6. Aplicación general de los rodamientos
6.3. Ajustes y tolerancias
Como ya se indicó, el eje debe ser ligeramente más grande que el agu- jero del rodamiento, si se quiere asegurar firmemente el rodamiento en su asiento. Análogamente, el diámetro del alojamiento debe ser algo menor que el diámetro exterior del rodamiento si se desea una bue- na fijación de su aro exterior (figura 10).
Figura 7 Figura 8
Figura 9
Estos ajustes se conocen como AJUSTES DE INTERFERENCIA O DE APRIETO.
Por el contrario, el montaje de los aros sin aprieto en sus asientos se de- nomina ajuste libre o flojo.
El montaje de rodamientos sería más fácil con ajuste flojo sobre ambos aros, pero generalmente uno u otro aro tienen que ser montados con aprieto. Si el grado de aprieto es insuficiente el aro correspondiente desli- zará en su asiento provocando daños por arrastre de material a causa de la fricción.
La forma de actuación de la carga de- termina si los aros de los rodamientos deben montarse con o sin aprieto. Si, por ejemplo, el rodillo de la figura 11 gira sobre dos rodamientos de bolas, montados en soportes independientes, bajo una carga de 500 N de magnitud y sentido constante, el efecto de la carga durante la rotación, sobre los rodamien- tos, es como sigue:
Suponiendo que la carga se divide por igual entre ambos rodamientos, la fuerza sobre cada uno de ellos es de 250 N. El aro interior gira con rela- ción a la carga y las fuerzas resultantes internas al rodamiento favorecen el desfase de rotación entre aro interior del rodamiento y eje. Consecuen- temente el aro interior debe montarse con aprieto sobre el eje. Esta condi-
ción de funcionamiento la denominamos de CARGA GIRATORIA RESPECTO
DEL ARO INTERIOR (figura 12).
El aro exterior está también someti- do a una carga constante de 250 N, pero es estacionario con relación a la carga y no se producen resultan- tes internas que tiendan a hacer gi- rar el aro en su asiento. El aro exte- rior puede montarse con ajuste flojo. Esta condición de rotación la deno-
minamos de CARGA ESTACIONARIA
RESPECTO DEL ARO EXTERIOR (figura
13).
Veamos qué sucede si el rodillo es el que aloja los rodamientos y gira Figura 11
con relación a un eje estacionario (fi- gura 14).
El aro interior es estacionario con re- lación a la carga de 250 N que actúa sobre él y puede montarse con ajus- te flojo. Esta condición se define
como de CARGA ESTACIONARIA CON
RELACIÓN AL ARO INTERIOR (figura
15).
A la condición del aro exterior que gira respecto de la carga, la denomi-
namos de CARGA GIRATORIA RESPEC-
TO DEL ARO EXTERIOR y, consecuen-
temente, este aro debe montarse con aprieto.
En los rodamientos sometidos a car- gas giratorias, como las que se produ- cen en la rotación de un rodillo dese- quilibrado, la línea de acción de la car- ga cambia continuamente, dando lu- gar a esfuerzos que tienden a hacer deslizar los aros en sus asientos, a no ser que se monten con aprieto en el eje y en el alojamiento. Las cargas de
esta condición se denominan CARGAS DE DIRECCIÓN INDETERMINADA, figura
16.
Figura 14 Figura 13
Tolerancias
No siempre resulta fácil determinar el tipo de ajuste que debe emplearse. Probemos con estos tres ejemplos típicos:
• Rodamiento en poleas.
• Rodamiento en cajas de grasa de ferrocarril.
• Rodamientos en la bancada de un motor de combustión.
La carga en la polea tiene un sentido constante, el aro interior no gira res- pecto a la carga mientras que el aro exterior sí lo hace. El aro interior se montará flojo y el exterior con aprieto.
En la caja de grasa de ferrocarril el aro interior debe montar con aprieto (carga giratoria con relación al aro interior) y el aro exterior puede quedar flojo (carga estacionaria con relación al aro exterior).
Los rodamientos de bancada de un motor de combustión están sometidos a cargas de dirección indeterminada por recibir su acción a través del ci- güeñal. Ambos aros deben montarse con aprieto.
¿Cuál es el grado de interferencia adecuado para un aro que debe mon- tarse con aprieto?
El aprieto del aro interior sobre el eje atenúa los incrementos de carga que tienen lugar por las deformaciones elásticas del aro, figura 18. Consecuen- temente el grado de interferencia tiene que seleccionarse en relación con la magnitud de la carga. Las cargas más grandes y las mayores frecuen- cias de impactos requieren mayor interferencia bajo condiciones de carga giratoria.
Las tolerancias para agujeros y diá- metros exteriores de rodamientos mé- tricos se ajustan a una normalización internacional. La interferencia desea- da se obtiene seleccionando las tole- rancias adecuadas del eje o del aloja- miento utilizando el sistema de tole- rancias ISO.
Para el montaje de rodamientos sola- mente es necesario utilizar una parte determinada del sistema ISO de toleran-
cias. La figura 19 muestra la posición de las tolerancias empleadas con rela- ción a la tolerancia del agujero del ro- damiento. Las tolerancias f-j dan di-
versos grados de ajuste flojo sobre el eje, mientras que las tolerancias k-r dan lugar a ajustes con interferencia.
Las tablas que siguen dan una referencia de ajustes para ejes y alojamien- tos:
Figura 18
AJUSTES PARA EJES
RODAMIENTOS RADIALES CON AGUJERO CILÍNDRICO
Condiciones de
la aplicación Ejemplos
Diámetro del eje en mm
Tolerancia Roda- mientos de bolas1) Roda- mientos de rodillos cilíndricos o cónicos Roda- mientos de rodillos a rótula Carga fija sobre el aro interior
El aro interior debe poder desplazarse fácilmente sobre el eje. Ruedas sobre ejes fijos (ruedas locas). g62) No es necesario que el aro interior pueda
desplazarse fácilmente sobre el eje.
Poleas tensoras, poleas para cable.
h6
Carga rotativa sobre el aro interior o dirección indeterminada de la carga Cagas ligeras o variables (P <__0,06 C). Transportadores, rodamientos poco cargados en reductores. (18) a 100 <__40 j6 (100) a 140 (40) a 100 k6 Cargas normales y elevadas (P > 0,06 C). <__18 j5 (18) a 100 <__40 <__40 k5 (k6)3) (100) a 140 (40) a 100 (40) a 65 m5 (m6)3) (140) a 200 (100) a 140 (65) a 100 m6 (200) a 280 (140) a 200 (100) a 140 n6 (200) a 400 (140) a 280 p6 (280) a 500 r6 >500 r7 Cargas muy elevadas y cargas de choque en condiciones de trabajo difíciles (P > 0,12 C). Cajas de grasa para material ferroviario pesado, motores de tracción, trenes de laminación. (50) a 140 (50) a 100 n64) (140) a 200 (100) a 140 p64) >200 >140 r64) Aplicaciones en ge- neral, motores eléctricos, turbi- nas, bombas, mo- tores de combus- tión interna, engra- najes, máquinas para trabajar la ma- dera.
RODAMIENTOS RADIALES CON AGUJERO CILÍNDRICO
Condiciones de
la aplicación Ejemplos
Diámetro del eje en mm
Tolerancia Roda- mientos de bolas1) Roda- mientos de rodillos cilíndricos o cónicos Roda- mientos de rodillos a rótula
Carga rotativa sobre el aro interior o dirección indeterminada de la carga Es necesaria gran exactitud de rotación con cargas ligeras (P <__0,06 C). Máquinas- herramienta. <__18 h5 5) (18) a 100 <__40 j55) (100) a 200 (40) a 140 k55) (140) a 200 m55)
Cargas puramente axiales Aplicaciones de
toda clase. <>250__250 <>250__250 <>250__250 j6js6 1) Para los rodamientos Y, ver catálogos.
2) Para rodamientos grandes se puede adoptar la tolerancia f6, a fin de asegurar que puedan desplazarse fácilmente sobre el eje.
3) Las tolerancias entre paréntesis se emplean generalmente para rodamientos de rodillos cónicos y de una hilera de bolas con contacto angular. También pueden emplearse para otros tipos de rodamientos si la velocidad es moderada y la influencia del juego interno no es de consideración.
4) Hay que usar rodamientos con juego mayor que el normal.
5) Para rodamientos de gran precisión se aplican otras recomendaciones, facilitándose detalles si se piden.
RODAMIENTOS RADIALES CON AGUJERO Y MANGUITO CÓNICOS
Condiciones de la aplicación Tolerancia Observaciones Cargas de todas clases
Cajas de grasa para ferrocarriles. h9/IT5 Las designaciones IT5 a IT7
añadidas a los símbolos de las tolerancias, indican que las tolerancias para las desviaciones de la forma del eje, tales como error de redondez y conicidad, no deben exceder de las calidades 5 y 7 respectivamente.
Construcciones mecánicas en
general. h9/IT5 o h10/IT7
RODAMIENTOS AXIALES
Condiciones de la aplicación Diámetro deleje en mm Tolerancia Cargas puramente axiales
Rodamientos de bolas. h6
Rodamientos axiales de rodillos
cilíndricos. h6 (h8)
Coronas axiales de rodillos
cilíndricos. h8
RODAMIENTOS AXIALES
Condiciones de la aplicación Diámetro deleje en mm Tolerancia Cargas radiales y axiales combinadas sobre rodamientos axiales de
rodillos a rótula
Carga fija sobre la arandela de eje. <__250 j6
>250 js6
Carga rotativa sobre la arandela de eje o dirección indetermnada de la carga.
<__200 k6
(200) a 400 m6
>400 n6
AJUSTES PARA ALOJAMIENTOS
RODAMIENTOS RADIALES-ALOJAMIENTOS ENTERIZOS
Condiciones de la
aplicación Ejemplos Tolerancia
Desplaza- miento del aro exterior Carga rotativa sobre el aro exterior
Cargas pesadas sobre rodamientos en alojamientos de paredes delgadas, cargas de choque elevadas
(P > 0,12 C).
Cubos de rueda con rodamientos de rodillos, cabezas de biela.
P7 No es posible.
Cargas normales o elevadas
(P > 0,06 C). Cubos de rueda conrodamientos de bolas, cabezas de biela, ruedas de traslación en las grúas.
N7 No es posible.
Cargas ligeras o variables (P <__0,06 C).
Rodillos transportadores, poleas para cable, poleas tensoras.
M7 No es posible.
Dirección indeterminada de la carga Cargas de choque elevadas. Motores eléctricos de
tracción. M7 No es posible.
Cargas normales o elevadas (P > 0,06 C). No es
necesario que pueda desplazarse el aro exterior.
Motores eléctricos, bombas, rodamientos de soporte para cigüeñales.
K7 No es posible en general.
Giro exacto o silencioso Rodamientos de bolas para husillos de máquinas- herramienta.
K61) No es posible en general. Rodamientos de bolas para
husillos de rectificadoras, motores eléctricos pequeños.
J62) Es posible.
Motores eléctricos pequeños. H6 Es posiblefácilmente. 1) Para cargas más elevadas, se debe elegir un ajuste más prieto que K6, por ejemplo M6 o N6. Para rodamientos de gran precisión se aplican otras recomendaciones, facilitándose detalles si se piden.
2) Para rodamientos de gran precisión se aplican otras recomendaciones, facilitándose detalles si se piden.
RODAMIENTOS RADIALES-ALOJAMIENTOS PARTIDOS O ENTERIZOS
Condiciones de la
aplicación Ejemplos Tolerancia
Desplaza- miento del aro exterior Dirección indeterminada de la carga
Cargas ligeras y normales (P <__0,12 C). Es deseable que el aro exterior pueda desplazarse axialmente.
Máquinas eléctricas de tamaño mediano, bombas, rodamientos de soporte para cigüeñales.
J7 Es posible engeneral.
Carga fija sobre el aro exterior Cargas de todas clases. Aplicaciones en general,
cajas de grasa para material
ferroviario. H7
1) Es posible fácilmente. Cargas ligeras y normales
(P <__0,12 C) con sencillas condiciones de funcionamiento. Construcciones mecánicas en general. H8 Es posible fácilmente. Transmisión de calor por el
eje Cilindros secadores, grandesmáquinas eléctricas con rodamientos de rodillos a rótula
G72) Es posiblefácilmente.
1) Para rodamientos grandes (D > 250 mm) y diferencias de temperatura de 10° C entre aro exterior y alojamiento, puede usarse G7 en lugar de H7.
2) Para rodamientos grandes (D > 250 mm) y diferencias de temperatura de 10° C entre aro exterior y alojamiento, puede usarse F7 en lugar de G7.
RODAMIENTOS AXIALES
Condiciones de la aplicación Tolerancia Observaciones Cargas puramente axiales
Rodamientos axiales de bolas.
H8 En las aplicaciones de menosprecisión puede haber una holgura radial de hasta 0,001 D. Rodamientos axiales de rodillos
cilíndricos. H7 (H9)
Coronas axiales de rodillos
cilíndricos. H10
Rodamientos axiales de rodillos a rótula, cuando se usa otro
rodamiento para fijación radial.
La arandela de soporte se monta con una holgura radial de hasta 0,001 D.
Cargas radiales y axiales combinadas, en rodamientos axiales de rodillos a rótula Carga fija sobre la arandela de
soporte. H7
Carga rotativa sobre la arandela
de soporte. M7