación, retén y base de vida

Elegir primero el tipo según el reparto de carga y la velocidad

Fije el tipo de rodamiento antes de tocar el juego, los ajustes o la lubricación. La decisión de tipo se deriva de cómo se reparte la carga entre radial y axial y de la velocidad del eje.

Las cargas pesadas apuntan a rodamientos de rodillos y las ligeras a rodamientos de bolas. La velocidad alta favorece los de bolas y la baja favorece los de rodillos^1,11.

Una posición que solo soporta carga radial puede usar un rodamiento de rodillos cilíndricos N o NU, que no admite carga axial alguna¹. Cuando la carga radial y la axial llegan juntas, un rodamiento de bolas de contacto angular es el tipo indicado.

Soporta más carga axial que un rodamiento rígido de bolas de tamaño comparable^1,16. El ángulo de contacto es el siguiente ajuste: un ángulo mayor compra capacidad axial y uno menor favorece la velocidad, así que ambas exigencias se negocian entre sí¹⁶.

Pida al fabricante que confirme el ángulo frente a su relación axial/radial real, ya que ninguna fuente aquí da una tabla ángulo-carga.

Disponer un rodamiento fijo y uno libre

Un eje sobre dos apoyos normalmente necesita un rodamiento que lo fije positivamente y otro libre de moverse axialmente⁹. La razón es térmica: el eje y el alojamiento crecen en distinta medida, o las tolerancias axiales se acumulan entre los dos asientos.

Un par de rodamientos fijados axialmente lucha contra ese movimiento y se carga con empuje parásito⁹. El rodamiento libre más limpio es uno de rodillos cilíndricos con una sola pista recta, porque los rodillos simplemente deslizan por el camino recto bajo lubricación⁹.

Si en su lugar usa un rodamiento rígido de bolas, uno de contacto angular de dos hileras, uno de rodillos cónicos o uno de rodillos esféricos, la práctica habitual es dejar que su aro exterior deslice en el alojamiento⁹. Decida qué asiento fija y cuál queda libre antes de liberar el plano del alojamiento.

Esa elección fija el ajuste del aro exterior en cada extremo.

Tratar juego y ajustes como una sola decisión

Los ajustes de interferencia no son gratuitos: un ajuste apretado en el eje dilata el aro interior y uno apretado en el alojamiento comprime el aro exterior. Ambos consumen juego interno⁴.

Si se aprieta lo suficiente, el juego de funcionamiento se vuelve negativo, lo que se manifiesta como fricción excesiva y fallo temprano⁴. El objetivo es un juego operativo cercano a cero, y cualquier juego residual puede retirarse con arandelas o resortes que precompriman el rodamiento⁴.

La precarga es una herramienta con techo. Pasado el óptimo, la rigidez sube solo marginalmente mientras la fricción y el calor suben y la vida cae de forma sustancial²⁴.

En los rodamientos de rodillos cilíndricos, que exigen ajustes más apretados y parten con más juego, se prefiere normalmente el juego Normal (CN) frente a C3 para que la zona cargada no se reduzca tras el montaje¹².

Las clases de alojamiento se eligen por el tipo de carga y por si el aro debe poder desplazarse; JS7 y K7 se citan para motores eléctricos, bombas y apoyos principales de cigüeñal²¹. Trátelo como clase de partida y haga que el fabricante confirme el par frente a su ajuste y temperatura reales.

Comprobar la velocidad como n·dm frente al lubricante, no el régimen de catálogo

Una velocidad límite de catálogo es un número condicional. Se aplica a rodamientos de diseño estándar bajo carga normal, aproximadamente C/P ≥ 16 y Fa/Fr ≤ 0,25.

Se desplaza con el tipo, las dimensiones, la precisión, el tipo y la cantidad de lubricante, la forma y el material de la jaula, y la carga^3,18. Por encima del 80% del valor de catálogo conviene consultar al fabricante en lugar de usar la cifra como criterio de aprobado³.

Para el lubricante en sí, calcule n·dm —velocidad de giro por el diámetro de paso del conjunto de bolas— y compárelo con la velocidad máxima de la grasa en su ficha técnica¹¹.

Si n·dm supera ese límite, la grasa no lubricará adecuadamente y un método de aceite como la niebla de aceite pasa a ser la opción. La niebla de aceite trabaja más fría a alta velocidad pero necesita un sistema externo de mezcla y dosificación y aire filtrado¹¹.

El baño de aceite va bien a baja velocidad, y toda vía de aceite añade una carga de estanqueidad y fugas que la grasa no tiene^11,20.

Ajustar el retén al fluido y a la clase IP

La estanqueidad es donde la exposición al fluido del proceso entra en la especificación del rodamiento. Un rodamiento sellado da una barrera firme contra polvo, suciedad y salpicaduras de agua y conserva su grasa de por vida con mantenimiento mínimo, a cambio de una fricción y un par de arranque algo mayores¹³.

Un rodamiento abierto tiene la fricción más baja pero ninguna protección y depende de lubricación externa. Conviene a interiores limpios y lubricados con aceite, no a los húmedos o sucios¹³.

En una máquina eléctrica, la estanqueidad exigida sigue la clase IP de la carcasa según IEC 60034-5. Puede lograrse con retenes integrados en el rodamiento, retenes externos de eje o de laberinto, o ambos²².

Las máquinas pequeñas en aire limpio y seco pueden bastarse con un retén de ranura más rodamientos tapados, mientras que las máquinas mayores con rodamientos abiertos relubricables pueden necesitar retenes radiales, axiales y de laberinto combinados²². Donde el líquido salpicado es la amenaza, un retén de laberinto sin contacto es la primera barrera.

La línea de retenes CF de un proveedor se ofrece para diámetros de eje de 10 a 100 mm y hasta 200 °C en aluminio⁵. Ese rango son datos de producto de ese proveedor: compruébelo frente al diámetro de su eje y su temperatura en lugar de suponer que cubre su servicio.

Declarar la base de vida en el plano

La vida nominal básica L10 es la vida a la que el 90% de un grupo de rodamientos idénticos sobrevive sin descascarillado. Es estadística porque la vida depende de la estructura, las dimensiones, el material y el proceso⁶.

Eso convierte la cifra que pone en el plano en un objetivo, no en una propiedad del rodamiento. Ejecute el cálculo L10 con su carga dinámica equivalente real, y fije una fiabilidad por encima del 90% por defecto donde un fallo sea costoso o crítico para la seguridad²³.

Donde la lubricación y la contaminación son los riesgos reales, una vida que tenga en cuenta el límite de carga de fatiga, la lubricación y la contaminación va más allá del L10 básico; el L10mh de SKF es uno de esos métodos²⁴.

El mínimo de 30 h del ejemplo de servomotor de SKF es el requisito de ese caso, no una cifra para copiar en un plano de bomba o compresor²⁴. Escriba el objetivo de fiabilidad y la base de carga en la especificación para que las ofertas se comparen con la misma definición de vida.

Comprobaciones antes de liberar

Son los puntos que quedan fuera de los pasos de tipo, ajuste y lubricación y que es fácil dejar abiertos hasta que el plano ya está emitido.

• ✓Confirme la alineación que el eje y el alojamiento pueden sostener realmente; un rodamiento de bolas autoalineable admite hasta 3° abierto y 1,5° sellado, y cuesta menos que uno de rodillos esféricos.
• ✓Decida si se instala monitorización de vibraciones, ya que da aviso temprano de daño y permite planificar la sustitución.
• ✓Fije una alarma de cambio de temperatura: una variación de más de 50 °F justifica investigar sea cual sea la lectura absoluta.
• ✓Pida al fabricante que confirme el grupo de juego y la precarga frente a su ajuste y temperatura de funcionamiento.
• ✓Plantee el coste unitario, el plazo y la intercambiabilidad directamente con el proveedor; ninguna fuente de este conjunto los aporta.

Donde las fuentes discrepan sobre el juego

Las indicaciones sobre el juego no encajan limpiamente, y la discrepancia importa porque decide si especifica CN o un montaje precargado.

Antes de solicitar una cotización

• Pida al proveedor pruebas específicas del modelo y anote la condición que cambiaría su decisión de compra.
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