CAPACIDAD DE CARGA

Relevancia de la capacidad de carga

Al comparar rodamientos de diferentes fabricantes, a menudo los ingenieros ven la capacidad de carga como el parámetro sustancial de rendimiento [1]. La capacidad de carga dinámica también es decisiva para calcular la capacidad de carga básica del rodamiento. La explicación más sencilla es con la ecuación de la vida nominal.

Cálculo según el estándar ISO

Según ISO 281, la vida nominal básica de un rodamiento de rodillos radial se calcula mediante:

donde
L₁₀ = vida nominal básica (con una confiabilidad del 90%)
C_r = capacidad de carga radial dinámica básica
P_r = carga radial equivalente dinámica.

Según ISO 281, la capacidad de carga radial dinámica básica de los rodamientos de rodillos radiales se calcula mediante:

donde
C_r = capacidad de carga radial dinámica básica
b_m = factor de capacidad del tipo de rodamiento (valor 1,1 para rodamientos de rodillos cónicos)
f_c = factor de material/geometría/dimensión
i = número de hileras
L_we = longitud de rodillo efectiva
= ángulo de contacto
Z = número de rodillos por hilera
D_we = diámetro medio de rodillo.

La relevancia de fc como factor de rendimiento es muy obvia, por ejemplo, un factor de rendimiento de 1,23 da como resultado una vida nominal básica L₁₀ doble.

Cálculo según los estándares estadounidenses

A veces, y especialmente en el mercado norteamericano, pueden encontrarse capacidades de carga C₉₀. Estos valores se basan en una vida nominal de 90×10⁶ revoluciones:

donde
C₉₀ = capacidad de carga dinámica básica con 90×106 revoluciones.
M = factor de material, definido por el fabricante del rodamiento
H = factor dependiente de la geometría, definido por el fabricante del rodamiento
i = número de hileras
l_eff = longitud de contacto efectiva
= ángulo de contacto
Z = número de rodillos por hilera
D_wo = diámetro medio de rodillo.

Capacidad de carga radial dinámica C1 para una vida nominal de 1×10⁶ revoluciones:

Comparación entre capacidades de carga

A partir de lo expuesto, queda claro que las capacidades de carga C_r según ISO no pueden compararse directamente con las capacidades de carga C₁ estadounidenses. Los valores C₁ se convierten de capacidades de carga C₉₀ y, a pesar de que tienen una estructura básica similar, las ecuaciones de C_r y C₉₀ utilizan diferentes factores y exponentes [6]. El resultado es una ponderación diferente de los parámetros geométricos individuales.

Pruebas de referencia

Se han realizado extensas pruebas de referencia con diferentes tipos de rodamientos de rodillos cónicos. Los resultados con el tipo de rodamiento probado 32011 X se comentan a continuación.

Se han realizado pruebas de referencia para dos casos: condiciones de funcionamiento limpias y contaminadas. Las pruebas en condiciones limpias se realizaron con un rodamiento y aceite de fabricación recientes. En las pruebas con contaminación, se añadieron partículas de impurezas al aceite, y el rodamiento se hizo funcionar primero en estas condiciones. Después de esta prueba, se retiró el aceite contaminado y los rodamientos se hicieron funcionar con aceite limpio hasta que se averiaron. Las condiciones de la prueba se describen en la tabla 1.

La fig. 1 muestra una comparación entre capacidades de carga del catálogo de SKF y de otros dos fabricantes de rodamientos. El valor de referencia 100 es SKF. En comparación con SKF, las otras dos empresas presentan capacidades de carga relativamente superiores a las de SKF entre el 17% y el 19%.

Resultados de las pruebas

La fig. 2 muestra los resultados de la prueba de referencia con funcionamiento en condiciones limpias.

La fig. 3 muestra los resultados de la prueba de referencia con funcionamiento en condiciones contaminadas.

Resultado: a pesar de la evaluación más baja de las cifras de capacidad, el rendimiento de los rodamientos de rodillos cónicos SKF fue significativamente superior al de los competidores tanto en las pruebas en condiciones limpias como contaminadas.

Capacidad de velocidad en pruebas de temperatura

Además de las pruebas de vida nominal de referencia, también se realizaron pruebas de velocidad con el tipo de rodamiento 32011 X. Se aplicó una carga puramente axial de 2,3 kN al rodamiento probado antes de iniciarse la rotación. Luego, se aplicaron diferentes etapas de velocidad, desde 2 000 r. p. m. hasta 9 000 r. p. m., en pasos de 1 000 r. p. m. (fig. 4).

Resultados de las pruebas

• Los rodamientos de SKF funcionaron a los niveles de temperatura más bajos en todas las velocidades. Las diferencias de temperatura aumentaron a niveles de velocidad más altos. En el límite de velocidad máximo, la temperatura media de los rodamientos de SKF fue 11,5 °C inferior a la temperatura media del rodamiento del competidor más cercano (CC 2).
• A niveles de velocidad a partir de 4 000 r. p. m., los rodamientos de los competidores funcionaban progresivamente a temperaturas medias más elevadas en comparación con los de SKF.

RODAMIENTOS DE RODILLOS CÓNICOS SKF, NUEVA GAMA UNIFICADA y SKF EXPLORER

Para representar mejor el rendimiento real de los rodamientos de rodillos cónicos SKF, se ha lanzado un catálogo con una nueva gama unificada de productos.

Los aspectos principales son:

• una amplia gama de SKF Explorer (fig. 5); todos los tamaños pequeños y casi todos los medianos son SKF Explorer; la gama se está ampliando constantemente
• por el momento, los rodamientos del catálogo de tamaños grandes siguen siendo el diseño SKF Basic
• en el catálogo, se ha ampliado la gama de rodamientos de tamaños en pulgadas
• permanecen las gamas y productos personalizados preferidos por la industria (como el CL7C), pero no formarán parte de la gama del catálogo estándar.