Los rodamientos para movimientos de rotación se ejecutan como rodamientos o como casquillos de fricción. Se distingue si las fuerzas que aparecen se transmiten entre las piezas móviles mediante elementos rotativos o deslizantes.
Rodamientos
Generalmente, los rodamientos se componen de dos anillos con pistas de rodadura integradas. Entre los anillos hay dispuestos elementos rodantes, que se mueven sobre las pistas de rodadura. Como elementos rodantes se utilizan bolas, rodillos cilíndricos, agujas, rodillos cónicos y rodillos en forma de tonel. Generalmente, la jaula guía los elementos rodantes, los mantiene a distancias regulares entre sí e impide que estén en contacto durante la rodadura. En el caso de los rodamientos de agujas y de los rodamientos oscilantes de rodillos sin borde, la jaula asegura, además, la posición correcta del eje de rotación de los elementos rodantes. Si los rodamientos se pueden desmontar, la jaula mantiene juntos a los elementos rodantes y facilita el montaje de los rodamientos. Para aplicaciones especiales, se utilizan también rodamientos sin jaula.
El material estándar para las jaulas es la chapa de acero y, para algunas aplicaciones, el latón. Hay jaulas macizas de latón, acero, tejido duro y otros materiales. También se utilizan frecuentemente jaulas de termoplásticos, sobre todo la poliamida reforzada con fibra de vidrio.
Los anillos y los elementos rodantes son predominantemente de acero al cromo templado, y también se utilizan aceros de cementación. Los rodamientos especiales para condiciones de funcionamiento extremas (carga, velocidad de giro, temperatura, corrosión) son de aceros resistentes a las temperaturas y/o inoxidables, plástico, cerámica, así como de otros materiales.
Los rodamientos están disponibles abiertos y obturados por uno o por ambos lados. Los tipos de obturación más frecuentes son las obturaciones por paso estrecho y las obturaciones de labio.
Características y uso
Cada tipo de rodamiento tiene propiedades características que lo hacen especialmente idóneo para determinadas aplicaciones. Sin embargo, no se pueden establecer reglas generales para la selección del tipo de rodamiento, ya que casi siempre se deben tener en cuenta y evaluar varios factores. Además de la carga y la velocidad de giro, muchas veces hay que respetar también influencias como la temperatura, la lubricación, las vibraciones, el montaje, el mantenimiento, etc. En muchos casos, al menos una de las medidas principales del rodamiento, normalmente el diámetro del agujero, ya está fijada por la construcción anexa.
Los rodamientos para cargas predominantemente radiales son rodamientos radiales. La mayoría de los rodamientos radiales absorbe cargas combinadas, p.ej. los rodamientos rígidos a bolas, los rodamientos a bolas de contacto angular, los rodamientos de rodillos cónicos o los rodamientos oscilantes de rodillos. Los rodamientos de rodillos cilíndricos N, NU, la mayoría de los rodamientos de agujas, los casquillos de agujas, así como las coronas de agujas solamente soportan cargas radiales.
Los rodamientos para cargas predominantemente axiales se denominan rodamientos axiales. Los rodamientos axiales oscilantes de rodillos y los rodamientos a bolas de contacto angular de simple efecto, absorben cargas axiales y radiales combinadas. Los demás rodamientos axiales solamente son idóneos para cargas puramente axiales.
Si el espacio constructivo en sentido radial es reducido, se seleccionan rodamientos con reducida sección, p.ej. coronas de agujas, rodamientos de agujas sin o con anillo interior, rodamientos rígidos a bolas y rodamientos oscilantes de rodillos de determinadas series.
Si el espacio constructivo axial está limitado, son adecuados para cargas radiales y cargas combinadas las series de rodamientos de rodillos cilíndricos de una hilera, rodamientos rígidos a bolas y rodamientos a bolas de contacto angular. Para cargas axiales se utilizan coronas axiales de agujas, rodamientos axiales de agujas o rodamientos axiales a bolas de determinadas series.
Otra característica es la forma en que los rodamientos guían un eje. Hay rodamientos que permiten desplazamientos axiales, rodamientos que guían un eje en uno o ambos sentidos axiales, y aquellos que son flexibles en su movimiento angular y que, por ello, toleran desviaciones de la construcción anexa.
Para determinar el tamaño del rodamiento se considera, en primer lugar, la magnitud y el tipo de carga (dinámica o estática), la capacidad de carga de los rodamientos, así como los requisitos en cuanto a la duración de vida y a la seguridad de funcionamiento de la rodadura. Los rodamientos rotativos están sometidos a solicitaciones dinámicas. Los rodamientos están sometidos a cargas estáticas con movimientos relativos lentos entre los anillos del rodamiento, con desplazamientos de basculación y bajo cargas en reposo. En general, con medidas exteriores idénticas, los rodamientos de rodillos soportan cargas más elevadas que los rodamientos a bolas. Por esta razón, normalmente se utilizan, bajo cargas reducidas y medias, los rodamientos a bolas y bajo cargas superiores y diámetros del eje mayores, a menudo los rodamientos de rodillos.
Casquillos de fricción
Los casquillos de fricción deben, igual que los rodamientos normales, apoyar o guiar piezas móviles. Deben absorber y transmitir las fuerzas que aparecen. Sin embargo, si en los rodamientos los elementos giratorios se separan mediante componentes rotativos (los elementos rodantes), en el caso de los casquillos de fricción, la pieza móvil, normalmente un eje, un perno o una regleta, se desliza sobre la superficie de deslizamiento de un casquillo fijo o de una tira de deslizamiento. El movimiento de deslizamiento se realiza directamente entre la superficie de fricción del cuerpo del casquillo y la pieza móvil. La lubricación se asegura mediante lubricantes incorporados en el casquillo o como una capa deslizante fija aplicada en un cuerpo de apoyo. En caso de movimiento radial, el juego entre el eje y la capa deslizante asegura la movilidad de los materiales de deslizamiento.
Los casquillos de fricción están disponibles como casquillos radiales, discos axiales, tiras, semi casquillos y muchos otros tipos. Son de marcha silenciosa y son especialmente adecuados cuando se deben absorber elevadas cargas bajo movimientos de giro y desplazamientos de basculación relativamente lentos, así como bajo altas y bajas temperaturas. Debido a sus múltiples propiedades específicas, se utilizan en casi todos los sectores industriales, especialmente cuando se trata de volúmenes constructivos muy reducidos.
Materiales para casquillos de fricción Permaglide®
Como material deslizante existen los materiales Permaglide P1 o P2. El material Permaglide® P1 es libre de mantenimiento y es adecuado para el funcionamiento en seco. Los casquillos con este material son especialmente adecuados cuando el punto de apoyo ha de ser libre de mantenimiento, cuando hay peligro de una lubricación insuficiente o cuando el lubricante no es deseable ni admisible. P1 se puede utilizar tanto para movimientos rotativos y oscilantes, como para movimientos lineales de carrera reducida. Este material, de reducido desgaste, posee buenas propiedades de deslizamiento, un coeficiente de rozamiento reducido y una elevada resistencia a las influencias químicas. Permaglide® no absorbe agua, es en gran parte resistente al hinchamiento y no tiene tendencia a soldarse con metales. Es también idóneo para condiciones de funcionamiento hidrodinámicas. Los materiales Permaglide® libres de mantenimiento están disponibles en las variantes P10 y P11, así como en las variantes sin plomo P14 y P141.
El Permaglide® P2 es un material de escaso mantenimiento y de reducido desgaste, con buenas propiedades de amortiguación y largos períodos de reengrase. Se puede utilizar para movimientos giratorios y oscilantes, es poco sensible a las cargas en los cantos y es insensible a los choques. Los materiales Permaglide® de escaso mantenimiento se suministran en las variantes P20, P21, P22 y P23.
Los productos Permaglide se suministran como casquillos, casquillos con valona, discos de fricción y tiras. Los casquillos, los discos y las tiras se fabrican en Permaglide® P1, libre de mantenimiento, o en P2, de escaso mantenimiento; los casquillos con valona son de P1. Además, hay numerosas piezas especiales.
La duración de vida de un casquillo de fricción depende básicamente de su carga, de la velocidad de deslizamiento, de las contrapistas de rodadura, de la temperatura y de la duración de la puesta en marcha. Además, hay factores límite adicionales como, por ejemplo, impurezas, corrosión, bajo rozamiento en seco o un posible envejecimiento del lubricante en caso de lubricación insuficiente. La duración de vida nominal es, por lo tanto, siempre un valor orientativo. Para determinar el tamaño del casquillo, se parte de la carga que se produce, de la capacidad de carga de los casquillos, así como de los requisitos en cuanto a la duración de vida y a la seguridad de funcionamiento del apoyo.
Debido a numerosas influencias externas sobre los casquillos de fricción, que no se pueden determinar mediante cálculo, son los ensayos bajo condiciones de servicio los que dan los resultados más fiables acerca del uso y de la duración de vida en las respectivas aplicaciones.
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