RODAMIENTOS DE RODILLOS ESFERICOS
¿Qué es un rodamiento de rodillos a rótula?
El rodamiento de rodillos esféricos tiene doble-hilera de rodillos, el anillo exterior tiene una pista de rodadura esférica común (el centro del radio esférico coincide con el centro del rodamiento) y el anillo interior tiene dos pistas de rodadura que están inclinadas en ángulo con respecto al eje del rodamiento. El rodillo tiene forma de tambor-(superficie de extremo esférica) y puede ajustar el ángulo entre los anillos interior y exterior de forma adaptable. Las características de esta estructura hacen que tenga un rendimiento de autoalineación automática-, por lo que no se ve afectada fácilmente por el ángulo entre el eje y el asiento de la caja de rodamientos o la flexión del eje, y es adecuada para ocasiones en las que el error de ángulo es causado por un error de instalación o por una deflexión del eje. Además de poder soportar cargas radiales, este rodamiento también puede soportar cargas axiales bidireccionales.
Proceso de producción de rodamientos de rodillos a rótula.
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Preparación de materia prima
Selección de acero: Utilice principalmente acero para rodamientos de cromo de alta-pureza y alto-carbono (como GCr15/52100, SAE 52100), que requiere un contenido de impurezas extremadamente bajo (inclusiones no-metálicas) y una distribución uniforme de carburo. El aro interior, el aro exterior, el rodillo y la jaula pueden utilizar diferentes grados o especificaciones de acero.
Corte: Cortar varillas o tubos en anillos (para girar anillos) y barras (para rodillos) según el tamaño requerido
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Torneado
Torneado aproximado de anillos: Giro preliminar del material del anillo para eliminar la mayor parte del exceso y formar la forma básica del anillo (diámetros interior y exterior, caras extremas, perfil de ranura preliminar). Generalmente se utiliza un torno CNC o un torno automático.
Terminar el torneado de los anillos.: Se realiza un torneado más preciso para lograr una forma cercana al tamaño final, dejando márgenes de mecanizado precisos para el posterior tratamiento térmico y rectificado. Las dimensiones clave incluyen la posición de la ranura, la altura de las nervaduras, etc.
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Tratamiento térmico
Este es el proceso central que determina el rendimiento y la vida útil del rodamiento.
Temple: Caliente los anillos torneados y los rodillos en bruto por encima de la temperatura crítica (generalmente alrededor de 830-860 grados) para austenizar completamente la estructura y luego enfríe (enfrie) rápidamente en un baño de aceite o sal para obtener una estructura martensítica de alta dureza.
Templado: Vuelva a calentar las piezas apagadas a una temperatura relativamente baja (generalmente entre 150 y 180 grados), manténgalas calientes durante un período de tiempo y luego enfríelas. El propósito es eliminar la tensión de enfriamiento, mejorar la tenacidad, estabilizar la estructura y el tamaño y lograr la dureza y las propiedades mecánicas requeridas (la dureza de los anillos y rodillos generalmente requiere HRC 58-64).
Nota: Es fundamental controlar estrictamente la temperatura de calentamiento, el tiempo de mantenimiento, la velocidad de enfriamiento y la atmósfera (para evitar la descarburación y la oxidación). Los equipos de uso común incluyen hornos de cinta de malla, hornos de solera de rodillos, hornos multi-propósitos, etc.
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Molienda
Este es un proceso clave para obtener el tamaño y la forma finales de alta-precisión.
Rectificado final:Primero, las dos caras de los extremos se rectifican para proporcionar una referencia precisa para el rectificado posterior.
Rectificado OD/ID:Muele el diámetro exterior del anillo exterior y el diámetro interior del anillo interior hasta obtener los requisitos precisos de tamaño y redondez.
Rectificado de pistas de rodadura:Este es el proceso de rectificado más crítico para los rodamientos de rodillos a rótula.
Canalización del anillo exterior:Muele la pista exterior esférica. Se requiere una rectificadora CNC especial, y la forma y el acabado de la muela abrasiva, así como la trayectoria de movimiento de la máquina herramienta, deben controlarse con precisión para obtener la posición y el perfil esférico precisos.
Canalización del anillo interior:Rectifique dos pistas de rodadura simétricas (generalmente) de perfil logarítmico. También se requiere una amoladora CNC de alta-precisión.
Molienda de costillas:Rectifique las nervaduras (rodillos guía) a ambos lados del aro interior para asegurar su ángulo, altura y acabado superficial.
Rectificado de rodillos:Muele el rodillo-tratado térmicamente hasta obtener el perfil esférico final (con caras extremas esféricas simétricas en ambos extremos). Se requiere una amoladora de rodillos de alta-precisión.
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Superacabado / Bruñido
Propósito: Sobre la base del rectificado, mejorar aún más la precisión geométrica (redondez, ondulación) de la superficie de trabajo de la pista de rodadura y el rodillo, reducir la rugosidad de la superficie (el valor Ra puede alcanzar menos de 0,05 micrones) y mejorar la micro-morfología de la superficie (formar un patrón de red cruzada-que favorece la formación de una película de aceite).
Proceso: utilice piedra de aceite de grano fino-para realizar micro-corte y pulido en la pista de rodadura y la superficie del rodillo bajo baja presión y vibración de alta frecuencia.
Efecto: Reduzca significativamente el ruido de vibración del rodamiento y mejore la precisión de rotación y la vida útil de la fatiga.
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Fabricación de jaulas
Materiales: Acero estampado (común), latón mecanizado, polímero (nylon, PEEK, etc.).
Proceso:
Jaula de acero estampado: Estampado de placas de acero → Conformado → Conformación → Desbarbado → Tratamiento de superficies (como fosfatado, galvanizado).
Jaula de latón mecanizada: Torneado de barras → Taladrado (agujero de bolsillo) → Desbarbado → Limpieza.
Jaula de polímero: moldeo por inyección → De-desconexión → Inspección.
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Asamblea
Limpieza:Limpie minuciosamente todas las piezas (anillos, rodillos y jaulas) para eliminar contaminantes como residuos de molienda y aceite antioxidante.
Clasificación/Coincidencia:Agrupe o combine con precisión las pistas de rodadura de los anillos interior y exterior según las dimensiones reales y el tamaño del rodillo para lograr el juego radial requerido.
Asamblea:Ensamble el aro interior, los rodillos (normalmente guiados y separados por la jaula) y el aro exterior. Para los rodamientos de rodillos a rótula, el montaje requiere habilidad y herramientas especializadas, especialmente al insertar los rodillos.
Remachado/Bloqueo:Para jaulas aseguradas con remaches o anillos de seguridad, remachar o instalar dispositivos de bloqueo garantiza que la jaula no se caiga durante el funcionamiento del rodamiento.
Pruebas de autorización:Verifique-al azar o inspeccione completamente los rodamientos ensamblados para garantizar que el juego radial cumpla con los requisitos estándar.
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Limpieza y prevención de oxidación
Limpieza Final: Retirar las impurezas y aceite que se hayan podido generar durante el montaje.
Secado: Seque completamente los rodamientos.
Prevención de oxidación: aplique aceite o grasa antioxidante para evitar la oxidación durante el almacenamiento y el transporte.
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Inspección de calidad y embalaje
Inspección integral:Los rodamientos terminados se someten a pruebas rigurosas, que generalmente incluyen:
Precisión dimensional:Diámetro interior, diámetro exterior, ancho, altura de montaje, juego radial, etc.
Precisión rotacional:Descentramiento radial y descentramiento axial.
Flexibilidad rotacional:Comprueba que la rotación sea suave y que no haya adherencias ni ruidos.
Calidad de apariencia:Defectos superficiales (arañazos, golpes, óxido, etc.).
Vibración y Ruido:Se utilizan instrumentos especializados para medir la aceleración (o velocidad) de la vibración y el nivel de ruido del rodamiento giratorio.
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Solicitudes especiales
Requisitos especiales:como limpieza (para aplicaciones específicas) y magnetismo residual.
Calificación:El modelo, la marca, el número de lote de producción y otra información están grabados o marcados con láser-en los rodamientos.
Embalaje:Según los requisitos del cliente y los métodos de envío, se utilizan materiales de embalaje adecuados (embalaje interior como papel-a prueba de óxido o película plástica; embalaje exterior como cajas de papel o cajones de madera) para garantizar la protección contra daños y contaminación durante el transporte.
Estructura y principio de funcionamiento: diseño central de centrado automático.
La estructura central de un rodamiento de rodillos esféricos consta de un anillo interior de doble-pista de rodadura, un anillo exterior esférico y rodillos-en forma de tambor. El centro de curvatura de la pista de rodadura del anillo exterior coincide con el centro del rodamiento, formando una geometría esférica única. Cuando el eje o el asiento del rodamiento se dobla debido a la carga (por ejemplo, deflexión menor o igual a 2,5 grados), el anillo interior puede desviarse con el eje, mientras que los rodillos ajustan de forma adaptativa sus ángulos dentro de la pista de rodadura esférica del anillo exterior para evitar la concentración de tensiones.
Rodillos de tambor:
Aumenta el área de contacto con la pista, mejorando la capacidad de carga radial.
Jaulas optimizadas:
Disponible en acero estampado (alta rigidez), aleación de cobre (resistencia a altas-temperaturas) o nailon (reducción de ruido y fricción). Por ejemplo, los rodamientos ferroviarios de alta-velocidad utilizan jaulas de nailon reforzadas con fibra de vidrio-, que ofrecen resistencia y seguridad.
Variaciones del diámetro interno:
Los orificios cilíndricos se adaptan a ejes estándar, mientras que los orificios cónicos (conos 1:12 o 1:30) se adaptan a manguitos adaptadores, lo que simplifica la instalación y permite el ajuste de la holgura.
Ventajas y limitaciones
Excelente capacidad de autoalineación-: Tolera una desalineación del eje de 1 grado a 2,5 grados, resolviendo problemas de desalineación causados por errores de instalación, deflexión larga del eje o asentamiento de cimientos y evitando el agarrotamiento del rodamiento.
Alta capacidad de carga-:El diseño del rodillo de tambor aumenta significativamente la capacidad de carga radial en comparación con los rodamientos de bolas, al mismo tiempo que soporta cargas axiales bidireccionales. Esto lo hace particularmente adecuado para escenarios de carga de impacto, como trituradoras de minería y laminadores.
Bajos costos de mantenimiento:El diseño dividido (como el producto ICAN de EE. UU.) permite el reemplazo directo en ubicaciones complejas, lo que elimina el desmontaje completo de la máquina y reduce el tiempo de inactividad.
Limitación de velocidad:Debido a la gran masa y alta inercia de los rodillos, estos tienden a calentarse a altas velocidades, dando como resultado un diseño convencional con una velocidad máxima de aproximadamente 600 rpm. Mejoras como los rodamientos con jaula de cobre tipo CA-pueden aumentar las velocidades, pero siguen siendo más bajas que los rodamientos de rodillos cilíndricos.
Compromiso de precisión:El juego axial puede deberse a una autoalineación-limitada, que puede provocar fácilmente un desgaste del cuello del rodillo y un espesor desigual del producto terminado en aplicaciones de precisión como los laminadores.
Rodamiento de carga axial débil:Al depender principalmente de cargas radiales, la capacidad de carga axial bidireccional es solo del 20 al 40 % de la capacidad de carga radial, lo que requiere el uso de cojinetes de empuje.
Áreas de aplicación
Industria pesada y extracción de recursos.
Maquinaria minera:Las trituradoras y las cribas vibratorias funcionan en entornos polvorientos durante períodos prolongados y dependen de sus capacidades de autoalineación-para compensar la deformación del eje y soportar las cargas de impacto del mineral.
Laminadores metalúrgicos:Los primeros cuellos de los laminadores utilizaban rodamientos autoalineantes de doble-hilera-, pero estos fueron reemplazados gradualmente por rodamientos cilíndricos de cuatro-hileras debido a su precisión limitada. Sin embargo, todavía se utilizan en áreas que no están directamente involucradas en la rodadura, como los asientos de los cojinetes de las cajas de cambios.
Equipos especializados y campos emergentes
Maquinaria para fabricar papel:Los cojinetes del cilindro secador se expanden y doblan fácilmente debido al calor, y la función de autoalineación-garantiza una producción continua.
Rodamientos ferroviarios de alta-velocidad:Los rodamientos de rodillos a rótula sellados utilizan sellos laberínticos y jaulas de nailon para abordar los problemas de fugas de grasa y ruido de los diseños tradicionales, al mismo tiempo que previenen accidentes por "incrustaciones en caliente" causados por la rotura de la jaula.
Energía eólica y grandes bombas:Los sistemas de eje principal largo utilizan capacidades de autoalineación-para adaptarse a la deflexión de la carga del viento, lo que reduce los costos de procesamiento de la estructura de soporte.
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RODAMIENTOS DE RODILLOS ESFÉRICOS TIPO CA-CC-MB
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