Tipos de rodamientos y sus usos

Toda maquinaria tiene algunas piezas mecánicas que son cruciales para su correcto funcionamiento. Del mismo modo, no podemos pasar por alto el papel que desempeñan los cojinetes mecánicos. Parecen pequeños, pero su ausencia puede alterar el funcionamiento de diversos procesos en las máquinas.

Si desea obtener más información sobre los rodamientos y los tipos de rodamientos, en la guía que le presentamos a continuación encontrará toda la información necesaria. Echemos un vistazo.

¿Qué son los rodamientos?

Los rodamientos se utilizan para mejorar el movimiento de rotación de un eje. Su función es guiarlo y gestionar el proceso de transferencia de carga del eje a la estructura del bastidor. Los rodamientos se utilizan en máquinas como un componente crítico y los procesos de rodadura dependen en gran medida de ellos.

¿Por qué es importante el rodamiento mecánico?

La superficie se desgasta cuando los metales giratorios entran en contacto con los demás componentes. Afecta a la durabilidad y la vida útil de la maquinaria y también repercute en su eficacia operativa.

De ahí que el uso de cojinetes mecánicos ayude a evitar la fricción y mejore la suavidad del movimiento. Estos cojinetes son de pequeño tamaño en forma de bola y tienen un movimiento de rodadura.

Los rodamientos reducen la fricción, mejoran la eficacia operativa y reducen el contacto con la superficie. También ayudan a manipular cargas y distribuirlas uniformemente.

5 tipos principales de rodamientos y sus usos

Hay 5 tipos principales de rodamientos, que tienen subtipos, y cada uno tiene un uso diferente. En la sección siguiente se destacan en detalle los usos de los distintos tipos de rodamientos.

Tipo 1: Rodamiento de bolas

Rodamientos de bolas son bolas esféricas que están presentes entre los dos rodamientos y soportan cargas axiales y radiales.

Los agujeros tienen un componente conocido como retenedor, que soporta las bolas y las mantiene espaciadas uniformemente. Estos rodamientos se fabrican con acero inoxidable 14401 o 4401 o con acero para rodamientos.

Rodamientos de Bolas de Ranura Profunda

Los rodamientos rígidos a bolas constan de ranuras profundas en sus pistas de rodadura exterior e interior, que alojan estas bolas.

Tiene un diseño sencillo y se utiliza en muchas aplicaciones como turbinas, bombas de agua y cajas de engranajes. Estos rodamientos pueden soportar cargas y también rotaciones rápidas.

Rodamientos de bolas de contacto angular

Los rodamientos a bolas de contacto angular están destinados a transferir la fuerza entre los dos anillos, interno y externo. Los rodamientos de bolas angulares pueden soportar cargas y trabajar con operaciones de alta velocidad.

Rodamientos de bolas autoalineables

Los rodamientos de bolas autoalineables tienen una estructura en forma de jaula, con dos hileras de bolas a igual distancia entre el anillo de rodadura interior y el exterior.

Si hay algún tipo de desalineación dinámica o estática, la pista exterior ajusta la posición del rodamiento para corregirla.

La mayor ventaja de estos rodamientos de bolas autoalineables es que tienen la capacidad de autocorregir su posición. Absorben las vibraciones y los choques. Se utilizan en máquinas en las que predomina la posibilidad de desalineación.

Rodamientos axiales de bolas

La estructura de estos rodamientos tiene una jaula con dos anillos. El anillo interior está conectado al eje giratorio. Existen dos variantes de rodamientos axiales de simple y doble efecto.

En doble dirección, la bola se desplaza alternativamente entre los anillos. Estos rodamientos pueden soportar cargas de alta velocidad y también son muy fáciles de instalar. Se utilizan sobre todo en ganchos de grúas y husillos de máquinas herramienta.

Rodamientos en miniatura

Los rodamientos miniatura son rodamientos de bolas de pequeño tamaño que se utilizan en espacios reducidos y que requieren una manipulación precisa de la carga. El diámetro total de estos rodamientos es inferior a 20 mm. Estos rodamientos de bolas se utilizan en máquinas médicas y electrónicas e incluso ayudan a reducir el ruido cuando las máquinas funcionan.

Rodamientos de sección constante

Los rodamientos de sección delgada están formados por una capa de pista exterior e interior lo suficientemente fina como para caber en un espacio limitado.

La parte rodante de estos rodamientos puede ser en forma de barras cilíndricas o de bolas. Estos rodamientos tienen un peso muy limitado pero garantizan una gran precisión. Se utilizan en muchas aplicaciones que necesitan un alto rendimiento, como la electrónica, la industria aeroespacial y la defensa.

Rodamientos con pestaña

El rodamiento con brida tiene una brida extendida, que está presente en la pista exterior del rodamiento. El reborde ofrece para hacer el accesorio fuerte para el cojinete y el marco. La brida también tiene una configuración de montaje.

Estos rodamientos son adecuados para soportar cargas radiales y se utilizan en aplicaciones con vibraciones excesivas.

Tipo 2: Rodamientos de rodillos

Rodamientos de rodillos constan de rodillos de diferentes formas que ayudan a transmitir la tensión. La forma de estos rodillos es cónica, cilíndrica o esférica. Estos rodillos ayudan a aumentar la superficie para soportar cargas elevadas.

Estos rodamientos de rodillos soportan las cargas radiales o combinadas y mejoran el rendimiento de las piezas móviles reduciendo la fricción.

Rodamientos de rodillos cilíndricos

Los rodamientos de rodillos cilíndricos pueden soportar elevadas cargas radiales, ya que tienen un contacto lineal entre anillos y rodillos. Pueden soportar fuerzas axiales de niveles moderados y se utilizan en equipos de perforación o husillos de herramientas.

Rodamientos de rodillos a rótula

Los rodamientos de rodillos a rótula tienen rodillos a rótula en forma de jaula de dos hileras separadas. Estos rodamientos pueden rodar para reducir la fricción y también soportar cargas mayores de los ejes.

Los rodamientos de rodillos a rótula pueden autoajustar la desalineación del anillo exterior del eje. Estos rodamientos se utilizan en la propulsión marina y en coches todoterreno.

Rodamientos de rodillos cónicos

Los rodamientos de rodillos cónicos tienen un interior cónico, que se denomina cono, y un exterior, conocido como cazoleta, formado por rodillos cónicos con una jaula entre ellos. El ángulo cónico del anillo exterior oscila entre 10 y 30 grados.

La forma cónica puede distribuir la carga axial del eje, que es pesada, y también acomodar las cargas radiales. Tienen un diseño compacto, lo que los hace adecuados para espacios limitados. Estos rodamientos se utilizan en minería y ferrocarriles.

Rodamientos de agujas

Los rodamientos de agujas son iguales que los cilíndricos, pero el tamaño es diferente. Los rodamientos de agujas tienen un diámetro inferior a 6 mm, y también se conocen como rodamientos de rodillos de bajo peso y alta velocidad.

Son adecuados para espacios compactos y soportan elevadas cargas radiales. Se utilizan en aplicaciones como cojinetes de bulón de pistón.

Rodamientos de rodillos de empuje

Los rodamientos axiales de rodillos tienen la misma estructura que los rodamientos axiales de bolas. Tiene un rodillo esférico longitudinal en lugar de una bola, y puede soportar cargas de eje pesadas que no tienen dirección.

Estos rodamientos se utilizan en la industria pesada para compresores y turbinas.

Rodamientos de rodillos cruzados

Los rodamientos de rodillos cruzados tienen un patrón cruzado de rodillos en forma cilíndrica. Tiene rodillos alternativos que interactúan entre sí en ángulo recto.

La disposición de los rodillos favorece la precisión y rigidez en el manejo de tensiones radiales y tensiones axiales. Estos rodillos son muy adecuados para controlar el movimiento.

Tipo 3: Cojinetes lisos

Cojinetes lisos son tipos sencillos de rodamientos y no tienen elementos rodantes. Constan de un agujero cilíndrico que aloja componentes como ejes.

Estos cojinetes también se denominan casquillos o manguitos. Tienen una superficie lisa, lo que indica que la carga es pesada y ayuda a reducir la fricción.

Los cojinetes lisos tienen múltiples configuraciones, como arandela, con pestaña, cilíndricos, deslizantes y de empuje. Tienen características como lengüetas, muescas, agujeros y ranuras que entran en contacto con la superficie y ayudan a reducir la fricción.

Los cojinetes lisos se optan en operaciones compuestas de baja velocidad y carga pesada donde prevalecen las posibilidades de oscilación y desalineación. Sus aplicaciones se observan en maquinaria agrícola y grúas.

Tipo 4: Rodamientos de fluido

Cojinete de fluido tiende a sustituir a los cojinetes metálicos utilizando una capa de fluido, también puede estar compuesto de gas, aire y lubricante entre el rotor y la superficie de la carcasa.

Los cojinetes de fluido se aplican a piezas móviles que no están en contacto entre sí. El fluido ayuda a mantener la carga y a garantizar un movimiento suave entre los componentes. Los dos tipos de cojinetes de fluido son los siguientes:

Rodamientos hidrostáticos

Los cojinetes hidrostáticos funcionan utilizando un fluido presurizado; el fluido se inyecta entre las piezas que se mueven a alta presión. Ayuda a reducir la fricción y mantiene el movimiento. La presión externa ayuda a mantener el funcionamiento.

Estos rodamientos se utilizan para movimientos lineales y giratorios. Se utilizan en turbinas de gas y husillos de máquinas.

Rodamientos hidrodinámicos

Los cojinetes hidrodinámicos son cojinetes en los que la fricción y el soporte de carga son bajos. Disponen de un fluido que ayuda a crear una película de rodamiento con la ayuda del movimiento entre la superficie de contacto y el gorrón.

Estos cojinetes dependen de la velocidad de rotación, la alineación y la viscosidad del fluido. Son adecuados para turbinas y otras aplicaciones que funcionan a alta velocidad.

Tipo 5: Rodamientos magnéticos

Cojinetes magnéticos utilizan la fuerza electromagnética, que ayuda a suspender y hacer girar el rotor en una posición determinada. El campo electromagnético está presente en el interior del cojinete compuesto por alambres sobre un material ferroso.

En cuanto se activa el campo magnético, la fuerza se aplica al componente del rotor, lo que hace que el cojinete magnético funcione a alta carga y velocidad.

Rodamientos magnéticos activos

Un cojinete magnético activo controla la posición del eje giratorio con su sistema de control. Los mecanismos de control y los sensores integrados procesan los datos en tiempo real, y la unidad de control ajusta la posición.

La autoposición y la monitorización en tiempo real de este rodamiento contribuyen a la precisión en el control del vapor y el movimiento. Estos rodamientos se utilizan en aplicaciones como volantes de inercia, turbocompresores y máquinas herramienta.

Rodamiento magnético pasivo

Los cojinetes magnéticos pasivos no tienen retroalimentación ni mecanismo activo que ajuste el movimiento. Más bien, tiene un imán permanente, que está alineado de una manera que hace que la fuerza de atracción y repulsión para controlar la rotación y la posición.

Estos rodamientos necesitan menos mantenimiento y son muy asequibles. Tienen un diseño sencillo y funcionan con ruido.

Ventajas del uso de rodamientos

Los rodamientos tienen muchas ventajas, y algunas de ellas son las siguientes:

• Los rodamientos pueden reducir los niveles de vibración y ruido.
• Los rodamientos tienen la capacidad de soportar cargas axiales y radiales al mismo tiempo, lo que contribuye a aumentar la capacidad de carga y la fiabilidad.
• Pueden ofrecer una lubricación sencilla y ofrecer resistencia a la corrosión cuando se fabrican con plástico.
• Los rodamientos garantizan que las aplicaciones presenten un bajo mantenimiento y ellos mismos tienen un bajo coste de mantenimiento.
• El rodamiento puede soportar radicales pesados a mayor velocidad.

¿Cómo elegir los distintos tipos de rodamientos?

Los diferentes tipos de rodamientos pueden elegirse teniendo en cuenta algunos factores, y algunos de ellos son los siguientes:

Carga

La capacidad de carga del rodamiento desempeña un papel fundamental, ya que implica movimientos axiales y radiales combinados. La capacidad de carga de la aplicación y del rodamiento deben coincidir.

Velocidad de rotación

Todos los tipos de rodamientos no soportan un rotor o un eje de alta velocidad. Los rodamientos como los de ranura profunda y los de rodillos funcionan a alta velocidad de rotación. Por lo tanto, el tipo de rodamiento debe coincidir con la velocidad de rotación.

Precisión

Debe identificar las soluciones admisibles para su aplicación y, a continuación, seleccionar el rodamiento con la precisión rotacional pertinente. Algunas aplicaciones como la electrónica y avión pueden necesitar una gran precisión.

Rigidez

La rigidez de los rodamientos es un factor importante en algunas maquinarias. Como en el husillo portaherramientas de una máquina, la rigidez del rodamiento es crucial, y puede necesitar rodamientos cónicos o de rodillos.

Existen diferentes tipos de rodamientos que pueden precargarse para aumentar la rigidez, como los rodamientos de rodillos angulares y cónicos.

Otros

Cuando el espacio radial es limitado, se puede optar por un rodamiento de agujas. Los requisitos de vibración y ruido también son considerables, y en este caso son adecuados los rodamientos ranurados o los rodamientos profundos de bolas.

Selección del material de los rodamientos

Existen diferentes tipos de materiales por los que se puede optar a la hora de fabricar rodamientos, y algunos de ellos son los siguientes:

Acero al carbono: Acero al carbono es conocido por su durabilidad y resistencia, y ofrece un precio asequible. Puede soportar una presión limitada, pero no puede utilizarse en entornos altamente corrosivos.

Acero cromado: El acero al cromo es un tipo de material que ofrece gran dureza y resiste el desgaste. Tiene la capacidad de mantener su forma cuando se somete a grandes esfuerzos y se utiliza en rodamientos de precisión.

Acero inoxidable: Acero inoxidable son adecuados para aplicaciones propensas a la corrosión y la humedad. Este material ofrece una dureza equilibrada y se utiliza para aplicaciones como el procesamiento marino y químico.

Cerámica: Se fabrican con diversos materiales, como nitruro de silicio, óxido de circonio y carburo de silicio. Estos cojinetes resisten altas temperaturas y la corrosión, y ofrecen un excelente aislamiento.

Polietileno: Polietileno es un material para rodamientos que ofrece una gran resistencia química y a los impactos y se utiliza en aplicaciones de este tipo en las que la fiabilidad es importante.

Aplicaciones de los rodamientos

Los rodamientos se utilizan en diversas aplicaciones, algunas de las cuales se describen a continuación:

Automoción

En sector del automóvil utiliza cojinetes para soportar el movimiento y se carga en diferentes partes.

Algunos de los tipos de rodamientos utilizados en los vehículos son los rodillos cónicos en el sistema de dirección. También, rodamientos de agujas en las cajas de cambios y rodamientos de hileras de bolas en el cubo de la rueda.

Aeroespacial

Los rodamientos son necesarios para la eficacia y el rendimiento óptimo de los aviones; son importantes para el control del vuelo y su rendimiento. Los trenes de aterrizaje constan de cojinetes autolubricantes, la bomba de combustible tiene cojinetes de rodillos cónicos, etc.

Médico

Los rodamientos ofrecen fiabilidad y precisión en los equipos médicos. En las máquinas de resonancia magnética, los rodamientos de baja fricción garantizan un funcionamiento suave, y las herramientas quirúrgicas requieren rodamientos en miniatura.

Ferrocarril

Las aplicaciones ferroviarias tienen que soportar cargas pesadas. Para reducir el desgaste, se utilizan cojinetes de eje que ayudan a absorber los impactos.

Marina

Las aplicaciones marinas requieren rodamientos resistentes a la corrosión y con un buen rendimiento cuando se someten a condiciones duras. En los ejes de hélice, los rodamientos ayudan a reducir la fricción, y también en los sistemas de goma, los rodamientos autoalineables ofrecen un control suave de la dirección.

Maquinaria industrial

La maquinaria industrial utiliza rodamientos en transportadores y motores para garantizar un movimiento suave y reducir la fricción.

Productos de consumo

Los rodamientos se encuentran en muchos productos de consumo para que funcionen sin problemas. Lavadoras, frigoríficos y herramientas eléctricas los utilizan para un funcionamiento excelente.

Conclusión

La importancia de utilizar rodamientos en diferentes herramientas y equipos se ha puesto de relieve anteriormente. Por lo tanto, si desea que le diseñemos rodamientos a medida para su aplicación, DEK puede ayudarte.

Ofrecemos una amplia gama de tipos de rodamientos que se ajustan a los requisitos de su aplicación y poseen alta calidad y precisión.