Selección de la clase de juego radial interno (C2, CN, C3, C4) a partir del ajuste y la temperatura: qué resuelve la evidencia y qué debe tomar de ISO 5753-1

La clase que se especifica es el juego que queda después del montaje y el calentamiento

El juego radial interno de un rodamiento se mide en el banco, antes de montarlo. Presione un aro interior sobre un ajuste de eje con interferencia y el aro se expande, lo que reduce ese juego de banco¹¹.

Haga funcionar el rodamiento y deje que el aro interior esté más caliente que el aro exterior, y la expansión diferencial elimina más juego². Por lo tanto, la clase impresa en la caja es un punto de partida, no la condición operativa.

Esta es la razón por la que un plano o una cotización que nombra C3 sin indicar los ajustes del eje y del alojamiento y las temperaturas esperadas de los aros aún no es una especificación. No se puede saber solo por la clase si el rodamiento funcionará con juego o sin él.

Solicite las clases de ajuste y la base de temperatura junto con la designación de juego, luego verifique que el juego residual sea positivo a la temperatura de operación¹¹.

La estimación elaborada de un proveedor pone en perspectiva la magnitud de la pérdida: un ajuste k6 en un eje de 30 mm elimina aproximadamente 12 µm, y un diferencial de 50 °C entre aros elimina otros 5–10 µm²⁵.

Considere esos valores como la estimación de esa fuente para ese caso, no como una regla para su diámetro interior.

Descarte cualquier clase que funcione con juego cero o negativo

Si el ajuste y el calor juntos consumen más juego del que el rodamiento tenía originalmente, los elementos rodantes quedan precargados. La fricción aumenta, el rodamiento se calienta más, los aros se expanden aún más y el juego se vuelve más negativo.

Un proveedor de rodamientos describe esto como un bucle de fuga térmica que termina en una falla rápida una vez que el rodamiento supera lo que el lubricante puede soportar¹¹. Otro indica el mismo resultado de manera más breve: un juego demasiado pequeño causa fricción excesiva, calentamiento rápido y agarrotamiento¹⁸.

Ese es el modo de falla que se está descartando al elegir una clase. No es un mecanismo de desgaste que se pueda inspeccionar después; es una condición de funcionamiento que debe evitarse por diseño.

Si su estimación de ajuste y temperatura deja poco o ningún juego residual en el papel, la clase es demasiado estrecha para el servicio, independientemente de lo que diga el catálogo.

Lo que las fuentes no proporcionan es un umbral de juego residual para el diseño, ni una fórmula que convierta sus entradas de ajuste y temperatura en una cifra de pérdida de juego. Esos datos deben provenir del proveedor de rodamientos o de la norma aplicable.

Deje que el tipo de carga establezca los ajustes antes de tocar la clase

El ajuste es lo que consume el juego, por lo que la decisión del ajuste es primero. El aro que soporta la carga rotativa debe tener un ajuste de interferencia; el grado de interferencia depende del tipo de rodamiento, tamaño y condiciones de operación¹.

Cuando la dirección de la carga es indeterminada, particularmente con cargas pesadas, un fabricante de rodamientos recomienda un ajuste de interferencia en ambos aros¹. Dos ajustes de interferencia eliminan juego de ambos lados del rodamiento, por lo que la clase debe elegirse después de esa decisión, no antes.

La clase de tolerancia del alojamiento sigue la misma lógica. Para una carga estacionaria en el aro exterior, las opciones habituales son H6, G6, J6 o J7; para una carga indeterminada o rotativa en el aro exterior, K7 o M7^10,15.

En el lado del eje, las cargas rotativas ligeras a normales en el aro interior requieren js6, k6 o m6, mientras que las cargas pesadas o de impacto pasan a n6, p6 o r6¹⁵. Las cargas pesadas o de impacto también requieren un juego interno mayor que el estándar¹⁹.

Trabaje primero el caso de carga: qué aro gira con respecto a la carga y qué tan pesada es. La respuesta indica cuánta interferencia está comprometiendo y, por lo tanto, cuánto juego de banco consumirá el ajuste antes de considerar siquiera la temperatura.

Corrija el diferencial de temperatura de los aros en la dirección correcta

Un aro interior más caliente se expande y elimina juego; un aro exterior más caliente expande el asiento del alojamiento y agrega juego². La dirección importa más que la magnitud, porque decide si se sube de clase o se mantiene.

Donde existe un diferencial de temperatura entre los aros interior y exterior, el ejemplo de motor de un fabricante de rodamientos especifica un juego mayor que Normal, C3⁴. Donde el aro exterior está más caliente, el efecto térmico juega a su favor y no se necesita margen térmico.

Los rodamientos grandes tienen una regla de alojamiento separada vinculada a la misma física. Por encima de 250 mm de diámetro exterior, si el aro exterior está más de 10 °C más caliente que el alojamiento, G7 reemplaza a H7, y F7 reemplaza a G7¹⁰.

Esa es una corrección de tolerancia del alojamiento, no un cambio de clase de juego, y se aplica al caso de rodamientos grandes que indica la fuente.

Un fabricante de rodamientos proporciona una relación de cuánto de la diferencia de temperatura entre rodamiento y alojamiento aparece en las superficies de ajuste: aproximadamente 0,10 a 0,15 veces esa diferencia¹⁷. Es una entrada inicial para estimar la pérdida por interferencia, no un coeficiente de corrección de juego.

Ninguna fuente en este conjunto proporciona una cifra de cambio de juego en µm por °C, por lo que el margen térmico en sí debe confirmarse con el proveedor.

Elija la clase inicial y luego verifique las excepciones

Normal (CN) es el punto de partida sensato cuando las temperaturas son estables, los ajustes son ligeros y se necesita una guía precisa del eje⁹.

C2 es aún más estrecha y es adecuada para trabajos de desviación mínima a temperatura controlada con ajustes ligeros, como instrumentos y equipos de medición; tiene poco margen contra un ajuste de interferencia o un aumento de temperatura inesperado²⁵.

C3 es el paso siguiente para temperatura de operación consistentemente alta, ajustes de interferencia fuertes o velocidades por encima del rango estándar⁹. C4 es el siguiente paso, reservado para temperatura extrema, grandes diferenciales térmicos entre eje y alojamiento, alojamientos de pared delgada o desalineación severa⁹.

La excepción que sorprende a los compradores es el tipo de rodamiento. Para rodamientos de rodillos cilíndricos, normalmente se prefiere el juego Normal sobre C3, porque esos rodamientos ya funcionan con ajustes más estrechos y mayor juego inicial¹².

Por lo tanto, un valor predeterminado C3 trasladado desde una especificación de motor a un rodamiento de rodillos cilíndricos es el punto de partida incorrecto para ese tipo de rodamiento.

Un proveedor indica C3 como el estándar de la industria para motores eléctricos y C4 para cilindros de trabajo de laminadores de acero, rodillos de hornos y cilindros secadores de papel²⁵. Otro llama a C3 el valor predeterminado para muchos motores industriales y cajas de engranajes comunes⁹.

Esas son posiciones de proveedores sobre la práctica común, no requisitos estándar. Verifique el tipo de rodamiento y el caso real de ajuste y temperatura antes de adoptarlas.

Lo que realmente cuesta una clase arriba o abajo

Las direcciones de la penalización son consistentes entre las fuentes, aunque sus magnitudes no están cuantificadas. Vaya una clase demasiado estrecha y corre el riesgo de la ruta de calentamiento y agarrotamiento descrita anteriormente¹⁸.

Vaya una clase demasiado holgada y el rodamiento pierde la guía del eje: la vibración aumenta y la distribución de carga entre los elementos rodantes se vuelve desigual¹⁸.

El juego también afecta el ruido, la deflexión, la tensión térmica y la vida a la fatiga, por lo que la elección no se limita a la cuestión del agarrotamiento². La respuesta de ruido y vibración depende del tipo de rodamiento en lugar de seguir una regla única.

Un proveedor afirma que el juego C3 ayuda a reducir la vibración y compensar una ligera desalineación¹⁶.

Para los rodamientos de rodillos cilíndricos, por el contrario, el juego Normal con un ajuste normal mantiene la zona cargada adecuada y reduce el ruido y el riesgo de rayado, y se ofrece un rango C2 superior para reducir aún más el ruido¹².

Si su objetivo es el bajo ruido, la clase que ayuda depende del rodamiento que esté especificando. Ninguna fuente en este conjunto cuantifica el cambio de vida a la fatiga o capacidad de carga por un paso de una clase.

Si su decisión depende de esa cifra, debe provenir del cálculo del proveedor de rodamientos, no de una regla empírica.

Verifique el juego entregado antes de aceptar el lote

Una verificación de juego en el banco no lee lo mismo que el valor del catálogo, porque la carga de medición en sí abre el juego.

La tabla de un fabricante de rodamientos requiere que el valor medido se corrija sumando la cantidad tabulada para la carga de medición antes de compararlo con el rango de la clase²¹.

Sin esa corrección, la lectura es mayor que el juego real, por lo que un rodamiento que es más estrecho que la clase que pidió puede pasar la verificación.

• ✓Confirme que el plano o la orden de compra indique la clase de juego y las clases de ajuste juntas, no solo la clase.
• ✓Obtenga el rango numérico por clase y diámetro interior de ISO 5753-1 o del catálogo del proveedor antes de escribir el límite de aceptación.
• ✓Solicite al proveedor los valores de corrección por carga de medición que se aplican a su diámetro interior y clase.
• ✓Indique si el juego se verificará antes o después del montaje, y corrija por el ajuste si se verifica después.
• ✓Para rodamientos de rodillos cilíndricos, confirme que el juego Normal es el punto de partida previsto en lugar de un valor predeterminado C3 trasladado.

Donde las fuentes discrepan

La clase predeterminada para servicio tipo motor es la principal cuestión abierta, y las únicas cifras de juego publicadas en este conjunto provienen de la página de un solo proveedor. Lea ambos lados antes de fijar la clase en una especificación.

Antes de solicitar un presupuesto

• La evidencia no lo resuelve — plantéselo al proveedor: no hay una tabla numérica completa de juego por clase y diámetro de taladro (C2, CN, C3, C4, C5) de una norma de referencia o fuente técnica autorizada en este conjunto de evidencia; obténgala de la ISO 5753-1 o del proveedor de rodamientos.
• La evidencia no lo resuelve — plantéselo al proveedor: no hay una fórmula legible para calcular la reducción de juego por aprieto y diferencia térmica; las fórmulas de las fuentes son imágenes. Pida al proveedor que calcule la pérdida para su taladro, ajuste y temperaturas.
• La evidencia no lo resuelve — plantéselo al proveedor: no se da ninguna regla autorizada de variación de juego en µm por °C ni por banda de velocidad; no aplique ningún coeficiente de este artículo.
• La evidencia no lo resuelve — plantéselo al proveedor: no existe una tabla de correspondencia directa de un ajuste concreto de árbol o alojamiento (k5, m5, j5, H7, J7, K7) a una clase de juego recomendada en esta evidencia; las reglas de ajuste solo se argumentan en prosa.
• La evidencia no lo resuelve — plantéselo al proveedor: no se cuantifica la penalización en vida a fatiga, capacidad de carga o generación de calor de cambiar una clase; solicítela al proveedor si la decisión depende de ella.
• La evidencia no lo resuelve — plantéselo al proveedor: no se muestran valores de corrección por carga de medición ni criterios de aceptación por clase; obténgalos del proveedor o de la norma antes de redactar una cláusula de aceptación.
• Solicite un presupuesto por escrito con la base de precio, la cantidad mínima de pedido, la herramienta, las condiciones de pago y el plazo de producción.
• La evidencia no lo resuelve — plantéselo al proveedor: la clase C5 no está cubierta por ninguna fuente de este conjunto.
• Solicite la hoja de especificaciones completa con unidades, condiciones de ensayo y supuestos de configuración.