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Rodamientos de bolas sellados: juntas, arandelas de sellado y arandelas de tapa
Los rodamientos de bolas son componentes críticos en muchas máquinas y equipos y desempeñan un papel central en el movimiento de baja fricción de las piezas. Por lo tanto, una de las tareas fundamentales de un ingeniero de diseño es la protección basada en el diseño de los rodamientos de bolas contra sobrecargas y fallos debidos al sobrecalentamiento, contaminación e influencias externas. Los rodamientos de bolas se pueden sellar, por ejemplo, o se pueden utilizar rodamientos de bolas ya sellados por la fábrica para lograr la mayor vida útil posible. Para minimizar la fricción y el desgaste, es necesario asegurarse de que los rodamientos estén suficientemente lubricados. Como parte del mantenimiento, los rodamientos de bolas deben comprobarse y relubricarse según sea necesario. Sin embargo, la tecnología industrial moderna utiliza cada vez más rodamientos sellados autolubricantes o no reparables, que ya están equipados por el fabricante con los elementos de sellado y depósitos de lubricante correspondientes.
¿Qué son los sellos y las arandelas de tapa de los rodamientos de bolas?
Los sellos y las arandelas de tapa son componentes especialmente diseñados para proteger el interior del rodamiento contra contaminantes externos en general, a la vez que evitan que el lubricante se escape. Las arandelas de tapa son juntas del rodamiento de bolas no abrasivas (sin contacto). Las arandelas de tapa suelen colocarse a presión en el anillo exterior del rodamiento de bolas. Hay un espacio entre el anillo interior y el anillo exterior, por lo que no es posible un sellado completo. Las arandelas de tapa no deben confundirse con arandelas de sellado (incluidas arandelas de sellado de goma) ni con los deflectores. Las arandelas de sellado están disponibles en varias versiones. Dependiendo del material utilizado y de la forma de la arandela de sellado, también se pueden diseñar como sellos de contacto. Esto suele dar como resultado un mejor sellado del rodamiento. Sin embargo, un sellado hermético provocará fricción, lo que provocará pérdidas de energía relacionadas con la fricción y temperaturas de los rodamientos más altas.
- 1 - Agujero
- 2 - Deflector
- 3 - Eje
A diferencia de las arandelas de tapa, los deflectores generalmente no se integran directamente en el rodamiento de bolas, sino que se colocan estacionarios junto al rodamiento. Mantienen la grasa cerca de los rodamientos y reducen las fugas de grasa incluso a velocidades circunferenciales más altas o a medida que la viscosidad del lubricante disminuye en rangos de alta temperatura.
¿Por qué son importantes los sellos?
Los rodamientos abiertos no se pueden utilizar en todas las situaciones, p. ej., en entornos caracterizados por una alta contaminación. En estos casos se recomiendan rodamientos con sellos de goma. En los rodamientos de bolas, los sellos y las arandelas de tapa tienen la función principal de proteger el interior contra la entrada de polvo, partículas extrañas y humedad, lo que reduce el bloqueo rotacional debido a partículas extrañas atascadas u oxidadas y mejora la durabilidad. Los sellos también protegen contra fugas no deseadas de lubricantes, manteniendo así el efecto de lubricación en el rodamiento de bolas.
Tipos de sellos
En general, los sellos se pueden dividir en dos categorías: sellos de contacto y sin contacto. Los siguientes tipos de sellos también se distinguen dependiendo de cómo se muevan las piezas que se sellan entre sí: Sellos estáticos (sin movimiento), sellos traslacionales (movimiento lineal) y sellos rotacionales (movimiento rotativo). En la siguiente tabla se proporciona una descripción general de las ventajas y desventajas de los sellos de contacto y sin contacto, así como algunos ejemplos:
| Sin contacto (sin contacto) | Contacto (molienda) | |
|---|---|---|
| Ventajas | No genera fricción, reduce el desgaste y aumenta la eficiencia energética Menor susceptibilidad al sobrecalentamiento y la abrasión Adecuado para valores de par más altos |
Diseño sencillo Resistente a la contaminación Ubicado directamente en el punto de sellado y, por lo tanto, tiene un alto efecto de sellado |
| Desventajas | Sensible a la contaminación | La fricción generada puede provocar pérdidas de energía |
- 1 - Rodamiento de bolas de ranura profunda abierta
- 2 - Arandela de tapa en un lado (p. ej., Z)
- 3 - Arandela de tapa en ambos lados (p. ej., ZZ / 2Z)
- 4 - Sello sin contacto (p. ej., VV o 2RZ)
- 5 - Sello de contacto (p. ej., DDU o 2RS)
Se pueden utilizar diferentes sellos para los rodamientos de bolas. En este contexto, MISUMI ofrece una amplia gama de anillos de sellado del eje y rodamientos de bolas con diferentes opciones de sellado. Hay disponibles tablas especiales de anillos de sellado del eje para ayudar con la selección.
Rodamientos de bolas ranurados con varias juntas
Se utilizan diferentes combinaciones de letras para referirse a rodamientos de bolas ranurados según el tipo de sello. La siguiente descripción general muestra rodamientos de bolas de ranura profunda con varios tipos de sellos y sus ventajas y desventajas:
Z/2Z (ZZ)
Los rodamientos de bolas ranurados Z o 2Z tienen una arandela de tapa sin contacto instalada en un lado (Z) o ambos lados (2Z). Los rodamientos de bolas ranurados con esta designación se utilizan principalmente cuando la ausencia de fricción es la prioridad y el riesgo de contaminación es relativamente bajo. Los rodamientos de bolas ZZ vienen prelubricados de fábrica y, por lo tanto, están listos para la instalación.
RS/2RS
RS o 2RS significa diseño del rodamiento con arandelas de sellado de contacto, donde RS significa diseño con arandela de sellado en un lado y 2RS para arandela de sellado en ambos lados. También son comunes otras designaciones para rodamientos de bolas con arandelas de sellado de contacto. Debido a la variedad de formas de las arandelas de sellado, solo hablaremos de algunas de ellas aquí. Los rodamientos con arandelas de sellado abrasivo en un lado del rodamiento también están marcados con DU. El diseño con arandela de sellado de contacto en ambos lados del rodamiento se identifica por la marca DDU. Son posibles temperaturas momentáneas de hasta 120 °C. El sencillo montaje y desmontaje elimina cualquier riesgo de daños en los rodamientos. Las desventajas son una mayor resistencia a la fricción y una menor carga rotacional máxima.
RZ/2RZ
RZ o 2RZ significa un diseño del rodamiento con arandelas de sellado armadas de contacto bajo o sin contacto. El diseño unilateral se llama RZ, y 2RZ es el diseño con una arandela de sellado en ambos lados. Las arandelas de sellado de bajo contacto también tienen otras designaciones, por ejemplo, la versión V o VV, donde V significa un solo disco de sellado sin contacto en un lado y VV en ambos lados.
Anillos de sellado de eje
Además de sellos y arandelas de sellado, existen otras soluciones basadas en el diseño, como anillos de sellado de eje, también llamados anillos Simmer (por su creador Walther Simmer). Los anillos de sellado del eje protegen los ejes y rodamientos contra el polvo, los líquidos y otros contaminantes. También impiden que los fluidos o lubricantes salgan de un eje o de un eje giratorio. Hay diferentes diseños de anillos de sellado de eje, por ejemplo:
- Anillo de sellado del eje radial
- Anillo de sellado del eje axial
- Sello laberíntico
- Sello de teflón
Anillo de sellado del eje radial
Un sello de eje radial es un sello de reborde para sellar ejes giratorios. Se instalan en un lugar fijo en la carcasa o en la cubierta de la carcasa. Por lo general, un anillo de sellado de eje radial consta de un reborde de sellado, un anillo de refuerzo metálico y un resorte tensor anular.
- 1 - Labio de sellado
- 2 - Muelle tensor de tornillos
- 3 - Anillo metálico
Cuando se empuja sobre el eje, el reborde de sellado se expande junto con la arandela elástica. El reborde de sellado se encuentra directamente sobre la superficie del eje giratorio. Los anillos de sellado del eje radial se utilizan a menudo para rodamientos con una carcasa de dos piezas.
Normalmente, los sellos de eje radial son sellos que entran en contacto entre sí, pero también pueden diseñarse para no entrar en contacto a altas velocidades de rotación.
Criterios para seleccionar sellos y arandelas de tapa
Se deben tener en cuenta los siguientes criterios al seleccionar sellos y arandelas de tapa:
- Tipo de sello o tapa: Determine el propósito principal (impedir que entre líquido o simplemente cubrir la abertura). ¿Es suficiente un sello sin contacto o es necesario un sello de contacto para cumplir con el propósito?
- Condiciones ambientales: Deben determinarse parámetros como temperatura, humedad, exposición química y presión.
- Selección del material: La elección del material depende del medio al que esté expuesto el sello, como aceite, agua, ácidos, alcalinos o productos químicos agresivos. Los materiales comunes incluyen caucho, elastómeros, teflón, metales y plásticos.
- Cargas mecánicas: Deben tenerse en cuenta las cargas mecánicas como vibraciones, cargas de choque y movimientos que podrían afectar al sello o a la arandela de tapa. Los sellos deben ser capaces de manejar estas cargas sin daños ni fugas.
- Rentabilidad: Deben tenerse en cuenta los factores de coste (p. ej., cantidades, costes de mantenimiento esperados).
Selección de materiales para sellos
MISUMI ofrece sellos, por ejemplo, fabricados con los siguientes materiales:
- Caucho de nitrilo (NBR): NBR es particularmente resistente al aceite (especialmente contra aceites hidráulicos, aceites minerales, etc.), resistente a la intemperie y ofrece buena resistencia general a muchos productos químicos. El rango de aplicación es de -40 a 108 °C. El NBR se utiliza a menudo en juntas planas (estas son juntas estáticas instaladas como elementos de sellado, por ejemplo, entre dos bridas).
- Caucho fluorado (FKM, también conocido como Viton): El FKM se caracteriza por una excelente resistencia a los productos químicos, a altas temperaturas y a varios aceites y combustibles. FMK también tiene una baja permeabilidad al gas. Los sellos especiales de FKM son particularmente resistentes a los ácidos, entre otros
- Politetrafluoroetileno (PTFE, también conocido como Teflon): El PTFE se caracteriza por una baja fricción y una resistencia a temperaturas muy altas (200 a 260 °C, momentáneamente hasta 300 °C). Puede estar expuesto a sustancias químicas agresivas.
