¿Qué efecto tiene el espacio libre interno de los rodamientos de bolas de ranura profunda en el rendimiento del rodamiento?

Rodamientos de bolas de ranura profunda son los rodamientos de rodadura más utilizados en equipos mecánicos. Su rendimiento afecta directamente la confiabilidad, la eficiencia y la vida útil del equipo. Entre los muchos factores que influyen en el rendimiento del rodamiento, la autorización interna es, sin duda, uno de los parámetros clave que determina el rendimiento del rodamiento. El aclaramiento interno, también conocido como aclaramiento radial, se refiere al movimiento radial y axial máximo de los anillos internos y externos del rodamiento cuando no se aplica carga. Este aclaramiento aparentemente simple en realidad tiene un profundo impacto en una variedad de indicadores de rendimiento, que incluyen el aumento de la temperatura de los rodamientos, el ruido, la vibración, la vida útil y la rigidez.

El impacto del aclaramiento en el aumento de la temperatura del soporte
Durante la operación del rodamiento, la fricción de rodadura y deslizamiento entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura genera calor, causando un aumento de temperatura. El aclaramiento interno tiene un impacto crucial en el aumento de la temperatura del soporte.
Si la autorización es demasiado pequeña, los elementos rodantes y las pistas de rodaje del rodamiento experimentarán precargos o un ajuste de atención. Esto aumenta significativamente el par de fricción de los elementos rodantes, generando calor significativo. El aumento excesivo de la temperatura no solo acelera el envejecimiento y la falla de la grasa, sino que también causa la expansión térmica del material de cojinete. La expansión térmica no sincronizada de los anillos internos y externos puede reducir aún más o incluso eliminar la eliminación, creando un círculo vicioso que finalmente puede conducir a una convulsión o falla prematura. Cuando el espacio libre es demasiado grande, el movimiento de los elementos rodantes en las pistas de rodaje se vuelve inestable. Cuando el cojinete está bajo carga, el área de contacto entre los elementos rodantes y las pistas de rodaje disminuye, lo que lleva a la concentración de tensión de contacto. Al mismo tiempo, el elemento rodante se desliza y aumentan la fricción. Si bien no es tan severa como la fricción causada por muy poca autorización, aún puede causar un aumento de temperatura en condiciones de alta velocidad y alta carga. Además, el aclaramiento excesivo puede causar un shock durante el enjuague radial, aumentando aún más la temperatura.

El espacio libre ideal es mantener un ligero espacio libre positivo después de que se instala el rodamiento y alcanza el equilibrio térmico. Esto garantiza un funcionamiento suave de los elementos rodantes al tiempo que reduce efectivamente la fricción, manteniendo así el aumento de la temperatura dentro de los límites aceptables.

El impacto del espacio libre en el ruido y la vibración del rodamiento
El ruido de los cojinetes y la vibración son indicadores importantes de operación suave. La eliminación interna afecta directamente el rendimiento dinámico de un rodamiento.

El espacio libre excesivo puede hacer que los elementos rodantes produzcan un sonido de "golpes" durante la operación. Cuando un rodamiento se somete a cargas fluctuantes, los elementos rodantes rebotan entre los anillos internos y externos. Este movimiento inestable puede causar una notable vibración y ruido. Especialmente en aplicaciones de alta velocidad, como motores y husillos, el aclaramiento excesivo puede causar vibraciones severas, lo que afecta la precisión de mecanizado del equipo y la estabilidad operativa.

Aunque el espacio libre excesivamente pequeño reduce el enrollamiento de elementos rodantes, también genera vibración de alta frecuencia y ruido agudo debido al aumento del par de fricción. Este ruido a menudo se relaciona directamente con la precarga del rodamiento: cuanto mayor sea la precarga, mayor será el ruido. Por ejemplo, en las aplicaciones que requieren alta rigidez y precisión, como los husillos de la máquina herramienta de precisión, los rodamientos con espacio bajo o incluso negativo a menudo se eligen, pero la precarga debe controlarse con precisión para equilibrar la rigidez y el ruido.

El espacio libre apropiado garantiza la rodadura suave y continua de los elementos rodantes en las pistas de rodadura, reduciendo el impacto y el deslizamiento, minimizando así la vibración y el ruido. Esto es crucial para el equipo que requiere un funcionamiento extremadamente suave, como electrodomésticos y dispositivos médicos.

El impacto de la autorización en la vida y la rigidez.

La vida de los rodamientos generalmente está determinada por la vida de la fatiga, y la eliminación es uno de los factores clave que influyen en la vida de la fatiga.

El espacio libre excesivo aumenta significativamente el estrés de contacto entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura. Según la teoría de contacto de Hertz, el estrés de contacto excesivo puede causar fatiga de material prematuro, acortando la vida de fatiga del rodamiento. Además, el aumento de la temperatura causado por el aclaramiento excesivo puede acelerar la falla de la grasa, acortando aún más la vida útil.
La autorización excesiva también puede acortar la vida de la carga. Cuando se aplican cargas de rodamiento, la eliminación excesiva reduce el número de elementos rodantes, concentrando la carga en algunos. Esto provoca un fuerte aumento en el estrés de contacto en estos elementos rodantes, lo que lleva a una fatiga localizada y reduce la vida útil general.
El espacio libre apropiado puede distribuir uniformemente la carga en más elementos rodantes, reduciendo efectivamente el estrés de contacto y maximizando la vida útil de la fatiga.
La rigidez de los rodamientos es un indicador importante de su resistencia a la deformación. La autorización tiene un impacto directo en la rigidez. Cuanto más pequeño sea el espacio libre, menos deformación es las experiencias de rodamiento bajo carga, lo que resulta en una mayor rigidez. En aplicaciones que requieren alta rigidez, como los husillos de la máquina herramienta y los cubos de las ruedas automotrices, los rodamientos con baja eliminación o incluso la eliminación negativa (precarga) a menudo se seleccionan para mejorar la rigidez general del sistema.

Selección de calificaciones de liquidación
Para acomodar diversos requisitos de aplicación, los rodamientos de bolas de ranura profunda generalmente ofrecen múltiples calificaciones de liquidación, como C2, CN (o C0), C3, C4 y C5. CN representa la autorización estándar, C3, C4 y C5 representan una alta eliminación, y C2 representa una baja eliminación.

La autorización estándar (CN) es adecuada para la mayoría de las aplicaciones industriales generales, como motores eléctricos y bombas.

El alto espacio libre (C3 y C4) es adecuado para aplicaciones con grandes interferencias de montaje y fluctuaciones drásticas de temperatura, como fábricas de molinos y ventiladores de alta temperatura, para compensar la reducción de la eliminación causada por la expansión térmica.

La baja eliminación (C2) es adecuada para aplicaciones que requieren alta precisión de funcionamiento y bajo ruido, como instrumentos de precisión y motores pequeños.

Por lo tanto, al seleccionar los rodamientos de bolas de ranura profunda, centrarse únicamente en el tamaño y el modelo es insuficiente. Una comprensión exhaustiva del impacto integral de la autorización interna en el rendimiento del rodamiento y la selección del grado de autorización apropiado basado en condiciones de operación específicas es clave para garantizar un funcionamiento estable y confiable a largo plazo de su equipo. La selección correcta maximiza el rendimiento del rodamiento, extiende su vida útil y finalmente reduce los costos de mantenimiento.