Mecanizado y ejecución de los apoyos

Para el guiado y el apoyo de un eje rotativo se requieren, como mínimo, dos rodamientos, dispuestos a una distancia determinada uno del otro. Según la aplicación, se selecciona un apoyo fijo-apoyo libre, una rodadura ajustada o bien una rodadura flotante.

Para un eje apoyado en dos rodamientos radiales, las distancias de los asientos de los rodamientos en el eje y en el alojamiento ╳
_dictid_A2020_ muchas veces no coinciden, debido a tolerancias ╳
_dictid_T4340_ y errores de fabricación. Un calentamiento durante el funcionamiento también modifica estas distancias. Estas diferencias en las distancias se compensan con los apoyos libres. Ejemplos para apoyos fijos-apoyos libres, ver figura 1 hasta figura 4.

Los rodamientos de rodillos cilíndricos ╳
_dictid_R4780_ con jaula N y NU, así como los rodamientos de agujas, figura 1, , link son apoyos libres ideales. Permiten que la corona de rodillos o de agujas se desplace en la pista de rodadura del anillo sin bordes.

Todos los demás tipos constructivos, como los rodamientos rígidos a bolas y rodamientos oscilantes de rodillos, solamente actúan como apoyos libres cuando un anillo del rodamiento ╳
_dictid_R4660_ esté ajustado de forma que se pueda desplazar, figura 2. Por este motivo, el anillo del rodamiento ╳
_dictid_R4660_ que soporta una carga puntual se ajusta solamente de manera holgada; normalmente se trata del anillo exterior, ver Condiciones de rotación, link.

Los apoyos fijos guían el eje axialmente y transmiten las fuerzas axiales exteriores. Para evitar tensiones axiales, para ejes con más de dos rodamientos solamente se utiliza un apoyo fijo. La selección del rodamiento ╳
_dictid_R4660_ como apoyo fijo depende de la fuerza axial y de la precisión ╳
_dictid_P2040_ requerida para el guiado axial del eje.

Con un rodamiento ╳
_dictid_R4660_ a bolas de contacto angular de dos hileras, figura 3 , link, se consigue un guiado axial más cerrado que con un rodamiento ╳
_dictid_R4660_ rígido a bolas o con un rodamiento ╳
_dictid_R4660_ oscilante de rodillos. Una pareja de rodamientos a bolas de contacto angular o de rodamientos de rodillos cónicos, colocados simétricamente opuestos, figura 4, también ofrece, como apoyo fijo, un guiado axial muy estrecho.

Especialmente ventajosos son los rodamientos a bolas de contacto angular en ejecución universal, figura 5. Los rodamientos se pueden aparear arbitrariamente en disposiciones X u O, sin arandelas de ajuste. Los rodamientos a bolas de contacto angular, en ejecución universal, están ajustados de tal manera que, durante el montaje en disposiciones X u O, tengan un reducido juego axial (ejecución UA), no tengan juego (UO) o estén ligeramente precargados (UL).

Los rodamientos para husillos en ejecución universal UL, figura 6 se precargan ligeramente durante el montaje en las disposiciones X u O (ejecuciones con precarga ╳
_dictid_P4600_ más elevada, bajo consulta).

En el caso de los reductores, en ocasiones se monta un rodamiento ╳
_dictid_R4660_ con cuatro puntos de contacto directamente junto a un rodamiento ╳
_dictid_R4660_ de rodillos cilíndricos, de tal forma que se crea un punto de apoyo fijo, figura 3, link. El rodamiento ╳
_dictid_R4660_ con cuatro puntos de contacto, cuyo anillo exterior no está apoyado radialmente en su alojamiento, sólo puede transmitir fuerzas axiales. El rodamiento de rodillos ╳
_dictid_R3610_ cilíndricos soporta las fuerzas radiales.

En caso fuerzas axiales reducidas, se puede utilizar un rodamiento ╳
_dictid_R4660_ de rodillos cilíndricos con jaula NUP, como apoyo fijo, figura 4, link.

Los rodamientos de rodillos cónicos ajustados (313..-N11CA) como apoyo fijo, figura 7, link, también facilitan el montaje. Con el correspondiente juego axial, están apareados de tal manera que no se requieren trabajos de ajuste.

Estas rodaduras consisten, por lo general, en dos rodamientos a bolas de contacto angular o dos rodamientos de rodillos cónicos, montados uno contra el otro, en oposición, figura 8. Durante el montaje, un anillo se desplaza sobre su asiento hasta que la rodadura tenga el juego deseado o la precarga ╳
_dictid_P4600_ necesaria.

Debido a esta posibilidad de ajuste, la rodadura ajustada es especialmente adecuada cuando se requiere un guiado estrecho, p.ej. para rodaduras de ruedas dentadas cónicas con dentado helicoidal y rodaduras de husillos principales de máquinas-herramienta.

Generalmente, se distingue entre la disposición en O, figura 8 , y la disposición en X, figura 8 , de los rodamientos. En el caso de la disposición en O, los vértices S de los conos formados por las líneas de contacto miran hacia fuera y, para la disposición en X, miran hacia dentro. La base de apoyo H, es decir, la distancia entre los vértices de los conos de contacto, es mayor para la disposición en O ╳
_dictid_D3130_ que para la disposición en X. Por esta razón, la disposición en O ╳
_dictid_D3130_ proporciona el juego de vuelco menor.

Para el ajuste del juego axial, hay que tener en cuenta la dilatación térmica. En el caso de la disposición en X, figura 9, una diferencia de temperatura entre el eje y el alojamiento ╳
_dictid_A2020_ siempre conlleva una reducción de juego (requisitos: idénticos materiales para el eje y el alojamiento, idéntica temperatura de los anillos interiores y del eje, misma temperatura de los anillos exteriores y del alojamiento).

Para la disposición en O ╳
_dictid_D3130_ se distinguen tres casos:

• Los vértices R de las superficies ╳
  _dictid_S3140_ cónicas, es decir, los puntos de intersección de la prolongación de la pista de rodadura del anillo exterior con el eje del rodamiento, coinciden: el juego ajustado se mantiene, figura 10 .
• Los vértices de las superficies ╳
  _dictid_S3140_ cónicas se cruzan, con una distancia corta entre rodamientos: el juego axial ╳
  _dictid_J710_ se reduce, figura 10 .
• Los vértices de las superficies ╳
  _dictid_S3140_ cónicas no se cruzan, con una gran distancia entre rodamientos: el juego axial se incrementa, figura 11.

Las rodaduras ajustadas se obtienen también mediante la precarga ╳
_dictid_P4600_ con muelles, figura 12. Este tipo de apoyo elástico compensa las dilataciones térmicas. También se aplican cuando las rodaduras estén expuestas a sacudidas en reposo.

La rodadura flotante es una solución económica cuando no se requiere un guiado axial y estrecho del eje, figura 13. Esta construcción se parece a la de la rodadura ajustada.

Sin embargo, en el caso de la rodadura flotante, el eje puede desplazarse el juego axial s respecto al alojamiento. El valor s se fija en función de la precisión ╳
_dictid_P2040_ de guiado requerida, de tal manera que los rodamientos no estén fijados axialmente aun bajo condiciones térmicas desfavorables.

Los tipos adecuados para la disposición flotante son, p.ej. los rodamientos rígidos a bolas, los rodamientos oscilantes de bolas y los rodamientos oscilantes de rodillos.

En ambos rodamientos, un anillo, normalmente el anillo exterior, se debe ajustar de forma desplazable.

En el caso de las rodaduras flotantes y de rodamientos de rodillos cilíndricos con jaula de la serie NJ, el desplazamiento axial se realiza en el interior de los rodamientos. Los anillos interiores y exteriores se pueden ajustar con interferencia, figura 13 .

Los rodamientos de rodillos cónicos y los rodamientos a bolas de contacto angular no son aptos para una disposición flotante, ya que deben apoyarse para un funcionamiento correcto.

Los rodamientos se fijan en el eje y en el alojamiento, en sentidos radial, axial y tangencial, de acuerdo con su función. La fijación radial y tangencial se realiza mediante apriete, es decir, con ajustes fijos de los anillos del rodamiento. En general, los rodamientos se fijan, en sentido axial, con ajuste con interferencia.

Para la selección de los ajustes se debe tener en cuenta:

• Los anillos se deben apoyar bien en toda su periferia, para que la capacidad de carga esté completamente aprovechada.
• Los anillos no deben perder ajuste con las piezas anexas ya que, de lo contrario, se deterioran los asientos.
• Un anillo del apoyo libre debe adaptarse a las variaciones de longitud del eje y del alojamiento, es decir, debe ser axialmente ajustable.
• Los rodamientos deben poderse montar y desmontar fácilmente.

Un buen apoyo de los anillos en toda su periferia requiere un ajuste con interferencia. Para que éstos no pierdan ajuste se requiere un asiento fijo. Si los rodamientos no son despiezables, sólo uno de los anillos puede ser ajustado con interferencia.

En caso de rodamientos de rodillos cilíndricos N y NU y para rodamientos de agujas, ambos anillos se pueden ajustar firmemente, ya que la compensación de longitud se realiza en el interior del rodamiento ╳
_dictid_R4660_ y porque ambos anillos se pueden montar por separado.

¡Debido a los ajustes fijos y a una diferencia de temperatura entre los anillos interior y exterior, el juego radial se reduce! ¡Este efecto se debe tener en cuenta en la selección del juego radial!

¡Si para la construcción anexa ╳
_dictid_C480_ se utiliza un material diferente de la fundición de hierro o del acero, para el asiento fijo debe tenerse en cuenta, además del módulo de elasticidad, el diferente coeficiente de dilatación térmica del material!

¡Para alojamientos de aluminio, alojamientos de pared delgada y ejes huecos, hay que seleccionar, en caso necesario, unos ajustes más estrechos, para alcanzar el mismo apriete que para la fundición de hierro, el acero o los ejes macizos!

¡Cargas más elevadas, especialmente de impactos, requieren una interferencia de ajuste mayor y el cumplimiento de tolerancias ╳
_dictid_T4340_ dimensionales más estrechas!

Los rodamientos axiales, que soportan únicamente cargas axiales, no deben estar guiados radialmente (excepto los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos, con un grado de libertad en sentido radial a causa de sus pistas de rodadura planas). Con pistas de rodadura en forma de canal, esto no se presenta y el asiento libre debe crearse a través del disco estacionario. Normamente, se elige un asiento fijo para el disco giratorio.

Si, además de las fuerzas axiales, los rodamientos axiales soportan fuerzas radiales, p.ej. en los rodamientos axiales oscilantes de rodillos, los ajustes se seleccionan como para rodamientos radiales.

Las superficies de apoyo de las piezas anexas deben disponerse perpendicularmente al eje de giro (tolerancia de salto radial según IT5 o superior), para que la carga se distribuya uniformemente entre todos los elementos rodantes.

Las condiciones de rotación designan el movimiento de cada uno de los anillos del rodamiento ╳
_dictid_R4660_ con respecto a la dirección de la carga, que actúa como carga giratoria o como carga puntual, ver tabla.

Si el anillo está en reposo respecto a la dirección de la carga, no aparecen cargas que puedan desplazar el anillo respecto a su superficie de asiento. Este tipo de carga ╳
_dictid_T810_ se denomina carga puntual.

No existe el peligro de dañar la superficie de asiento y se puede seleccionar un ajuste deslizante o libre.

Si aparecen cargas que intentan desplazar el anillo respecto a su superficie de asiento, cada punto de la pista de rodadura se carga durante un giro del rodamiento. Una carga con esta característica se denomina carga giratoria.

¡En este caso, la superficie de asiento del rodamiento ╳
_dictid_R4660_ puede ser dañada, por lo que debe seleccionarse un ajuste con interferencia!

Las tolerancias ISO  para ejes y alojamientos (ISO 286) proporcionan, junto con las tolerancias ╳
_dictid_T4340_ Δ_dmp para el agujero y Δ_Dmp para el diámetro exterior de los rodamientos (DIN 620), el ajuste adecuado.

Las tolerancias ISO  están indicadas en forma de campos de tolerancias. Están determinadas por su posición respecto a la línea cero (= posición de tolerancia) y por su amplitud (= calidad de tolerancia, ver ISO 286). La posición de la tolerancia se indica mediante letras (mayúsculas para los alojamientos y minúsculas para los ejes). Para una ilustración esquemática de los ajustes más usuales para rodamientos, ver figura 14.

Las tablas de las páginas link hasta link contienen recomendaciones para la selección de tolerancias ╳
_dictid_T4340_ para ejes y alojamientos.

Son posibles desviaciones, con requisitos especiales, por ejemplo para la precisión ╳
_dictid_P2040_ de rotación, la estabilidad de marcha o la temperatura de funcionamiento. Para incrementar la precisión ╳
_dictid_P2040_ de rotación son necesarias tolerancias ╳
_dictid_T4340_ más estrechas, por ejemplo una calidad de tolerancia 5 en lugar de 6. Si el anillo interior se calienta más que el eje, la fijación puede aflojarse de forma inadmisible. En este caso, se debe seleccionar un ajuste con más apriete, por ejemplo, m6 en lugar de k6.

En algunos casos de montaje, la cuestión de los ajustes se resuelve únicamente mediante un compromiso. Los requisitos individuales se deben sopesar entre sí con objeto de cumplir con aquellos que conduzcan a la mejor solución global.

Los valores de los ajustes (link hasta link) son válidos para ejes macizos de acero y para alojamientos de fundición. En la cabecera de las tablas se indican, bajo las medidas nominales del diámetro, las tolerancias ╳
_dictid_T4340_ normales para el diámetro del agujero o el diámetro exterior de los rodamientos radiales (excepto rodamientos de rodillos cónicos). Entre ellas están los límites de los campos de tolerancia más importantes para el montaje de los rodamientos.

En cada casilla hay cinco números según el siguiente esquema, por ejemplo, para el eje ⌀40 j5:

Ajustes en el eje, ver tablas a partir de link.

En cada casilla hay cinco números según el siguiente esquema para, por ejemplo, el alojamiento ╳
_dictid_A2020_ ⌀100 K6:

Ajustes del alojamiento, ver link hasta link.