Rodamientos FAG en ampuesas de laminación

Prólogo

Durante más de 100 años, la marca FAG ha sido el sinónimo de alta calidad en rodamientos de todos los tipos. FAG inició muy pronto el diseño y la producción de rodamientos para ampuesas de laminadores y ha recopilado una amplia experiencia en este sector. En este catálogo se informa de ello. Los fabricantes de laminadores pueden encontar en este catálogo los fundamentos para el cálculo y la selección de los rodamientos. También el montaje y el mantenimiento se explican con detalle. Para todos aquellos fundamentos o cuestiones no incluidas en este catálogo, pueden dirigirse a los expertos de Schaeffler Group Industrial. Las dimensiones y los datos técnicos de los rodamientos para laminación se indican en la publicación FAG WL 41 140/7. Una selección de publicaciones FAG sobre disposiciones de rodamientos en laminadores y fundamentos generales relacionados con la ingeniería de los rodamientos, p. ej. dimensionado, montaje y desmontaje, lubricación y mantenimiento, etc, está disponible en la página 68 de este catálogo.

Contenido

Rodamientos para laminadores Condiciones para el diseño Rodamientos de rodillos cilíndricos Rodamientos axiales Rodamientos de rodillos cónicos Rodamientos oscilantes de rodillos Rodamientos axiales de rodillos cónicos para husillos

4 4 5 6 7 9 9

Cálculo de las cargas sobre los rodamientos Ampuesas autoalineables Laminador de rodillos lisos Laminador de rodillos perfilados Ampuesas rígidas Bastidores en voladizo Cálculo de las flexiones de los rodillos

10 10 10 11 12 13 14

Dimensionado Rodamientos cargados estáticamente Rodamientos cargados dinámicamente Cálculo ampliado de la duración de vida

18 18 18 22

Lubricación Lubricación con grasa Selección de la grasa según carga y velocidad Otras condiciones de funcionamiento Lubricación con aceite Requisitos para la viscosidad Otras características necesarias Métodos de lubricación con aceite Diseño del sistema de lubricación Cantidad de grasa Períodos de relubricación (grasa) Conducciones de lubricante Lubricación con grasa Lubricación por niebla de aceite Lubricación aire-aceite Lubricación por circulación de aceite o por inyección de aceite

29 29 30 30 31 31 31 32 32 32 32 33 33 34 34

Tolerancias de los rodamientos para laminadores

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Partes adyacentes Ajustes Rodamientos radiales Rodamientos axiales Tolerancias de mecanizado para asientos cilíndricos Tolerancias de las manguetas y de las ampuesas Ajuste libre del anillo interior

37 37 37 37 40 42 44

35

Ampuesas Soportes y asientos de las ampuesas Obturaciones

44 45 46

Montaje y mantenimiento Preparación del montaje Verificación de las manguetas cilíndricas Verificación de las manguetas cónicas Verificación de las ampuesas Rugosidad superficial Tratamiento de las superficies de asiento de los rodamientos Preparación de los rodamientos para el montaje Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos Montaje de los anillos interiores Montaje de los anillos exteriores Montaje de los rodamientos axiales Montaje de las ampuesas pre-montadas Desmontaje Ajuste deslizante de los anillos interiores Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos Montaje Desmontaje Mantenimiento Montaje de rodamientos oscilantes de rodillos Montaje de rodamientos oscilantes de rodillos con agujero cónico Desmontaje de rodamientos oscilantes de rodillos con agujero cónico Montaje y desmontaje de anillos interiores Calentadores por inducción Calentamiento con quemadores de gas Ayudas para el montaje de acoplamientos y anillos de laberinto Calentamiento por inducción de acoplamientos para rodillos Dispositivos de calentamiento por inducción de anillos de laberinto Reserva Registro estadístico Almacenaje

48 48 48 49 49 50 51 51 51 52 53 54 54 55 55 56 56 58 58 58 58 58 59 59 60 61 61 62 62 62 64

Ejemplo de cálculo y disposición de los rodamientos de un rodillo de laminación

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Selección de otras publicaciones FAG

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Rodamientos de las manguetas Condiciones para el diseño

Condiciones para el diseño Los rodamientos para las manguetas de los rodillos de laminación suelen estar fuertemente cargados y sujetos a elevadas presiones específicas. Por ello, para que estos rodamientos puedan soportar con seguridad dichas cargas, deben disponer de una elevada capacidad de carga. Por otro lado, el espacio constructivo, especialmente en dirección radial, está bastante restringido, ver figura 1. El diámetro exterior de los rodamientos está limitado por el diámetro de los rodillos de laminación, menos el material eliminado al mecanizar dichos rodillos y menos el espesor de pared de la ampuesa. Su agujero corresponde al diámetro de las manguetas de los rodillos. Si la carga es muy elevada, debe existir un compromiso, por un lado, entre el diámetro de la mangueta y su resistencia a la flexión y, por otro lado, entre la altura del rodamiento y su capacidad de carga. El espacio disponible de montaje se debe utilizar, sobre todo, para acomodar los rodamientos radiales ya que, comparadas con las cargas radiales, las cargas axiales son relativamente más reducidas. Los rodamientos de rodillos tienen una capacidad de carga mayor que los rodamientos de bolas. Por ello, los rodamientos de rodillos, como los rodamientos de rodillos cilíndricos, de rodillos cónicos u oscilantes de rodillos, son la mejor opción para absorber las cargas radiales. El material para los anillos y para los elementos rodantes es acero para rodamientos templado hasta el núcleo o, en algunos casos, acero cementado.

La selección de los rodamientos para cada aplicación específica está influenciada por la frecuencia de cambio de los rodillos de laminación. Normalmente, el espesor de pared de las ampuesas debe ser modificado al rectificar los rodillos de laminación. Esta operación es más difícil con los rodamientos no desmontables como, por ejemplo, los rodamientos oscilantes de rodillos, cuyo anillo interior está ajustado con interferencia en las manguetas. En el caso de los roda-

mientos de rodillos cilíndricos, la ampuesa, junto con el anillo exterior y la corona de rodillos, puede separarse del anillo interior, que permanece ajustado en la mangueta. Los rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos, o bien los rodamientos oscilantes de rodillos dispuestos en parejas, se suelen montar con ajuste deslizante en las manguetas cilíndricas. De este modo, las ampuesas pueden ser fácilmente desmontadas; sin embargo, el campo de aplicación

Altura de los rodamientos Material para rectificar

Diámetro de rodillo Material para rectificar

Espesor de pared de la ampuesa

1: Espacio de montaje disponible

α

α

a 2 2: El juego axial “a” como función del juego radial y del ángulo de contacto α.

4

a 2

Rodamientos de las manguetas Condiciones para el diseño · Rodamientos de rodillos cilíndricos

está limitado debido a los ajustes deslizantes. Si se utilizan rodamientos radiales de rodillos cilíndricos, las cargas axiales deben ser soportadas por un rodamiento axial adicional. Los rodamientos axiales proporcionan una excelente precisión de

guiado axial debido al muy pequeño, incluso nulo, juego axial con el que se montan estos rodamientos. Por otro lado, los rodamientos radiales que deben efectuar la doble función de guía radial y axial, deben tener siempre un juego axial mayor.

La figura 2 (página 4) muestra cómo, para un juego radial definido, el juego axial depende del ángulo de contacto α. La relación juego axial/juego radial es la mayor, para los rodamientos oscilantes de rodillos.

Rodamientos de rodillos cilíndricos

muy elevada. Esta característica es especialmente importante en rodamientos, montados en grandes laminadores, que están expuestos a fuertes aceleraciones y deceleraciones, p.ej. en rodillos de retorno. Para conseguir una precisión de rotación especialmente buena, se utilizan rodamientos de rodillos cilíndricos con las pistas de rodadura del anillo interior rectificadas previamente y posteriormente acabadas y pulidas junto con el rodillo laminador, cuando el anillo interior está montado en la mangueta. La figura 4 muestra dos rodamientos de dos hileras de rodillos cilíndricos, de la serie 49. Se utilizan, principalmente, en rodillos de trabajo. Con objeto de reducir las tensiones resultantes de los posibles momentos de vuelco, los anillos del rodamiento están separados mediante anillos distanciadores, interiores y exteriores.

La capacidad de carga de estos rodamientos no es lo más importante, ya que, principalmente, deben ser adecuados para elevadas velocidades de giro. Los rodamientos de rodillos cilíndricos de la figura 5 se utilizan, generalmente, en laminadores de chapa fina y de alambre. Tienen jaulas macizas de latón o de acero. Son adecuados, no sólo para elevadas velocidades (hasta 40 m/s), sino también para absorber elevadas cargas. La sección de acabado de este tipo de laminadores funciona con velocidades de los rodillos de hasta 100 m/s y más en una sola línea. Normalmente se utilizan rodamientos de una hilera de rodillos cilíndricos. La duración de funcionamiento que puede ser alcanzada con estos rodamientos es suficiente.

4 : Rodamientos de dos hileras de rodillos cilíndricos de la serie de dimensiones 49, con separadores en los anillos interior y exterior.

5: Rodamiento de cuatro hileras de rodillos cilíndricos con jaula maciza, para elevadas velocidades de los rodillos de laminación.

Cuando se dispone de volumen constructivo, con el rodamiento de rodillos cilíndricos se alcanza una capacidad de carga más elevada. Por ello, estos rodamientos son adecuados para absorber las más altas cargas radiales y, debido a su reducido rozamiento, también son aptos para las mayores velocidades. Para disponer del máximo número posible de rodillos, especialmente en rodamientos grandes, y para que éstos tengan la máxima capacidad de carga, los rodamientos se equipan con rodillos perforados, guiados por jaulas de pasadores, figura 3. Estas jaulas constan de dos anillos que retienen lateralmente los rodillos y están conectados mediante pasadores que pasan por el centro de los rodillos. Este tipo de jaula tiene una resistencia

3: Rodamiento de cuatro hileras de rodillos cilíndricos perforados y jaula de pasadores.

5

Rodamientos de las manguetas Rodamientos axiales

Rodamientos axiales Normalmente, la ampuesa del extremo del rodillo conducido está fijada en el bastidor. Dicha ampuesa transmite las fuerzas axiales al bastidor. Como rodamientos axiales pueden utilizarse diferentes tipos constructivos. Para elevadas cargas axiales y velocidades de rotación medias, se recomienda el empleo de rodamientos axiales de rodillos cónicos

6: Rodamiento axial de rodillos cónicos, de doble efecto, con anillo separador

7: Rodamiento de doble hilera de rodillos cónicos con gran ángulo de contacto y anillos exteriores precargados axialmente mediante muelles

8: Pareja de rodamientos axiales oscilantes de rodillos, para absorber las cargas axiales en ambos sentidos

6

(fig. 6), rodamientos radiales de doble hilera de rodillos cónicos con un gran ángulo de contacto (fig. 7), o rodamientos axiales oscilantes de rodillos (fig. 8). El rodamiento axial de rodillos cónicos tiene un anillo separador entre los discosalojamiento, cuya anchura se mecaniza de acuerdo con el juego axial deseado. Los rodamientos axiales de rodillos cónicos, los radiales de doble hilera de rodillos cónicos y los axiales oscilantes de rodillos se emplean, principalmente, en laminadores de desbaste, en laminadores de palanquilla y en laminadores en caliente de fleje. Durante el funcionamiento, únicamente una hilera de rodillos está sometida a carga puramente axial. La otra hilera está descargada. Los discos-alojamiento de los rodamientos radiales de doble hilera de rodillos cónicos y de los rodamientos axiales oscilantes de rodillos, están precargados por ambos lados con una carga mínima, por medio de muelles (figuras 7 y 8). En los laminadores de fleje, en los rodillos de chapa fina y en los laminadores de alambre, las velocidades son tan elevadas que los rodamientos axiales de rodillos cónicos y los axiales oscilantes de rodillos no pueden ser utilizados. En estos casos, las cargas axiales son absorbidas por rodamientosa bolas de contacto angular o por rodamientos rígidos a bolas. En los cilindros de apoyo de los grandes laminadores cuarto de fleje y de láminas, para soportar las cargas axiales a menudo son suficientes los rodamientos rígidos a bolas, fig. 9. En lugar de estos rodamientos pueden utilizarse los rodamientos de doble hilera de rodillos cónicos con gran ángulo de contacto. La necesaria capacidad de

carga puede obtenerse con un rodamiento considerablemente pequeño. El pequeño rodamiento de doble hilera de rodillos cónicos hace posible utilizar componentes adyacentes más pequeños, de forma que los costes de la construcción anexa puedan ser reducidos. En los rodillos de trabajo de los laminadores cuarto de fleje y en los rodillos de los laminadores dúo de lámina y de alambre, normalmente se montan rodamientos a bolas de contacto angular (fig. 10) para absorber las cargas axiales. La ampuesa del extremo motriz de los rodillos no está fijada axialmente en el bastidor; está guiada por los rodamientos axiales montados en las manguetas. Ya que las fuerzas de guiado no son demasiado elevadas, en este punto se montan rodamientos rígidos a bolas. De este modo, el ancho de la rodadura no se incrementa excesivamente. En estas aplicaciones, los rodamientos rígidos a bolas y los rodamientos a bolas de contacto angular sirven sólo para absorber cargas axiales. Con objeto de prevenir que los anillos exteriores no transmitan ninguna fuerza radial, las ampuesas deben estar mandrinadas unos pocos milímetros en los asientos de los anillos exteriores de los rodamientos (ver también la tabla 50, página 39)

9

10

9: Rodamiento rígido a bolas 10: Rodamiento a bolas de contacto angular, de dos hileras

Rodamientos de las manguetas Rodamientos de rodillos cónicos

Rodamientos de rodillos cónicos Debido a la posición inclinada de los rodillos, los rodamientos de rodillos cónicos absorben, simultáneamente, cargas radiales y axiales. En los laminadores se montan rodamientos de cuatro y de dos hileras de rodillos cónicos, figura 11, a y b. Los rodamientos de rodillos cónicos son separables. A pesar de ello, no es posible, como sucede con los rodamientos de rodillos cilíndricos, montar primero el anillo interior sobre la mangueta, ajustar después el anillo exterior en la ampuesa y, finalmente, montar ésta sobre la mangueta. El rodamiento completo debe ser montado en la ampuesa y a continuación ésta, con el rodamiento montado, debe ajustarse sobre la mangueta. Esto significa que el anillo interior del rodamiento debe tener un ajuste deslizante en la mangueta aunque, a causa de la carga circunferencial,

técnicamente debería tener un ajuste con interferencia. El ajuste deslizante induce un arrastre entre al agujero del rodamiento y la mangueta. Ello conduce al calentamiento y al desgaste de las manguetas. Sin embargo, este desgaste puede ser minimizado lubricando las superficies de contacto del anillo interior y de la mangueta, ver también la página 44. Para disponer de suficiente espacio para la grasa y para mejorar la lubricación de la mangueta, en algunos casos se disponen ranuras en espiral en el agujero del rodamiento, figura 12. Estas ranuras sirven también para recoger las partículas de abrasión del montaje. Además, el mecanizado admisible de los rodillos de trabajo debe haber sido realizado antes de que el desgaste de las manguetas haya alcanzado un punto crítico para mantener el rendimiento del rodamiento. Los grandes rodamientos de rodillos cónicos,lo mismo que los de rodillos cilíndricos, se suministran con rodillos cónicos perforados y jaulas de pasadores. Esta ejecución de jaula es necesaria para laminadores reversibles, a causa de las elevadas fuerzas de aceleración y deceleración.

A causa, especialmente, de las elevadas velocidades y las altas cargas, es necesario un ajuste con interferencia para los anillos interiores de los rodamientos. En estos casos, normalmente son preferibles los rodamientos con agujero cónico, ajustados sobre manguetas también cónicas, figura 13. De esta forma, se obtiene fácilmente el ajuste fijo necesario. El anillo interior de la ejecución mostrada en la figura 13a consta de un anillo doble y de dos anillos simples, y el anillo exterior se compone de dos anillos dobles. La figura 13b muestra otro diseño con cuatro anillos exteriores simples, separados por tres anillos distanciadores. FAG fabrica rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos, tanto en medidas métricas como en dimensiones y tolerancias en pulgadas.

a

a

b b 11: Rodamiento de rodillos cónicos a: de cuatro hileras; b: de dos hileras

12: Rodamiento de cuatro hileras de rodillos cónicos con ranuras en espiral en el agujero del anillo interior

13: Rodamiento de 4. hil. de rodillos cónicos, agujero cónico y jaula de pasadores. a: Anillo exterior de 2 anillos dobles; b: Anillo exterior de 4 anillos simples

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Rodamientos de las manguetas Rodamientos de rodillos cónicos

Rodamientos de rodillos cónicos de varias hileras, obturados Las aplicaciones de rodamientos en los rodillos de trabajo de los laminadores de fleje en frío y en caliente deben ser especialmente obturadas de forma eficaz contra grandes cantidades de agua o mezclas de refrigerantes con suciedad. Generalmente, los rodamientos de los rodillos de trabajo se lubrican con grasa. Para ahorrar los costes de la grasa y proteger el medio ambiente, los usuarios intentan reducir el consumo de grasa. Se puede alcanzar una mayor duración de vida de los rodamientos mejorando la lubricación y la limpieza del lubricante en las zonas de contacto de rodadura. Para alcanzar estos objetivos, FAG ha desarrollado los rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos con obturaciones integradas, figura 14.

14: Rodamiento de cuatro hileras de rodillos cónicos, obturado

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Estos rodamientos tienen las mismas dimensiones principales que los rodamientos no obturados. Se utiliza grasa para rodamientos de alta calidad, que no debe escapar de los rodamientos, y de la que se necesita tan solo pequeñas cantidades. Las obturaciones de alojamiento se suministran con una grasa obturadora sencilla y económica. Debido a la limpieza aumentada de la película lubricante en los rodamientos obturados, generalmente éstos tienen una duración de vida mayor que los rodamientos no obturados, aunque las obturaciones integradas limitan el espacio disponible para los rodillos y, por ello, se reducen las capacidades de carga. Los rodamientos de dos hileras de rodillos cónicos, obturados, se utilizan como rodamientos axiales en los rodillos de trabajo, figura 15.

15: Rodamiento de dos hileras de rodillos cónicos, obturado

Rodamientos de las manguetas Rodamientos oscilantes de rodillos · Rodamientos axiales de rodillos cónicos para husillos de presión

Rodamientos oscilantes de rodillos En los laminadores, los rodamientos oscilantes de rodillos se utilizan, principalmente, para aplicaciones en manguetas de baja velocidad de rotación y sin especiales exigencias para la precisión de guiado axial. Como el espacio de montaje está limitado en dirección radial, se utilizan con preferencia los rodamientos oscilantes de rodillos de la series 240 y 241. Estos rodamientos tienen una altura constructiva radial reducida, figura 16. Los rodamientos oscilantes de rodillos son autoalineables; pueden absorber cargas radiales y axiales. Como el juego axial es cuatro hasta seis veces el juego radial, la precisión de guiado axial es limitada. Los rodamientos oscilantes de rodillos pueden ser utilizados para velocidades de rotación bajas y medias. La velocidad de los rodillos de laminación no debe exceder los 12 m/s. A causa de las propiedades de autoalineación de los rodamientos, las ampuesas pueden ser aseguradas en el bastidor con mucha facilidad: las desalineaciones de las ventanas del bastidor y las flexiones de las manguetas son

compensadas por los rodamientos. Las propiedades de autoalineación son también ventajosas en laminadores con bastidores pre-tensados con tirantes que, lógicamente, no pueden alinearse libremente, por lo que se precisan rodamientos oscilantes de rodillos. En aplicaciones en las que se requiere un sencillo y rápido desmontaje de los rodamientos oscilantes de rodillos de las manguetas y en donde la velocidad de los rodillos de laminación es baja, los anillos interiores se montan con ajuste deslizante en las manguetas. Del mismo modo que los rodamientos de rodillos cónicos (ver figura 12), los rodamientos oscilantes de rodillos pueden suministrarse con ranuras en espiral en el agujero del anillo interior, para aportar lubricante a las superficies en contacto (figura 17). Si el anillo interior de los rodamientos oscilantes de rodillos tiene un ajuste forzado sobre las manguetas, el montaje y el desmontaje puede facilitarse si los rodamientos tienen el agujero cónico. El método hidráulico también simplifica el montaje. Los rodamientos oscilantes de rodillos son preferibles para las disposición de rodillos flotantes, ya que pueden

compensar las considerables flexiones que se presentan en dichos rodillos. A causa del relativamente gran juego axial, los rodillos perfilados deben disponer, adicionalmente, de un rodamiento axial.

Rodamientos axiales de rodillos cónicos para husillos de presión Los rodamientos axiales de rodillos cónicos, de simple efecto, se montan frecuentemente entre el husillo de presión y la ampuesa superior, figura 18. Debido a su reducida fricción, estos rodamientos reducen las fuerzas de apriete del husillo. Esto es particularmente ventajoso en grandes bastidores y en laminadores en los que el espesor del material laminado varía con frecuencia.

a

b

16: Rodamiento oscilante de rodillos

17: Rodamiento oscilante de rodillos con ranuras en espiral en el agujero del anillo interior

18: Rodamientos axiales de rodillos cónicos para husillos de presión a: Ejecución sin disco de presión b: Ejecución con disco de presión

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Cálculo de las cargas sobre los rodamientos Ampuesas autoalineables

La magnitud de las cargas sobre los rodamientos, hoy en dia generalmente se efectúa mediante programas de cálculo con ordenador. Especial influencia tienen el material a laminar, el tipo de rodillos de trabajo (para fleje, alambre o palanquilla) y el programa de cálculo específico. Por otra parte, las cargas de choque que se producen en la entrada de material entre los rodillos de trabajo, no se contemplan en el cálculo. La carga de los rodillos en la primera pasada puede ser más del doble que la carga constante. La magnitud de la carga punta de la primera pasada depende de la forma del material que pasa entre los rodillos y de la temperatura del mismo. Dicha carga punta de inicio es de corta duración. No obstante, no debería pasarse por alto que este tipo de tensiones pueden, ocasionalmente, afectar drásticamente la duración de vida de los rodamientos. La distribución de las cargas entre ambas posiciones de rodamientos depende del tipo de laminador, de las ampuesas y de la clase de material a laminar.

rodamientos de varias hileras, estén cargadas uniformemente, figura 19. El material a laminar pasa simétricamente entre ambas posiciones

de rodamientos y cada mangueta está cargada con 1 / 2 ~ P w . F r = 1/2 ~ P w

19: Ampuesas autoalineables

Fr

Ampuesas autoalineables Las ampuesas están apoyadas separadamente en el bastidor. Las cargas en los rodillos de laminación se transmiten al bastidor mediante la presión de los rodamientos (rodamientos axiales de rodillos cónicos) con superficie exterior abombada. Esto permite a las ampuesas adaptarse a la posición de las manguetas en caso de flexiones de los rodillos de laminación o de ajuste deficiente entre los mismos. Esto garantiza que todas las hileras de rodillos de los

10

Pw

20: Ampuesas autoalineables para laminadores de fleje

Cálculo de las cargas sobre los rodamientos Ampuesas autoalineables

Rodillos perfilados Es necesario distinguir entre rodillos laminadores con diferentes perfiles (p.ej. laminadores de palanquilla) y rodillos con los mismos perfiles (p.ej. laminadores de alambre). Con los rodillos con diferentes perfiles (figura 21), debe establecerse una secuencia indicando el porcentaje de tiempo y las cargas en cada perfil individual. Con ello se pueden determinar las cargas actuantes en ambas manguetas. El cálculo de la duración de vida a la fatiga se basa en las cargas medias que actúan en la mangueta más cargada.

Fr

Para los rodillos de laminar con idénticos perfiles (figura 22) las diferentes cargas en las manguetas pueden ser calculadas con el programa de laminación.

Laminador cuarto: carga máx. en la mangueta F r = 2,0 ~ P w .

Alternativamente, se pueden considerar los siguientes valores orientativos para las cargas máximas en las manguetas:

El cálculo de las cargas sobre los rodamientos para velocidades variables y diferentes cargas de laminación se describe en la página 22.

P w = carga en el rodillo laminador, relativa a un bastidor

Laminador simple: carga máx. en la mangueta F r = 0,67 ~ P w Laminador dúo: carga máx. en la mangueta F r = 1,1 ~ P w

Fr

Pw

21: Ampuesa autoalineble: rodillos de laminación con diferentes perfiles

Pw

22: Ampuesa autoalineable: rodillos con idénticos perfiles

11

Cálculo de las cargas sobre los rodamientos Ampuesas rígidas

Ampuesas rígidas Ambos rodamientos están montados en alojamientos que están rígidamente conectados uno con el otro. Las flexiones de los rodillos de laminar, las desviaciones de las manguetas o las desalineaciones causan un vuelco mutuo entre los dos anillos del rodamiento. Esto no tiene influencia alguna en el cálculo del rodamiento, ya que las manguetas están apoyadas en rodamientos oscilantes de rodillos. Al utilizar rodamientos de dos o más hileras de rodillos cilíndricos, debe esperarse una distribución

Fr

desigual de la carga entre las hileras de rodillos. Mediante el procedimiento computerizado, desarrollado por FAG, para calcular la flexión del rodillo de laminar, puede determinarse con exactitud la carga individual en cada hilera de rodillos. Después, debe comprobarse si la hilera de rodillos más cargada alcanza una duración de vida a la fatiga suficiente. Las ampuesas rígidas se seleccionan, preferiblemente, para los rodillos de laminar perfilados. La distribución de las cargas de laminación entre ambas manguetas

Fr Pw

23: Ampuesas rígidas

12

puede ser calculada como se indica en la página 11. Las ampuesas superior e inferior se precargan una contra otra de forma que no puedan adaptarse a ninguna desalineación. Esto puede causar, tanto una flexión del rodillo, como una desalineación entre ambas ampuesas relativa al eje del rodillo. La mayoría de estos bastidores están equipados con rodamientos oscilantes de rodillos (figuras 23 y 24). Si no se ha previsto un rodamiento axial separado, el rodamiento fijo es el que debe absorber las cargas axiales.

Pw

24: Bastidor precargado

Cálculo de las cargas sobre los rodamientos Bastidores en voladizo

Bastidores en voladizo Los laminadores de perfiles de pequeña sección o los laminadores de alambre disponen de rodillos con un diámetro tan pequeño como sea posible. En algunos casos se utilizan los rodillos de laminar en voladizo, figura 25. Al utilizar rodamientos de varias hileras, las cargas actuantes sobre las mismas deben ser calculadas a partir de la curva elástica de flexión del rodillo: de esta manera, puede ser valorada la duración de vida a la fatiga de la hilera de rodillos más cargada. Las cargas del rodillo de laminar se distribuyen entre ambos rodamientos como sigue:

FrA

Pw

FrB

25: Rodillos en voladizo

FrA = Pw ~

a+b b Pw

F rB = F rA } P w a

b FrA

FrB

26: Esquema de cargas de la figura 25.

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Cálculo de las cargas sobre los rodamientos Cálculo de la flexión de los rodillos de laminar y de las condiciones de carga en los rodamientos

Cálculo de las flexiones de los rodillos de laminar y de las condiciones de carga en los rodamientos El programa de cálculo B EARINX ® puede ser utilizado para calcular el comportamiento a la flexión de diferentes rodillos de laminar elásticos, apoyados elásticamente. Las reacciones en los apoyos, las tensiones internas en los rodamientos, las tensiones equivalentes en las manguetas y otros datos importantes pueden ser impresos y representados gráficamente.

Las siguientes influencias pueden ser analizadas: • Elasticidad de los rodillos de laminar planos o perfilados, macizos o huecos, de diferentes materiales, deformación debida a fuerzas transversales • Las cargas en las manguetas, procedentes de las fuerzas de laminado, los momentos de flexión y las fuerzas exteriores actúan sobre los rodamientos.

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• Se tienen en cuenta los apoyos de los ejes, en forma de rodamientos con elasticidad no lineal, la geometría de los rodamientos, el juego radial de los mismos, el perfil de los elementos rodantes y de las pistas de rodadura, así como las condiciones especiales de transmisión de las cargas. • Puede crearse y calcularse cualquier número de casos de carga (combinaciones carga/velocidad).

Ejemplo de cálculo de la flexión de los rodillos de laminar y de las condiciones de carga en los rodamientos

Los siguientes resultados de cálculo pueden ser impresos:

Los datos de entrada describen la forma exterior del rodillo. Las cargas en el rodillo pueden ser entradas como carga repartida o bien como cargas individuales divididas en componentes separados que, arbitrariamente distribuidos sobre la totalidad de la anchura del material a laminar, actúan sobre la tabla del rodillo. Las ampuesas se consideran sistemas que están expuestos a cargas y/o a momentos. Las propiedades autoalineables de las ampuesas deben ser tenidas en cuenta. Como rodamientos para los rodillos de laminar se emplean los rodamientos FAG de rodillos cilíndricos y los rodamientos de rodillos cónicos. Su característica elástica es no lineal.

La flexión y la inclinación del eje del rodillo en cualquier punto, las fuerzas transversales y los momentos de flexión, las tensiones, las fuerzas de reacción en los rodamientos, la elasticidad de los mismos, las condiciones de carga dentro de los rodamientos y la distribución de las tensiones en las áreas de contacto de los elementos rodantes. Basándose en las tensiones calculadas en el contacto de rodadura, B EARINX ® determina con gran precisión la duración de vida de los rodamientos.

Los sujetos del cálculo son los rodillos de trabajo y los rodillos de reenvío de un laminador cuarto en caliente. Carga: Carga en el rodillo

P w = 8 000 kN

Cálculo de las cargas sobre los rodamientos Cálculo de las flexiones de los rodillos de laminar

27a: Disposición de rodamientos en el rodillo de trabajo y en el rodillo de reenvío

27b: Flexión resultante en el rodillo de reenvío en dirección YZ

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Cálculo de las cargas sobre los rodamientos Cálculo de las condiciones de cargas y presiones (distribución de las presiones)

28a: Visualización de las presiones actuantes en el rodamiento de cuatro hileras de rodillos cilíndricos del rodillo de reenvío

28b: Distribución de cargas dentro del rodamiento de cuatro hileras de rodillos cilíndricos del rodillo de reenvío.

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Cálculo de las cargas sobre los rodamientos Cálculo de las condiciones de cargas y presiones (distribución de las presiones)

29a: Visualización de las presiones actuantes en el rodamiento de cuatro hileras de rodillos cónicos del rodillo de trabajo

29b: Distribución de cargas dentro del rodamiento de cuatro hileras de rodillos cónicos del rodillo de trabajo

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Dimensionado Rodamientos cargados estáticamente · Rodamientos cargados dinámicamente

El cálculo del dimensionado implica la comparación de la carga sobre el rodamiento con su capacidad de carga. Debe diferenciarse entre tensiones dinámicas y tensiones estáticas. La tensión estática implica que el rodamiento cargado es estacionario (sin movimiento relativo entre los anillos del mismo) o con rotación muy lenta. La mayoría de rodamientos están cargados de forma dinámica. Los anillos del rodamiento giran relativamente uno respecto al otro. El cálculo del dimensionado verifica la seguridad contra la fatiga prematura del material de las pistas de rodadura o de los elementos rodantes.

Rodamientos cargados estáticamente Con cargas estáticas, y como comprobación de que el rodamiento seleccionado tiene suficiente capacidad de carga, se calcula el factor estático fs . fs = en fs C0 P0

C0 P0

donde Factor estático Capacidad de carga estática [kN] Carga estática equivalente [kN]

El factor estático fs es un medida de la seguridad contra las excesivas deformaciones plásticas en las áreas de contacto de los elementos rodantes. Los rodamientos de los rodillos de laminación generalmente no están verificados frente a la seguridad estática. En este caso, sería conveniente: fs = 1,8...2 La capacidad de carga estática C 0 [kN] se indica en las tablas de medidas de los catálogos FAG para cada tipo de rodamiento. Esta carga

18

(radial para rodamientos radiales y axial y centrada para rodamientos axiales) origina una presión superficial en el centro del área de contacto más cargada entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura de p0 = 4.200 N/mm2 para rodamientos a bolas, excepto rodamientos oscilantes a bolas p0 = 4.000 N/mm2 para todos los tipos de rodamientos de rodillos Bajo la carga C0 (corresponde a fs = 1), en la zona de contacto más cargada se produce una deformación permanente total, entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura, de aprox. 1/10 000 del diámetro del elemento rodante. La carga estática equivalente P0 [kN] es un valor teórico y es una carga radial para rodamientos radiales y una carga axial y centrada para rodamientos axiales. P0 provoca la misma solicitación en el centro de la zona más cargada, entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura, que la carga combinada real.

Rodamientos cargados dinámicamente El método estándar de cálculo (DIN ISO 281) para los rodamientos cargados dinámicamente está basado en la fatiga de los materiales (formación de pitting) como causa de las averías. La fórmula de la duración de vida es: p

L10 = L =

冸 冹 C P

[106 revoluciones]

en donde L10 = L Duración de vida nominal [106 revoluciones] C Capacidad de carga dinámica [kN]

P

Carga dinámica equivalente [kN] p Exponente de duración de vida L 10 es la duración de vida nominal, en millones de revoluciones, que es alcanzada o sobrepasada por, al menos, el 90 % de una cantidad suficientemente grande de rodamientos iguales. La carga dinámica equivalente P [kN] es un valor teórico y es una carga, contante en módulo, dirección y sentido, radial para rodamientos radiales y axial y centrada para rodamientos axiales. P indica la misma duración de vida que el colectivo de cargas combinadas que actúa en la realidad. P = X ~ Fr + Y ~ Fa

[kN]

en donde P Carga dinámica equivalente [kN] Fr Carga radial [kN] Fa Carga axial [kN] X Factor radial Y Factor axial Los valores de X e Y, así como la información para el cálculo de la carga dinámica equivalente de los diferentes tipos de rodamientos, puede encontrarse en los catálogos FAG y en la publicación WL 41 140/7 “Rodamientos FAG para laminadores”. Mientras que las cargas radiales que actúan sobre las manguetas pueden ser determinadas con precisión, poco se sabe de las cargas axiales, que deben ser especificadas de forma estimada. En la práctica, se han encontrado satisfactorios y con suficiente seguridad, los siguientes valores:

Dimensionado Rodamientos cargados dinámicamente

para rodillos planos (en laminadores dúo y cuarto) Carga axial = 1...2 % del esfuerzo de laminado para rodillos perfilados Carga axial = 5...10 % del esfuerzo de laminado

Duración de vida nominal [10 6 revoluciones] n Velocidad de rotación (revoluciones por minuto) [min –1] Mediante la conversión de la fórmula se obtiene

Para rodamientos radiales que absorben únicamente cargas radiales, es P = F r.

Lh =

Para rodamientos axiales de rodillos cónicos que, por razones de diseño, sólo absorben cargas axiales, es P = F a. Para una carga puramente radial o para F a /F r < e es válido P = F r (para una hilera). Para F a /F r > e, es válido P = 0,4~ F r + Y ~ F a (para una hilera). e es un valor auxiliar de cálculo, ver catálogo FAG. El exponente de duración de vida es diferente para rodamientos a bolas que para rodamientos de rodillos. p = 3 para rodamientos a bolas p=

10 para rodamientos de 3 rodillos

L

en fL C P fn

p

冸 冹

331/3 ~ n

C P

o bien

冪 p

Lh = 500

冪 p

331/3 C ~ n P

en donde

fL =

冪 p

Lh 500

coeficiente dinámico,

f L = 1 para una duración de vida de 500 horas.

fn =

冪 p

331/3 n

La ecuación para la duración de vida puede verse de forma simplificada. fL =

L ~ 500 ~ 331/3 ~ 60 n ~ 60

Lh = 500

rodamientos a bolas, ver la tabla, figura 32 y, para rodamientos de rodillos, ver la tabla de la figura 34.

Factor de velocidad,

f n = 1 para una velocidad de 33 1 / 3 min –1 . Para los valores de f n para

C ~ fn P

donde Coeficiente dinámico Capacidad de carga dinámica [kN] Carga dinámica equivalente [kN] Factor de velocidad

Coeficiente dinámico f L El valor f L , que se asigna a un rodamiento correctamente dimensionado, es un valor empírico, obtenido en aplicaciones prácticas reales idénticas o similares de rodamientos. Los datos usuales para el cálculo y los valores de f L se indican en la tabla, figura 30. Para la conversión de f L en la duración de vida nominal L h , ver la figura 31 para rodamientos a bolas y la figura 33 para los rodamientos de rodillos.

30: Valores orientativos de f L y datos para el cálculo Cuando la velocidad de rotación del rodamiento es constante, la duración de vida puede ser expresada en horas Lh10 = Lh =

L ~ 106 [h] n ~ 60

en donde L h10 = L Duración de vida nominal [h]

Punto de aplicación Laminadores

Valores de fL

Datos para el cálculo

1...3

Reductores para laminadores Caminos de rodillos motorizados

3...4

Cargas medias de laminado; velocidad (valores de fL según el tipo de laminador y el programa) Momento nominal; velocidad nominal

2,5...3,5

Peso del material, choques; Velocidad de laminado

19

Dimensionado Coeficiente dinámico f L y factor de velocidad f n para rodamientos a bolas

31: Valores de f L para rodamientos a bolas Lh

fL

h

Lh

fL

h

Lh

fL

h

Lh

fL

h

Lh

fL

h

100 110 120 130 140

0,585 0,604 0,621 0,638 0,654

420 440 460 480 500

0,944 0,958 0,973 0,986 1

1 1 1 2 2

700 800 900 000 200

1,5 1,53 1,56 1,59 1,64

6 7 7 8 8

500 000 500 000 500

2,35 2,41 2,47 2,52 2,57

28 30 32 34 36

000 000 000 000 000

3,83 3,91 4 4,08 4,16

150 160 170 180 190

0,669 0,684 0,698 0,711 0,724

550 600 650 700 750

1,03 1,06 1,09 1,12 1,14

2 2 2 3 3

400 600 800 000 200

1,69 1,73 1,78 1,82 1,86

9 9 10 11 12

000 500 000 000 000

2,62 2,67 2,71 2,8 2,88

38 40 42 44 46

000 000 000 000 000

4,24 4,31 4,38 4,45 4,51

200 220 240 260 280

0,737 0,761 0,783 0,804 0,824

800 850 900 950 1 000

1,17 1,19 1,22 1,24 1,26

3 3 3 4 4

400 600 800 000 200

1,89 1,93 1,97 2 2,03

13 14 15 16 17

000 000 000 000 000

2,96 3,04 3,11 3,17 3,24

48 50 55 60 65

000 000 000 000 000

4,58 4,64 4,79 4,93 5,07

300 320 340 360 380

0,843 0,862 0,879 0,896 0,913

1 1 1 1 1

100 200 300 400 500

1,3 1,34 1,38 1,41 1,44

4 4 4 5 5

400 600 800 000 500

2,06 2,1 2,13 2,15 2,22

18 19 20 22 24

000 000 000 000 000

3,3 3,36 3,42 3,53 3,63

70 75 80 85 90

000 000 000 000 000

5,19 5,31 5,43 5,54 5,65

400

0,928

1 600

1,47

6 000

2,29

26 000

3,73

100 000

5,85

n

fn

fn

n

fn

32: Valores de f n para rodamientos a bolas n

fn

min –1

20

n

fn

min –1

min –1

n min –1

min –1

10 11 12 13 14

1,49 1,45 1,41 1,37 1,34

55 60 65 70 75

0,846 0,822 0,8 0,781 0,763

340 360 380 400 420

0,461 0,452 0,444 0,437 0,43

1 1 2 2 2

800 900 000 200 400

0,265 0,26 0,255 0,247 0,24

9 10 11 12 13

500 000 000 000 000

0,152 0,149 0,145 0,141 0,137

15 16 17 18 19

1,3 1,28 1,25 1,23 1,21

80 85 90 95 100

0,747 0,732 0,718 0,705 0,693

440 460 480 500 550

0,423 0,417 0,411 0,405 0,393

2 2 3 3 3

600 800 000 200 400

0,234 0,228 0,223 0,218 0,214

14 15 16 17 18

000 000 000 000 000

0,134 0,131 0,128 0,125 0,123

20 22 24 26 28

1,19 1,15 1,12 1,09 1,06

110 120 130 140 150

0,672 0,652 0,635 0,62 0,606

600 650 700 750 800

0,382 0,372 0,362 0,354 0,347

3 3 4 4 4

600 800 000 200 400

0,21 0,206 0,203 0,199 0,196

19 20 22 24 26

000 000 000 000 000

0,121 0,119 0,115 0,112 0,109

30 32 34 36 38

1,04 1,01 0,993 0,975 0,957

160 170 180 190 200

0,593 0,581 0,57 0,56 0,55

850 900 950 1 000 1 100

0,34 0,333 0,327 0,322 0,312

4 4 5 5 6

600 800 000 500 000

0,194 0,191 0,188 0,182 0,177

28 30 32 34 36

000 000 000 000 000

0,106 0,104 0,101 0,0993 0,0975

40 42 44 46 48

0,941 0,926 0,912 0,898 0,886

220 240 260 280 300

0,533 0,518 0,504 0,492 0,481

1 1 1 1 1

0,303 0,295 0,288 0,281 0,275

6 7 7 8 8

500 000 500 000 500

0,172 0,168 0,164 0,161 0,158

38 40 42 44 46

000 000 000 000 000

0,0957 0,0941 0,0926 0,0912 0,0898

50

0,874

320

0,471

1 700

0,27

9 000

0,155

50 000

0,0874

200 300 400 500 600

Dimensionado Coeficiente dinámico f L y factor de velocidad f n para rodamientos de rodillos

33: Valores de f L para rodamientos de rodillos Lh

fL

h

Lh

fL

h

Lh

fL

h

Lh

fL

h

Lh

fL

h

100 110 120 130 140

0,617 0,635 0,652 0,668 0,683

420 440 460 480 500

0,949 0,962 0,975 0,988 1

1 1 1 2 2

700 800 900 000 200

1,44 1,47 1,49 1,52 1,56

6 7 7 8 8

500 000 500 000 500

2,16 2,21 2,25 2,3 2,34

28 30 32 34 36

000 000 000 000 000

3,35 3,42 3,48 3,55 3,61

150 160 170 180 190

0,697 0,71 0,724 0,736 0,748

550 600 650 700 750

1,03 1,06 1,08 1,11 1,13

2 2 2 3 3

400 600 800 000 200

1,6 1,64 1,68 1,71 1,75

9 9 10 11 12

000 500 000 000 000

2,38 2,42 2,46 2,53 2,59

38 40 42 44 46

000 000 000 000 000

3,67 3,72 3,78 3,83 3,88

200 220 240 260 280

0,76 0,782 0,802 0,822 0,84

800 850 900 950 1 000

1,15 1,17 1,19 1,21 1,23

3 3 3 4 4

400 600 800 000 200

1,78 1,81 1,84 1,87 1,89

13 14 15 16 17

000 000 000 000 000

2,66 2,72 2,77 2,83 2,88

48 50 55 60 65

000 000 000 000 000

3,93 3,98 4,1 4,2 4,31

300 320 340 360 380

0,858 0,875 0,891 0,906 0,921

1 1 1 1 1

100 200 300 400 500

1,27 1,3 1,33 1,36 1,39

4 4 4 5 5

400 600 800 000 500

1,92 1,95 1,97 2 2,05

18 19 20 22 24

000 000 000 000 000

2,93 2,98 3,02 3,11 3,19

70 80 90 100 150

000 000 000 000 000

4,4 4,58 4,75 4,9 5,54

400

0,935

1 600

1,42

6 000

2,11

26 000

3,27

200 000

6,03

n

fn

34: Valores de f n para rodamientos de rodillos n

fn

min –1

n

fn

min –1

min –1

n

fn

min –1

n

fn

min –1

10 11 12 13 14

1,44 1,39 1,36 1,33 1,3

55 60 65 70 75

0,861 0,838 0,818 0,8 0,784

340 360 380 400 420

0,498 0,49 0,482 0,475 0,468

1 1 2 2 2

800 900 000 200 400

0,302 0,297 0,293 0,285 0,277

9500 10000 11000 12000 13000

0,183 0,181 0,176 0,171 0,167

15 16 17 18 19

1,27 1,25 1,22 1,2 1,18

80 85 90 95 100

0,769 0,755 0,742 0,73 0,719

440 460 480 500 550

0,461 0,455 0,449 0,444 0,431

2 2 3 3 3

600 800 000 200 400

0,270 0,265 0,259 0,254 0,25

14000 15000 16000 17000 18000

0,163 0,16 0,157 0,154 0,151

20 22 24 26 28

1,17 1,13 1,1 1,08 1,05

110 120 130 140 150

0,699 0,681 0,665 0,65 0,637

600 650 700 750 800

0,42 0,41 0,401 0,393 0,385

3 3 4 4 4

600 800 000 200 400

0,245 0,242 0,238 0,234 0,231

19000 20000 22000 24000 26000

0,149 0,147 0,143 0,139 0,136

30 32 34 36 38

1,03 1,01 0,994 0,977 0,961

160 170 180 190 200

0,625 0,613 0,603 0,593 0,584

850 900 950 1 000 1 100

0,378 0,372 0,366 0,36 0,35

4 4 5 5 6

600 800 000 500 000

0,228 0,225 0,222 0,216 0,211

28000 30000 32000 34000 36000

0,133 0,13 0,127 0,125 0,123

40 42 44 46 48

0,947 0,933 0,92 0,908 0,896

220 240 260 280 300

0,568 0,553 0,54 0,528 0,517

1 1 1 1 1

200 300 400 500 600

0,341 0,333 0,326 0,319 0,313

6 7 7 8 8

500 000 500 000 500

0,206 0,201 0,197 0,193 0,19

38000 40000 42000 44000 46000

0,121 0,119 0,117 0,116 0,114

50

0,885

320

0,507

1 700

0,307

9 000

0,186

50000

0,111

21

Dimensionado Cálculo ampliado de la duración de vida modificada

Velocidad de rotación y carga variables P2

Si, en rodamientos cargados dinámicamente, la velocidad de rotación y la carga varían con el tiempo, este efecto puede tenerse en cuenta al calcular la carga equivalente. Para estos casos, la carga dinámica equivalente P se obtiene de:

冪 3

P=

3

P1 ~

n1 q1 n q 3 ~ + P2 ~ 2 ~ 2 ...[kN] nm 100 nm 100

Carga P [ kN ]

P

P1

P4

nm

Velocidad n [ min-1 ]

冪 3

n3 n2

q1

q2

q3

q4 Porcentaje de tiempo q

100%

q1 q + n2 ~ 2 + ...[ min–1] 100 100

Para simplificar, en la fórmula se ha indicado el exponente 3 tanto para rodamientos a bolas como para rodamientos de rodillos. Si la carga es variable pero la velocidad es constante: P=

n4

n1

y la velocidad media de rotación n m, de: nm = n1 ~

P3

3

P1 ~

Pmax P Pmin P Carga [ kN ] Tiempo

q1 q 3 + P2 ~ 2 + ... [ kN ] 100 100

A velocidad de rotación constante, si la carga aumenta de forma lineal de un valor P mín hasta un valor P máx : P=

Pmin + 2Pmax 3

[ kN ]

El valor medio de la carga dinámica equivalente no debe ser empleado para el cálculo de la duración de vida modificada (ver página 23). Los períodos, durante los cuales actúa el mismo tipo de cargas sobre los rodamientos, deben ser resumidos y las sumas parciales deben ser introducidas en el cálculo de L hnm . La duración de vida modificada puede, entonces, ser calculada mediante la fórmula de la página 28.

22

Cálculo de la duración de vida modificada La duración de vida nominal L o L h puede desviarse más o menos de la duración de vida alcanzable de los rodamientos. La ecuación L = (C/P) p tiene en cuenta tan solo una de las condiciones de funcionamiento: la carga. Pero la duración de vida alcanzable depende también de un número de otras influencias como, p. ej. el espesor

de la película lubricante, la limpieza en dicha película, los aditivos y el tipo de rodamiento. Por ello, la norma DIN ISO 281:1993-01 ha introducido, adicionalmente a la duración de vida nominal, la duración de vida modificada, pero no se han indicado valores para el factor que considera las condiciones de funcionamiento.

Dimensionado Cálculo ampliado de la duración de vida modificada

Duración de vida modificada Según DIN ISO 281, la duración de vida modificada L na puede obtenerse de la siguiente fórmula: L na = a 1 ~ a 2 ~ a 3 ~ L [10 6 revoluciones] o bien expresada en horas L hna = a 1 ~ a 2 ~ a 3 ~ L h [h] en donde L na Duración de vida modificada [10 6 revoluciones] L hna Duración de vida modificada [h] a1 Factor para la probabilidad de supervivencia a2 Factor para el material a3 Factor para las condiciones de funcionamiento, en especial la lubricación L Duración de vida nominal [10 6 revoluciones] Lh Duración de vida nominal [h]

Factor a 1 para la probabilidad de supervivencia

Duración de vida nominal modificada y ampliada

Las averias producidas a causa de la fatiga están sometidas a leyes estáticas; por este motivo, debe ser tenido en cuenta el factor de supervivencia para el cálculo de la duración de vida a la fatiga. Normalmente se cuenta con el 90% del factor de supervivencia (corresponde a una probabilidad de avería del 10 %). La duración de vida L 10 es la duración de vida nominal. El factor a 1 se emplea cuando se desea obtener probabilidades de supervivencia entre el 90 % y el 99 %, ver tabla 35.

Diversas y sistemáticas investigaciones de laboratorio, así como la experiencia acumulada en múltiples experiencias prácticas, permiten hoy cuantificar el efecto de diferentes condiciones de funcionamiento sobre la duración de vida alcanzable de los rodamientos.

Factor a 2 para el material El factor a 2 tiene en cuenta las características del material y de su tratamiento térmico. La norma permite factores a 2 > 1 para rodamientos de acero con especialmente buena limpieza.

Factor a 3 para las condiciones de funcionamiento El factor a 3 considera las condiciones de funcionamiento, especialmente el estado de la lubricación a la velocidad de servicio y la temperatura de funcionamiento. DIN ISO 281:1993-01 aun no indica valores para este factor.

35: Factor a 1 Probabilidad de supervivencia % Factor a 1

90 1

95 0,62

96 0,53

97 0,44

98 0,33

99 0,21

Los factores de duración de vida modificada a 2 y a 3 , que tienen en cuenta las influencias de las características especiales de los materiales y del estado de la lubricación, fueron introducidos en DIN ISO 281 en 1977, per no fueron cuantificados. Por esta razón, muchos fabricantes de rodamientos han desarrollado su propio método para el cálculo de la duración de vida modificada. Estos métodos tienen en cuenta el hecho de que la influencia de las características del material y la lubricación son independientes. Hace algunos años, FAG publicó un método de cálculo del factor a 23 , para la determinación de la duración de vida alcanzable. Este método de cálculo muestra también que los rodamientos son resistentes bajo ciertas condiciones de funcionamiento. Para una estandarización y una mayor posibilidad de comparación con el cálculo de la duración de vida de otros fabricantes de rodamientos, FAG introdujo en DIN ISO 281, anexo 1, un proceso de cálculo con el cual la duración de vida modificada y ampliada L nm podía ser determinada.

23

Dimensionado Cálculo ampliado de la duración de vida modificada

Cáculo ampliado de la duración de vida modificada El método de cálculo descrito en DIN ISO 281, hoja 1:2003-4 para determinar la duración de vida modificada y ampliada, se deriva de los diferentes métodos desarrollados por muchos fabricantes de rodamientos. La duración de vida modificaday ampliada se deduce de Lnm = a1 ~ aDIN ~ L [106 revoluciones]

Coificiente de duración de vida a DIN

La carga límite de fatiga C u tiene en cuenta la fatiga límite en el material de las pistas de rodadura. El coeficiente de contaminación e C describe el incremento de las tensiones causadas por la contaminación en el rodamiento. P es la carga dinámica equivalente.

El procedimiento de cálculo estandarizado para la comprobación de a DIN tiene en consideración las siguientes influencias: • la carga del rodamiento • el estado de la lubricación (tipo y viscosidad del lubricante, aditivos, velocidad, tamaño del rodamiento) • el límite de fatiga del material • el tipo de rodamiento • las condiciones ambientales (contaminación del lubricante)

P = X ~ F r + Y ~ F a [kN] en donde F r Carga radial [kN] F a Carga axial [kN] X Factor radial Y Factor axial La relación de viscosidades κ es la medida de la formación de la película de lubricante, ver página 26.

y a DIN = f (e C ~ C u /P, κ) L hnm = a 1 ~ a DIN ~ L h [h] en donde a 1 Coeficiente para la probabilidad de supervivencia (ver tabla 35) a DIN Coeficiente para las condiciones de funcionamiento L Duración de vida nominal [10 6 revoluciones] L h Duración de vida nominal [h]

t ν4 0 ν n dm ν1 κ P eC Cu

Cuando las influencias varían durante el tiempo de servicio, los valores de L hnm deben ser determinados para cada período individual con condiciones de funcionamiento constantes. La duración de vida modificada y ampliada total debe calcularse, en base a estos valores, mediante la fórmula de la página 28.

Temperatura de servicio Viscosidad nominal Viscosidad de servicio Velocidad de servicio Diámetro medio Viscosidad de referencia Relación de viscosidades Carga dinámica equivalente Coeficiente de contaminación Carga límite de fatiga

t

P

Cu

eC

aDIN

36: Esquema para la determinación de aDIN

24

ν40

n dm

ν

ν1

κ = ν / ν1

Dimensionado Cálculo ampliado de la duración de vida modificada

Carga límite de fatiga C u

Coeficiente de contaminación e C

Según DIN ISO 281/A2 el coeficiente de duración de vida a xyz depende de la relación entre el límite de fatiga del material de las pistas de rodadura σ u y la tensión σ indicada. La tensión determinante para la fatiga en la pista de rodadura depende fundamentalmente de la distribución interior de la carga en el rodamiento y del desarrollo de la tensión en el contacto de máxima carga de la rodadura. Bajo condiciones ideales de contacto, se obtiene el límite de fatiga, para los aceros más usuales de los rodamientos, con una presión de Hertz de, aproximadamente, 2.200 N/mm 2 . La determinación de C u se ha establecido en DIN ISO 281 hoja 1, basada en una presión de contacto de 1.500 N/mm 2. Lo mismo que la capacidad de carga estática C 0 , según DIN ISO 76, la carga límite de fatiga C u ha sido definida como aquella carga bajo la cual se alcanza el límite de fatiga σ u del material del rodamiento, en el punto de contacto más cargado. De manera que la relación σ u/σ puede ser determinada, en buena aproximación, como funciónde C u / P. En la determinación de C u se ha de tener en cuenta: • el tipo constructivo, el tamaño y la geometría interior del rodamiento • el perfilado de los elementos rodantes y de las pistas de rodadura • la calidad de fabricación • el límite de fatiga del material

Cuando el lubricante se contamina con suciedad de partículas, el arrollado de las mismas puede producir indentaciones permanentes en las pistas de rodadura. En dichas huellas se crean elevadas sobretensiones locales que disminuyen la duración de vida de los rodamientos. Este efecto es tenido en cuenta mediante el coeficiente de contaminación e C .

Los valores de las cargas límite de fatiga se indican en la publicación FAG WL 41 140/7.

Para valores del coeficiente e C , ver la tabla 37. La reducción de la duración de vida causada por partículas sólidas en la

película lubricante depende de • el tipo, tamaño, dureza y cantidad de partículas • el espesor de la película lubricante (relación de viscosidades κ) • el tamaño del rodamiento Las valores indicados son válidos para la contaminación con partículas sólidas. Otros tipos de suciedad, como p. ej. agua u otros fluidos, no pueden ser considerados en este caso . Con una elevada contaminación (e C → 0) pueden producirse fallos por desgaste ; la duración de vida del rodamiento estaría considerablemente por debajo de la duración calculada.

37: Coeficiente de contaminación e C Grado de contaminación

Coeficiente e C D pw < 100 mm

D pw ≥ 100 mm

Máxima limpieza Tamaño de partículas del orden del espesor de la película lubricante

1

1

Limpieza elevada Aceite filtrado mediante filtros muy finos Rodamientos obturados y engrasados

0,8 hasta 0,6

0,9 hasta 0,8

Limpieza normal 0,6 hasta 0,5 Aceite filtrado mediante filtros muy finos Rodam. con tapas de protectoras y engrasados

0,8 hasta 0,6

Ligera suciedad Ligera suciedad en el aceite lubricante

0,5 hasta 0,3

0,6 hasta 0,4

Suciedad típica Rodamiento contaminado, con abrasión de otros elementos

0,3 hasta 0,1

0,4 hasta 0,2

Fuerte suciedad Entorno de los rodamientos muy sucio Rodamientos insuficientemente obturados

0,1 hasta 0

0,1 hasta 0

Suciedad muy fuerte

0

0

D pw = Diámetro primitivo; en lugar de D pw puede utilizarse el diámetro medio del rodamiento d m = (D + d)/2.

25

Dimensionado Cálculo ampliado de la duración de vida modificada

Relación de viscosidades κ La relación de la viscosidades κ sirve como medida de la calidad de la película lubricante. κ es la relación entre la viscosidad cinemática ν del lubricante, a la temperatura de funcionamiento, y la viscosidad de referencia ν 1 . κ = ν/ν 1 La viscosidad de referencia ν 1 se obtiene del diagrama 38 en función del diámetro medio del rodamiento d m = (D + d)/2 y de la velocidad de funcionamiento n. La viscosidad de funcionamiento ν de un aceite lubricante, se obtiene del diagrama 39, V-T, en función de la temperatura de funcionamiento t y de la viscosidad (nominal) del aceite, a +40° C. En el caso de las grasas lubricantes, para ν se aplica la viscosidad de funcionamiento del aceite base. Recomendaciones para la viscosi-

dad del aceite y para la selección de aceites, ver página 31. En los rodamientos sometidos a grandes cargas, con grandes áreas deslizantes, la temperatura en el área de contacto de los elementos rodantes es 20 K más alta que la temperatura medible en el anillo estacionario (sin influencia de ningún calentamiento exterior).

Consideración de los aditivos-EP

Diagrama de valores para el coeficiente de duración de vida a DIN

Con una relación de viscosidades κ < 1 y un coeficiente de contaminación e C ≥ 0,2, se puede contar con el valor de κ = 1, utilizando lubricantes EP probados por su eficacia. La eficacia de los aditivos debe ser acreditada, bajo las condiciones de una suciedad elevada (coeficiente de contaminación e C < 0,2). La acreditación de dicha eficacia puede ser realizada en una aplicación real o en el banco

El coeficiente de duración de vida a DIN puede obtenerse de los diagramas 40 a hasta 40 d, en la página 27, para rodamientos radiales a bolas (arriba, izquierda), radiales de rodillos (arriba, derecha), axiales a bolas (abajo, izquierda) y axiales de rodillos (abajo, derecha). Para κ > 4 hay que considerar el valor κ = 4. Para κ < 0,1, este procedimientode cálculo no debe aplicarse.

120 110 100 90

1 000 2 5

500 10

]

-1

Temperatura de servicio t [°C]

n 10

30

20

10 200

Diámetro medio del rodamiento d m =

38: Viscosidad de referencia ν1

22

5

40

10

10

10 00 20 5 0 00 10 00 000 20 000 50 0 100 00 000 20 50 100

50

32

20

60

46

500

46 0

70

in [m

50

200

50

3

26

20

100

15 10 00

68 00 0

80

0 32 0 22 150 0 10 68

100

Viscosidad [mm2/s] a 40 °C

15

2 Viscosidad de referencia ν 1 mm s

200

comprobador de rodamientos FE 8, según DIN 51819-1. Cuando se cuenta con el valor κ = 1, en los aditivos-EP hay que limitar el coeficiente de duración de vida a DIN ≤ 3. Se puede contar con este valor, siempre que κ real del valor calculado a DIN (κ) sea mayor que 3.

500 1 000 D+d mm

4

6 8 10 20 30 40 60 100 Viscosidad de servicio ν [mm2/s]

2

39: Diagrama V-T para aceites minerales

200 300

Dimensionado Cálculo ampliado de la duración de vida modificada

κ =4

50

2 1

0,8

0,6

κ =4

0,5 50

aDIN

2

1

0,8

aDIN

20

0,4

10

20

0,6

10 0,3

5

5

2

0,5

2 0,2

1

0,4

1

0,5

0,15

0,3

0,5

0,2 0,2

0,2 0,1

0,1

0,005

0,01

0,02

0,05

0,1

0,2

0,5

1

2

0,1

0,1

5

0,005

0,01

0,02

0,05

0,1

0,2

0,5

1

2

5

eC · Cu

eC · Cu

P

P b: aDIN para rodamientos radiales de rodillos

a: aDIN para rodamientos radiales a bolas

κ =4

50

0,15

2

1

0,8

0,6

κ =4

50

aDIN

aDIN

20

20

2 1

0,5 10

10

5

5

0,8

0,6

0,4 2

2 0,3

0,5

1 0,2

0,5

0,5

0,4 0,3

0,2

0,2

0,15 0,2

0,15 0,1

0,1

0,005

0,01

0,02

0,05

0,1

c: aDIN para rodamientos axiales a bolas 40: Coeficiente de duración de vida aDIN

0,2

0,5

1

2

5

0,1

0,005

0,1

0,01

0,02

0,05

0,1

0,2

0,5

1

2

5

eC · Cu

eC · Cu

P

P d: aDIN para rodamientos axiales de rodillos

27

Dimensionado Cálculo ampliado de la duración de vida modificada

Cálculo ampliado de la duración de vida modificada para condiciones de funcionamiento variables Para aplicaciones en las que la carga y otros parámetros de influencia en la duración de vida son variables, la duración de vida modificada y ampliada (L hnm1 , L hnm2 ,...) puede ser calculada separadamente para cada período individual de funcionamiento q [%] con condiciones de servicio constantes. Para el tiempo total de funcionamiento, el cálculo ampliado de la duración de vida modificada se efectúa mediante la fórmula Lhnm =

100 q1 L hnm1

28

q2 q3 + + + ... L hnm2 L hnm3

Límites para el cálculo de la duración de vida Igual que el primer método de cálculo de duración de vida, el cálculo ampliado de la duración de vida modificada tiene en cuenta únicamente la fatiga del material como causa de las averías. La duración de vida modificada y ampliada obtenida puede corresponder a la duración de vida real sólo si la duración de vida del lubricante, la duración de vida de otros componentes (p.ej. las obturaciones) o la duración de vida limitada por el desgaste son, por lo menos, tan prolongadascomo la duración de vida a la fatiga del rodamiento.

Cálculo de rodamientos con PC El programa de cálculo B EARINX ® combina unas nuevas y amplias opciones de cálculo con una cómoda y sencilla interfaz de WINDOWS. Esto es particularmente provechoso debido al rápido análisis paramétrico y a la importación automática de datos entre los módulos individuales de cálculo, así como a una extensa base de datos de rodamientos. El cálculo con B EARINX ® emplea la más alta precisión en las opciones de cálculo disponibles hoy que se describen, p. ej. en DIN ISO 281, hoja 4. El programa tiene en cuenta la influencia de las desalineaciones, el juego de funcionamiento y las cargas en los rodamientos.

Lubricación Lubricación con grasa

En los rodamientos de las manguetas, el lubricante (lo mismo que en otros rodamientos) debe formar una película con suficiente capacidad de carga, que prevenga el contacto metal-metal, entre los componentes del rodamiento, que podría dañar sus superficies. El espesor y la capacidad de carga de la película lubricante depende de la viscosidad del aceite, del tamaño y la velocidad de rotación del rodamiento y de las propiedades del lubricante. Además, el lubricante debe proteger los componentes del rodamiento contra la corrosión. También, debe lubricar los labios de las obturaciones (retenes obturadores) y rellenar los intersticios de las obturaciones de laberinto. Ya que la función del lubricante es diferente para las obturaciones que para los rodamientos, es recomen-

dable lubricar los rodamientos y las obturaciones por separado y seleccionar el lubricante adecuado para cada función. Sin embargo, en muchos casos esta solución no puede ser llevada a la práctica a causa del riesgo de equivocar una grasa con otra (peligro de mezclas), gestión de stocks más complicada, etc.

Lubricación con grasa Cuando las condiciones de funcionamiento lo permiten, la grasa es el lubricante adecuado para los rodamientos de las manguetas, debido a su sencillez como obturador y a su facilidad para el reengrase. Las empresas de aceites minerales fabrican un gran número de grasas especiales para rodamientos.

Estas grasas difieren considerablemente en su composición y en sus propiedades, dificultando la selección de la grasa adecuada para cada aplicación. FAG ofrece una variedad de grasas especialmente apropiadas para rodamientos, bajo la marca “Grasas FAG Arcanol para rodamientos”. La tabla 41 muestra una selección de grasas para rodamientos y sus propiedades. Para aplicaciones específicas, recomendamos consultar los datos exactos de la grasa con el fabricante de la misma. Es conocida la idoneidad de las grasas FAG Arcanol para diferentes tipos de rodamientos. No obstante, el proveedor debe comprobar la idoneidad de grasas desconocidas. En caso necesario, FAG puede desarrollar pruebas de funcionamiento para nuestros clientes.

41: Selección de grasas para rodamientos y sus propiedades Tipo de grasa Espesante

Jabón de litio

ConsisNotas especiales tencia y ejemplos de aplicación (clase NLGI)

3

grasa para rodamientos universales, largo reengrase, p.ej. en motores eléctricos buena grasa obturadora

FAG

Rango de temperaturas

Idoneidad para la velocidad

Idoneidad ComportaPropiedades para miento frente antilas cargas al agua corrosivas

°C

Viscosidad del aceite base a 40° C mm2/s

}30...+140

80

media

media

estable muy buena hasta +90° C

ISO-VG 220

alta

alta

estable muy buena hasta +90° C

Arcanol MULTI3 (L71V)

Jabón de 2 litio/calcio con aditivos EP

condicones de servicio LOAD220 }20...+140 difíciles, p.ej. en rodillos (L215V) de apoyo y rodillos de trabajo, espec. en rodam. de rodillos cónicos obturados

Jabón de litio 2 con aditivos EP

condicones de servicio difíciles, especialm. altas velocidades, rodam. de rodillos cónicos obturados

MULTITOP }40...+150 (L135V)

85

muy alta

alta

estable muy buena hasta +90° C

Jabón de 2 litio/calcio con aditivos EP

condiciones de servicio muy difíciles, p.ej.para altas cargas de impactos

LOAD400 }20...+140 (L186V)

400

media

muy alta

estable muy buena hasta +90° C

Jabón de 2 litio/calcio con aditivos EP

extremadamente difíciles LOAD1000 }20...+140 condiciones de servicio, (L223V) cargas muy altas de impactos, p.ej. plataformas elevadoras

ISO-VG 1000

baja

muy alta

estable muy buena hasta +90° C

29

Lubricación Lubricación con grasa

Las tensiones debidas a la velocidad pueden ser estimadas mediante el valor característico de velocidad k a ~ n~ d m , en donde k a Factor de tipo de rodamiento (ver diagrama 42) n Velocidad de funcionamiento en min –1 d m Diámetro medio del rodamiento; d m = (D+d)/2 d Agujero del rodamiento [mm] D Diámetro exterior del rodamiento [mm] Una medida de la carga específica es la relación P/C, en donde P Carga dinámica equivalente [kN] (ver catálogos) C Capacidad de carga dinámica [kN] (ver catálogos) La tabla, figura 42, puede ser utilizada para determinar qué tipo de grasa es adecuada para cada condición de funcionamiento específica.

En aplicaciones que implican elevadas velocidades, junto con altas cargas, la temperatura puede verse incrementada, lo que requeriría una grasa particularmente resistente a la temperatura o bien medidas especiales de refrigeración. Deben tenerse en cuenta los límites superiores de la grasa lubricante para la carga y la velocidad; esta información puede obtenerse de los fabricantes del aceite mineral de base o consultando a FAG. Otras condiciones de funcionamiento Para la selección de la grasa lubricante debe tenerse en cuenta también la posición del eje del rodillo. Con rodillos verticales o inclinados existe el peligro de que, a causa de la gravedad, la grasa escape de los rodamientos y de las ampuesas. Por este motivo, se recomienda disponer de placas deflectoras por debajo de los rodamientos y elegir una grasa particularmente adhesiva

Campo HL Cargas elevadas. Grasas para rodamientos KP según DIN 81825 u otras grasas adecuadas Campo HN Elevadas velocidades. Grasas para rodamientos a alta velocidad. Para tipos de rodamientos con k a > 1 Grasas KP según DIN 51825 u otras grasas adecuadas Valores de k a ka = 1

ka = 2 ka = 3

Rodamientos rígidos a bolas, rodamientos a bolas de contacto angular, rodamientos de cuatro puntos de contacto, cargados radialmente, rodamientos de rodillos cilíndricos Rodamientos oscilantes de rodillos, rodamientos de rodillos cónicos Rodamientos de rodillos cilíndricos que soportan cargas axiales, rodamientos axiales de rodillos cónicos

P/C para rodamientos cargados radialmente

Campo N Condiciones de funcionamiento normales. Grasas para rodamientos K según DIN 51825

0,9

0,6

0,6

0,4

0,2

0,3 HL 0,15

0,1

0,09

0,06 N 0,04

0,06 HN

0,02

0,03 0,02 50 000

100 000

42: Selección de grasas según la relación de cargas P/C y el valor característico de velocidad ka ~ n ~ dm

30

y resistente para este tipo de aplicación (clase de consistencia 3 o, mejor aun, clase 2) Otro criterio para la selección de la grasa es el reengrase. Si se necesitan grandes cantidades de grasa para los rodamientos y para las obturaciones, o si existen largos conductos de lubricación (p.ej. en sistemas de lubricación centralizada), deben seleccionarse grasas con un buen comportamiento de fluencia y que puedan ser bombeadas sin dificultades como, p.ej. las grasas de la clase de consistencia 1 o 2. En entornos húmedos y con largos períodos de parada, los rodamientos de las manguetas están expuestos a corrosión, debida al agua de condensación. Por ello, para estas aplicaciones las grasas empleadas deben tener especiales propiedades anticorrosivas. La tabla de la figura 43 muestra una vista general de los criterios antes mencionados.

200 000

400 000

0,013 1 000 000

P/C para rodamientos cargados axialmente

Selección de la grasa en función de la velocidad y de la carga

Lubricación Lubricación con grasa · Lubricación con aceite

43: Criterios para la elección de una grasa lubricante Criterios para la elección de una grasa lubricante

Características de la grasa lubricante

Esfuerzo del rodamiento

Valor característico de velocidad Relación de cargas

Selección de la grasa según el diagrama 42 y la tabla 41

Condiciones de funcionamiento

Posición del eje del rodamiento

Grasa de la clase de consistencia 3, grasas más blandas requieren reengrases más frecuentes

Reengrase frecuente

Buena capacidad de bombeo, clase de consistencia 1 o 2 para sistemas de lubricación centralizada

Lubricación de por vida

Grasa resistente al batanado, cuya duración de servicio y propiedades lubricantes son conocidas

Temperaturas extremas

Grasa cuya duración de servicio se corresponde con la temperatura de funcionamiento; con reengrase continuo, pueden seleccionarse grasas que resistan las temperaturas de funcionamiento, al menos un corto período de tiempo, pero que no deban solidificarse

Contaminación por cuerpos extraños

Grasa rígida, clase de consistencia 3

Corrosión a causa de agua de condensación

Grasas emulsionadas (p.ej. grasas de litio o litio/calcio)

Corrosión por salpicaduras de agua

Grasas repelente al agua (p.ej. grasas de complejo de calcio o litio/calcio)

Condiciones ambientales

Lubricación con aceite Requisitos para la viscosidad En función de la velocidad de los rodamientos y de su tamaño, el aceite lubricante debe tener una cierta viscosidad, a la temperatura de funcionamiento, con objeto de formar una película lubricante con suficiente capacidad de carga y lograr alcanzar su duración de servicio. La viscosidad de referencia ν 1 se determina con la ayuda de la figura 38. Para una duración de servicio normal, los rodamientos con pequeñas porciones de movimientos deslizantes, la viscosidad de funcionamiento ν debe ser, al menos, igual a la viscosidad de referencia ν 1 . Los tipos de rodamientos con una cinemática desfavorable (rodamientos de rodillos cargados axialmente, grandes rodamientos con baja

velocidad y elevadas cargas) requieren siempre aditivos eficaces. Si la película lubricante formada en el rodamiento no es la adecuada, estos aditivos crean una película separadora límite en las áreas de contacto entre elementos rodantes/pistas de rodadura, elementos rodantes/jaula y elementos rodantes/bordes de guiado de los anillos. Otras características necesarias La mayoría de aceites lubricantes para rodamientos son aceites minerales que contienen aditivos que mejoran sus propiedades. Estos aditivos aportan, por ejemplo, una mejor estabilidad frente a la oxidación, mejoran las propiedades anticorrosivas de los aceites y reducen la formación de espuma.

Los aditivos EP (extrema presión) son importantes cuando P/C > 0,15 y la viscosidad de funcionamiento ν es menor que la viscosidad de referencia ν1. Para aplicaciones en las que los rodamientos están sometidos a grandes tensiones térmicas, existen aceites lubricantes resistentes a las altas temperaturas y al envejecimiento. En algunos aceites, que tienen un favorable comportamiento V-T, su viscosidad varía menos con la temperatura que la viscosidad de aceites normales. Para las extremadamente altas temperaturas se prefieren los aceites minerales, ya que éstos son más resistentes al envejecimiento. La idoneidad de los aceites para aplicaciones específicas debe ser verificada por comparación con experiencias prácticas o determinada en ensayos.

31

Lubricación Lubricación con aceite · Diseño del sistema de lubricación

Métodos de lubricación con aceite La lubricación por circulación de aceite es el método de lubricación que permite, para el rango de velocidades normales de las manguetas, no solo una lubricación segura, sino también la refrigeración de los rodamientos y la evacuación de las partículas contaminantes y del agua de los rodamientos. En las rodaduras de las manguetas se ha previsto la refrigeración del lubricante en aplicaciones • con pérdidas de energía en el propio rodamiento, es decir con elevadas cargas y altas velocidades, • con calentamiento de las manguetas a través de fuentes externas de calor • o bien con una insuficiente disipación de calor. La lubricación por inyección de aceite, en la que el lubricante es inyectado a presión directamente en el rodamiento a través de inyectores laterales, es adecuada cuando el sistema de circulación de aceite no es suficiente para refrigerar los rodamientos. La lubricación por inyección de aceite permite extremadamente altas velocidades. Tanto este sistema de lubricación como la circulación de aceite requieren algunas inversiones en conexiones de entrada y de salida, bombas, filtros, cárter de lubricante y enfriadores de aceite. En la lubricación por baño de aceite, el reducido espacio lateral de las ampuesas permite acumular sólo pequeñas cantidades de aceite. A causa de esto, el aceite es solicitado fuertemente y envejece con rapidez. Por ello, o el aceite debe ser cambiado con frecuencia, o bien puede emplearse un aceite sintético estable al envejecimiento.

32

En la lubricación por niebla de aceite, una corriente de aire comprimido transporta el aceite pulverizado hasta la boquilla, junto al rodamiento. Allí, las partículas de aceite, en forma de gotas, son introducidas en el rodamiento. Ello asegura que durante el arranque del rodamiento y/o en caso de breves disfunciones del sistema de lubricación, todas las áreas funcionales serán suministradas adecuadamente de aceite. Con rodillos horizontales, la posición de los agujeros de drenaje de aceite en la ampuesa se selecciona de tal manera que el elemento rodante más bajo quede sumergido hasta la mitad en el baño de aceite. La constante sobrepresión creada por la corriente de aire en la ampuesa y las fugas de aire a través de las obturaciones incrementa el efecto obturador. Las fugas de aire normalmente contienen partículas de aceite pulverizado, que pueden ser perjudiciales para el medio ambiente. Con la lubricación aire-aceite, el lubricante es introducido intermitentemente por una unidad de dosificación en el conducto de lubricación y transportado al interior del rodamiento mediante una corriente de aire. El aceite no está pulverizado. Por ello, pueden utilizarse aceites para engranajes, con elevada viscosidad y con aditivos EP. Lo mismo que la lubricación por niebla de aceite, la corriente de aire mejora la eficacia de las obturaciones. El volumen de aire puede seleccionarse entre amplios límites. Para la lubricación aire-aceite también es necesario disponer un cárter de aceite.

Diseño del sistema de lubricación Cantidad de grasa Los rodamientos y los soportes deben ser engrasados de la siguiente forma: • Los rodamientos deben rellenarse de grasa en su totalidad, para asegurar que todas las áreas funcionales tienen grasa. • En los soportes, el espacio junto a los rodamientos debe rellenarse de grasa, de forma que la grasa que escape del rodamiento puede acomodarse fácilmente en ese espacio. De esta manera, una cantidad no excesiva de grasa circula a través del rodamiento. • Para rodamientos con baja velocidad (n ~ d m < 50 000 min –1 ~ mm), los alojamientos deben llenarse completamente de grasa. El rozamiento del lubricante es, en este caso, insignificante. Peeríodos de reengrase para lubricación con grasa El período exacto de relubricación o de renovación de la grasa dependen de las tensiones soportadas por el lubricante a causa del rozamiento en el rodamiento o de la velocidad de funcionamiento. No obstante y, especialmente en las aplicaciones enlas manguetas, debe prestarse mucha atención a las condiciones ambientales y a la eficacia de las obturaciones. Si las obturaciones no son las adecuadas, la humedad, las salpicaduras de agua y otras partículas de suciedad podrían exigir una drástica reducción de los períodos de reengrase.

Lubricación Diseño del sistema de lubricación

Conducciones de lubricante Para una lubricación efectiva, es de gran importancia la conducción de la grasa o del aceite. El lubricante debe alcanzar con seguridad las zonas de contacto y de rodadura del rodamiento. En la lubricación con grasa, la excesiva cantidad de la misma debe poder escapar con facilidad. Las obturaciones también deben ser lubricadas con efectividad. Lubricación con grasa Los rodamientos de cuatro hileras de rodillos, que soportan los cilin-

dros horizontales, deben suministrarse de lubricante en dos puntos, figura 44. Los rodamientos a bolas que soportan las cargas axiales (figura 44 a, derecha) pueden ser integrados en el sistema general de lubricación, aunque también pueden ser lubricados separadamente. Los rodamientos axiales de rodillos cónicos (figura 44 a, izquierda) deben lubricarse por separado y sus requisitos de lubricación son más exigentes. Los rodamientos a bolas de contacto angular de dos hileras también deben ser lubricados separadamente. Si las ampuesas no deben ser desmontadas para el rectificado de los

rodillos de laminación (ajuste librede los anillos interiores), los rodamientos pueden reengrasarse a través de las manguetas. Los rodamientos de rodillos cónicos de varias hileras, obturados, están embalados en origen y lubricados con la grasa más adecuada para cada aplicación específica. Con la correcta cantidad y distribución de grasa en el rodamiento, se puede alcanzar una muy larga duración de servicio. Recomendamos disponer de agujeros de drenaje en ambos lados del rodamiento, para que las obturaciones del mismo estén expuestas a la humedad lo menos posible.

a) Manguetas con disposición de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos, con rodamientos axiales

b) Manguetas con disposición de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos 44: Diseño del sistema de lubricación para rodamientos de cuatro hileras de rodillos (lubricación con grasa)

33

Lubricación Diseño del sistema de lubricación

Lubricación por niebla de aceite, lubricación aire-aceite

Lubricación por niebla de aceite o aire-aceite

Lubricación por niebla de aceite o aire-aceite Ventilación

Ventilación

Lubricación por niebla de aceite o aire-aceite

Nivel de aceite

45: Sistema de lubricación por niebla de aceite o aire-aceite para ampuesas con rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos y rodamientos axiales

Lubricación por niebla de aceite o aire-aceite Ventilación

Ventilación

Nivel de aceite

Lubricación por niebla de aceite o aire-aceite

Nivel de aceite

46: Sistema de lubricación por niebla de aceite o aire-aceite para ampuesas con un rodamiento de cuatro hileras de rodillos cónicos

34

Lubricación Diseño del sistema de lubricación

Lubricación por circulación de aceite o por inyección de aceite

47: Entrada y salida del aceite para la lubricación por circulación del mismo

48: Entrada y salida del aceite para la lubricación por inyección del mismo

35

Tolerancias de los rodamientos para laminadores

Tolerancias de los rodamientos para laminadores Tolerancias de los rodamientos axiales y radiales en medidas métricas (tolerancias normales) Medida nominal mm

Tolerancias μm Anillo interior V dmp

Anillo exterior V Dmp Rodamientos radiales

Anillos interior y exterior V Bs = V Cs Rodamientos axiales

más de más de más de

50 hasta 80 hasta 120 hasta

80 120 150

0 0 0

–15 –20 –25

0 0 0

–13 –15 –18

0 0 0

–19 –22 –25

0 0 0

–150 –200 –250

más de más de más de

150 hasta 180 hasta 250 hasta

180 250 315

0 0 0

–25 –30 –35

0 0 0

–25 –30 –35

0 0 0

–25 –30 –35

0 0 0

–250 –300 –350

más de más de más de

315 hasta 400 hasta 500 hasta

400 500 630

0 0 0

–40 –45 –50

0 0 0

–40 –45 –50

0 0 0

–40 –45 –50

0 0 0

–400 –450 –500

más de 630 hasta 800 más de 800 hasta 1 000 más de 1 000 hasta 1 250

0 0 0

–75 –100 –125

0 0 0

–75 –100 –125

0 0 0

–75 –100 –125

0 0 0

–750 –1 000 –1 250

más de 1 250 hasta 1 600 más de 1 600 hasta 2 000

0 0

–160 –200

0 0

–160 –200

0 0

–160 –200

0 0

–1 600 –2 000

Tolerancias de los rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos con medidas en pulgadas (tolerancias normales) Medida nominal mm

más más más más más

36

de de de de de 1

76,2 304,8 609,6 914,4 219,2

hasta hasta hasta hasta 1

304,8 609,6 914,4 219,2

Tolerancias μm Anillo interior V dmp

Anillo exterior V Dmp

Anillos interior y exterior V Bs = V Cs

0 0 0 0 0

0 0 0 0 0

±1 ±1 ±1 ±1 ±1

+25 +51 +76 +102 +127

+25 +51 +76 +102 +127

524 524 524 524 524

Tolerancias de los rodamientos para laminadores · Partes adyacentes Ajustes

Símbolos de tolerancia DIN ISO 1132, DIN 620

Diámetro exterior

Ancho

D

B s , C s Anchura medida en un punto de los anillos interior y exterior V Bs = B s - B, V Cs = C s - C Desviación de la anchura simple de los anillos interior y exterior respecto a la medida nominal

Ds

Medida nominal del diámetro exterior Diámetro exterior simple

Dmp =

Dpsmax + Dpsmin 2

Diámetro del agujero Diámetro del agujero d Medida nominal diámetro del agujero ds Diámetro simple del agujero dmp =

dpsmax + dpsmin 2

Diámetro medio del agujero en un plano radial dpsmáx Diámetro máximo del agujero en un plano radial dpsmin Diámetro mínimo del agujero en un plano radial Vdmp = d mp - d Desviación del diámetro medio del agujero respecto a la medida nominal

Ajustes Rodamientos radiales Los anillos interiores de los rodamientos radiales están sometidos a carga circunferencial durante el funcionamiento. Por ello, dichos anillos interiores deben montarse sobre las manguetas, si es posible, con ajuste forzado. Por razones de montaje, esto no es posible con los rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos con agujero cilíndrico, que deben montarse con ajuste deslizante. También los anillos interiores de los rodamientos oscilantes de rodillos y de rodillos cilíndricos deben montarse con ajuste deslizante, si la velocidad de los rodillos de

Diámetro exterior medio en un plano radial Dpsmáx Diámetro exterior máximo en un plano radial dpsmin Diámetro exterior mínimo en un plano radial VDmp= D mp - D Desviación del diámetro exterior medio respecto a la medida nominal

laminación es reducida y se desea una sencilla extracción de los rodamientos de las manguetas. Los anillos exteriores de los rodamientos radiales están sometidos a una carga puntual. En estos casos no es es necesario un ajuste forzado y los anillos pueden montarse en las ampuesas con ajuste deslizante. Los anillos exteriores quedan fijados en dirección axial mediante las tapas de las ampuesas.

Rodamientos axiales Los rodamientos, dispuestos para el guiado axial tanto de los rodillos de laminación como de las ampuesas, están sujetos a cargas axiales

de forma que los anillos interiores pueden ser montados con ajuste deslizante sobre las manguetas. En algunas aplicaciones, los rodamientos axiales se ajustan en un casquillo para facilitar el montaje. En estos casos, es suficiente un ajuste ligero. Los discos-alojamiento de los rodamientos axiales de rodillos cónicos están ligeramente ajustados en las ampuesas. Los anillos exteriores de todos los demás rodamientos que deban aportar una fijación axial, deben estar montados libremente en dirección radial. Por ello, al agujero del alojamiento debe ser mayor que el diámetro exterior del anillo exterior de estos rodamientos.

37

Partes adyacentes Ajustes

49: Campos de tolerancia para los ejes y los casquillos (para tolerancias de los rodamientos, ver página 36)

d

d

d

d

d

d

d

d1

d

d

1)

38

d1

d

d

d

d1

d

d

d

d1

Tolerancia 1) mm

d < 200 d = 200...400 d > 400...630 > 630...800 > 800...1 250 > 1 250...1 400 > 1 400...1 600 d

n6 p6/r6 +0,200...+0,260 +0,250...+0,330 +0,320...+0,420 +0,400...+0,550 +0,520...+0,650 e7

d < 315 d = 315...630 > 630...800 > 800 Rodamientos de rodillos cónicos d = 101,6...127,0 con tolerancias en pulgadas > 127,0...152,4 con ajuste deslizante > 152,4...203,2 > 203,2...304,8 > 304,8...609,6 > 609,6...914,4 > 914,4 Rodamientos a bolas de d contacto angular y rodamientos rígidos a bolas montados en las manguetas Rodamientos a bolas de contacto d angular y rodamientos rígidos a bolas montados en un casquillo d 1

–0,180...–0,230 –0,240...–0,300 –0,325...–0,410 –0,350...–0,450 –0,100...–0,125 –0,130...–0,155 –0,150...–0,175 –0,180...–0,205 –0,200...–0,249 –0,250...–0,334 –0,300...–0,400 e7

Rodamientos axiales de rodillos cónicos, rodamientos de dos hileras de rodillos cónicos (rodamiento axial), rodamientos axiales oscilantes de rodillos montados en las manguetas Rodamientos axiales de rodillos cónicos, rodamientos axiales oscilantes de rodillos montados en un casquillo

d

e7

d

k6

d1

e9/H7

Rodamientos de rodillos cilíndricos y rodamientos oscilantes de rodillos con ajuste forzado

Rodamientos de rodillos cilíndricos y rodamientos oscilantes de rodillos con ajuste deslizante Rodamientos de rodillos cónicos con tolerancias métricas con ajuste deslizante

d

d

d

d

Medida nominal mm

k6 e9/H7

A elevadas velocidades de rotación y con rodamientos con agujero cónico, para determinar las tolerancias de la construcción anexa, por favor, consultar con FAG.

Partes adyacentes Ajustes

50: Campos de tolerancia para las ampuesas Tolerancia 1)

Rodamientos radiales Medida nominal

mm

D

D

D

D

D

Rodamientos de rodillos D ≤ 800 cilíndricos, rodamientos oscilantes de rodillos y rodamientos de rodillos cónicos con tolerancias métricas D > 800

H7

Rodamientos de rodillos cónicos D ≤ 304,8 con tolerancias en pulgadas > 304,8...609,6 > 609,6...914,4 > 914,4...1 219,2 > 1 219,2

+0,055...+0,080 +0,101...+0,150 +0,156...+0,230 +0,202...+0,300 +0,257...+0,380

mm

D

D

H6

Tolerancia 2)

Rodamientos axiales Medida nominal

D

mm

D

Rodamientos de rodillos cónicos, D ≤ 500 de dos hileras (rodamiento axial) > 500...800 rodamientos axiales oscilantes > 800 de rodillos, rodamientos a bolas de contacto angular y rodamientos rígidos a bolas Rodamientos axiales de D ≤ 800 rodillos cónicos

mm +0,6...+0,8 +0,8...+1,1 +1,2...+1,5

H6

D

D > 800

1)

2)

H7

Para rodamientos con agujero cónico, por favor, consultar con FAG las tolerancias necesarias para la construcción anexa. Con elevadas cargas axiales, por favor, consultar con FAG las tolerancias necesarias para la construcción anexa.

39

Partes adyacentes Tolerancias para asientos cilíndricos de los rodamientos

Tolerancias de mecanizado para asientos cilíndricos de los rodamientos (DIN ISO 1101 e ISO 286) Recomendaciones para el mecanizado de ejes, agujeros de alojamientos y partes adyacentes (casquillos, tapas, etc.)

t2 A-B Ra

t2 A-B

A

B

Ra

Ra

A

B

Ra

d

d

D

D

t1 t1

t3 /300 A

Cilindricidad

t2

Salto axial

t3

Coaxialidad

Tolerancia del rodamiento

Normal, P6 X

P6

t3 /300 A

t1

Asiento del rodamiento

Tolerancia de mecanizado

Tolerancia de cilindricidad Carga Carga circunferencial puntual t1 t1

Eje

IT 6 (IT 5)

IT 4 2

( ) IT 3 2

IT 5 2

( )

Alojamiento Ø ≤ 150 mm

IT 6 (IT 7)

IT 4 2

IT 3 2

IT 5 2

Alojamiento Ø > 150 mm

IT 7 (IT 6)

IT 5 2

( ) ( ) IT 4 2

IT 6 2

( ) ( )

Eje

IT 5

IT 3 2

( ) IT 2 2

Alojamiento

IT 6

IT 4 2

( ) IT 3 2

IT 4 2

Tolerancia de salto axial

Tolerancia de coaxialidad

t2

t3

IT 4 (IT 3)

Mitad de las tolerancias de medidas

IT 4 2

IT 4 (IT 3)

IT 5 2

IT 5 (IT 4)

IT 4 2

( ) IT 3 2

IT 3 (IT 2)

IT 5 2

( )

IT 4 (IT 3)

IT 4 2

Para diámetros nominales > 500 mm, no se han indicado valores para la calidad ISO IT 4 o mejor. En estos casos, es válida la mitad de la tolerancia de mecanizado.

40

Partes adyacentes Rugosidad de los asientos de los rodamientos

Valores orientativos para la rugosidad superficial de los asientos de los rodamientos (los valores de rugosidad son válidos sólo para superficies rectificadas) Tolerancia Rugosidad Clase de rodamiento

normal 1)

P6

Medida nominal del eje mm más de 50 120 250 hasta 50 120 250 500 Valores de rugosidad μm N5 N6 N7 N7 0,4 0,8 1,6 1,6

Clase de rugosidad Rugosidad media R a CLA, AA 2) Profundidad de la 2,5 rugosidad R t W R z

Clase de rugosidad N4 Rugosidad media R a 0,2 CLA, AA 2) Profundidad de la 1,6 rugosidad R t W R z

500

Medida nominal del agujero del alojamiento mm 50 120 250 500 50 120 250 500

N7 1,6

N6 0,8

N7 1,6

N7 1,6

N8 3,2

N8 3,2

4

6,3

6,3

6,3

4; 6,3 *) 6,3; 8 *)

6,3; 10 *) 10; 16 *) 10; 16 *)

N5 0,4

N5 0,4

N6 0,8

N6 0,8

N5 0,4

N5 0,4

N6 0,8

N7 1,6

N7 1,6

2,5

2,5

6,3

6,3

2,5

2,5

6,3

6,3

6,3

*)

Profundidad de la rugosidad para alojamientos de fundición gris con superficies de ajuste torneadas. Para mayores exigencias para la precisión de rotación, debe seleccionarse el siguiente valor mayor de calidad superficial. 2) GBR: CLA (Centre Line Average Value); USA: AA (Arithmetic Average) 1)

Clases de rugosidad según DIN ISO 1302 Clase de rugosidad

N1

N2

N3

N4

Rugosidad media Ra en μm

0,025

0,05

0,1

0,2

2

4

8

en μinch 1

N5 0,4

16

N6 0,8

32

N7 1,6

63

N8 3,2

125

N9 6,3

250

N10 12,5

500

N11

N12

25

50

1 000

2 000

41

Partes adyacentes Tolerancias de las manguetas y de las ampuesas

Tolerancias de las manguetas y de las ampuesas Medida nominal del eje mm más de 50 65 80 hasta 65 80 100

100 120

120 140

140 160

160 180

180 200

200 225

225 250

250 280

280 315

315 355

Tolerancias de las manguetas μm –60 –60 –72 –72 –90 –90 –107 –107 –60 –60 –72 –72 –134 –134 –159 –159 –30 –30 –36 –36 –49 –49 –58 –58 –10 –10 –12 –12 –29 –29 –34 –34 +21 +21 +25 +25 +2 +2 +3 +3 +39 +39 +45 +45 +20 +20 +23 +23 +51 +51 +59 +59 +32 +32 +37 +37 +60 +62 +73 +76 +41 +43 +51 +54

–85 –125 –85 –185 –43 –68 –14 –39 +25 +3 +52 +27 +68 +43 +88 +63

–85 –125 –85 –185 –43 –68 –14 –39 +28 +3 +52 +27 +68 +43 +90 +65

–85 –125 –85 –185 –43 –68 –14 –39 +28 +3 +52 +27 +68 +43 +93 +68

–100 –146 –100 –215 –50 –79 –15 –44 +33 +4 +60 +31 +79 +50 +106 +77

–100 –146 –100 –215 –50 –79 –15 –44 +33 +4 +60 +31 +79 +50 +109 +80

–100 –146 –100 –215 –50 –79 –15 –44 +33 +4 +60 +31 +79 +50 +113 +84

–110 –162 –110 –240 –56 –88 –17 –49 +36 +4 +66 +34 +88 +56 +126 +94

–110 –162 –110 –240 –56 –88 –17 –49 +36 +4 +66 +34 +88 +56 +130 +98

–125 –182 –125 –265 –62 –98 –18 –54 +40 +4 +73 +37 +98 +62 +144 +108

Medida nominal del agujero de la ampuesa mm más de 80 100 120 140 160 hasta 100 120 140 160 180

180 200

200 225

225 250

250 280

280 315

315 355

355 400

400 450

Tolerancias de los agujeros de las ampuesas μm 0 0 0 0 0 0 +22 +22 +25 +25 +25 +29 0 0 0 0 0 0 +35 +35 +40 +40 +40 +46

0 +29 0 +46

0 +29 0 +46

0 +32 0 +52

0 +32 0 +52

0 +36 0 +57

0 +36 0 +57

0 +40 0 +63

e7 e9 f6 g6 k6 n6 p6 r6

H6 H7

42

Partes adyacentes Tolerancias de las manguetas y de las ampuesas

Tolerancias de las manguetas y de las ampuesas Medida nominal del eje mm más de 355 400 450 hasta 400 450 500

500 560

560 630

630 710

710 800

800 900

900 1 000

1 000 1 120

1 120 1 250

1 250 1 400

1 400 1 600

Tolerancias de las manguetas μm –125 –135 –135 –145 –182 –198 –198 –215 –125 –135 –135 –145 –265 –290 –290 –320 –62 –68 –68 –76 –98 –108 –108 –120 –18 –20 –20 –22 –54 –60 –60 –66 +40 +45 +45 +44 +4 +5 +5 0 +73 +80 +80 +88 +37 +40 +40 +44 +98 +108 +108 +122 +62 +68 +68 +78 +150 +166 +172 +184 +114 +126 +132 +150

–145 –215 –145 –320 –76 –120 –22 –66 +44 0 +88 +44 +122 +78 +199 +155

–160 –240 –160 –360 –80 –130 –24 –74 +50 0 +100 +50 +138 +88 +225 +175

–160 –240 –160 –360 –80 –130 –24 –74 +50 0 +100 +50 +138 +88 +235 +185

–170 –260 –170 –400 –86 –142 –26 –82 +56 0 +112 +56 +156 +100 +266 +210

–170 –260 –170 –400 –86 –142 –26 –82 +56 0 +112 +56 +156 +100 +276 +220

–195 –300 –195 –455 –98 –164 –28 –94 +66 0 +132 +66 +186 +120 +316 +250

–195 –300 –195 –455 –98 –164 –28 –94 +66 0 +132 +66 +186 +120 +326 +260

–220 –345 –220 –530 –110 –188 –30 –108 +78 0 +156 +78 +218 +140 +378 +300

–220 –345 –220 –530 –110 –188 –30 –108 +78 0 +156 +78 +218 +140 +378 +300

Medida nominal del agujero de la ampuesa mm más de 450 500 560 630 710 800 hasta 500 560 630 710 800 900

900 1 000

1 000 1 120

1 120 1 250

1 250 1 400

1 400 1 600

1 600 1 800

1 800 2 000

Tolerancias de los agujeros de las ampuesas μm 0 0 0 0 0 0 +40 +44 +44 +50 +50 +56 0 0 0 0 0 0 +63 +70 +70 +80 +80 +90

0 +56 0 +90

0 +66 0 +105

0 +66 0 +105

0 +78 0 +125

0 +78 0 +125

0 +92 0 +150

0 +92 0 +150

e7 e9 f6 g6 k6 n6 p6 r6

H6 H7

43

Partes adyacentes Ajuste libre del anillo interior · Ampuesas

Ajuste libre del anillo interior El ajuste libre de los anillos interiores requiere una cierta dureza mínima de las manguetas, para limitar el desgaste de las mismas. El desgaste de las manguetas también se ve considerablemente influenciado por la película de lubricante entre el agujero del anillo interior y la superficie de la mangueta. Si una lubricación adecuada de las manguetas se asegura durante la totalidad del período de servicio, una dureza de las manguetas de 34 hasta 40 Shore C es suficiente. Si, por ejemplo, las ampuesas no se desmontan, como es usual, para el rectificado de los cilindros de laminación, el intersticio entre el anillo interior y la mangueta no será rellenado repetidamente con grasa fresca. En estos casos, se diseña un sistema de lubricación separada de las manguetas, figura 51. FAG recomienda este tipo de lubricación de las manguetas con rodamientos, obturados, de cuatro hileras de rodillos cónicos, cuando estos rodamientos permanecen en las manguetas

durante largos períodos de tiempo. En las superficies frontales de la construcción anexa de los anillos interiores existen unas ranuras. A través de estas ranuras, el lubricante puede ser suministrado a esta área y a la ranura entre el anillo interior y la mangueta. Algunas series de rodamientos se fabrican con unas ranuras de lubricación en las caras del anillo interior, que evitan las ranuras en la construcción anexa.

rigidez y su construcción se basa en las siguientes fórmulas: hA = (1,5 ... 2,0)

D}d 2

hB = (0,7 ... 1,2)

D}d 2

hC = (0,15 ... 0,25)

D}d 2

en donde h A representa el espesor superior de pared de la ampuesa, h B el espesor lateral y hC el espesor inferior, todos en mm. d es el agujero del rodamiento, en mm y D es el diámetro exterior del mismo, en mm. (figura 52). Si el diseño de la ampuesa se basa en estas fórmulas la influencia de la deformación de la misma en las tensiones sobre el rodamiento, se mantiene, en general, dentro de límites aceptables. Para cargas extremadamente altas y para nuevos diseños, es recomendable comprobar, mediante cálculos, la deformación de la ampuesa y sus efectos sobre el rodamiento. Estos cálculos pueden ser efectuados mediante un programa de cálculo EDV desarrollado por FAG.

Ampuesas Los anillos de los rodamientos de las manguetas tienen siempre un espesor de pared reducido. Sin embargo, estos anillos deben estar bien apoyados; de otra forma no serían aptos para soportar las elevadas cargas de funcionamiento. Para un buen apoyo de los anillos exteriores de los rodamientos, la ampuesa debe ser suficientemente rígida. Las ampuesas fabricadas en acero fundido con una resistencia a la tracción mínima de 450 N/mm 2 ofrecen, en general, suficiente

hA

D

d

hC hB

51: Disposición de rodamientos con ranuras de lubricación en la mangueta

44

52: Espesores de pared de la ampuesa

D

hB

Partes adyacentes Ampuesas

La deformación de la ampuesa se determina de acuerdo con el método energético común de la teoría de la elasticidad, en el que la ampuesa se contempla como una viga cerrada, fuertemente curvada y con una sección transversal variable. El resultado de este cálculo se muestra en la figura 53. Para asegurar la rotación precisa de los rodillos de laminación y el control del espesor del producto laminado, el juego de la ampuesa en la ventana del bastidor debe ser pequeño. Por otra parte, debe haber el juego suficiente para evitar el bloqueo de la ampuesa con las temperaturas de funcionamiento. Esto es válido no sólo para las ampuesas fijas en el bastidor, sino también para las ampuesas flotantes. Al especificar el juego, debe tenerse en cuenta: La diferencia de temperatura entre la ampuesa y el bastidor; a bajas velocidades del rodillo, es de aprox. 30 K y, a elevadas velocidades, de aprox. 50 K.

Superficies de contacto de las ventanas en el bastidor y las ampuesas

Con rodamientos de varias hileras, el diseñador del laminador debe asegurarse de que la posición del mecanismo de apriete del husillo de presión esté alineado con el centro del rodamiento radial, para evitar que las hileras de rodillos se carguen de forma desigual.

Un valor orientativo para el juego se obtiene mediante la suma del campo de tolerancia H9 y la expansión térmica diferencial entre la ampuesa y el bastidor. Sin embargo, algunas veces los requisitos de montaje necesitan un juego mayor. Los asientos de las ampuesas en las ventanas del bastidor y en el husillo de presión deben ser abombados; de esta manera, el agujero de la ampuesa se puede alinear por sí mismo paralelamente con la mangueta y el rodamiento puede absorber cargas sobre la totalidad de su anchura, incluso si no está exactamente ajustado y si se presentan flexiones de los rodillos de laminación. Las superficies de apoyo deben estar templadas, para soportar sin aplastamientos las elevadas cargas de trabajo.

También, el diseño del acoplamiento tiene cierta influencia en el comportamiento de rodadura de los rodillos de laminación. Una rodadura suave, por ejemplo, se obtiene utilizando acoplamientos precargados, montados en el extremo del accionamiento del rodillo de laminación.

FR

a) Forma simplificada de la ampuesa b) Deformación de la ampuesa (ampliada) c) Distribución de la carga en el rodamiento

1800

2500 FR

1050

FR

2500 a

b

c

53: Representación gráfica de los resultados del cálculo

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Partes adyacentes Obturaciones

Diseño de las obturaciones Las obturaciones sirven para evitar la penetración dentro de los rodamientos de líquidos refrigerantes, cascarrilla de la laminación y otros contaminantes y también previenen la salida del lubricante del interior de los rodamientos. El tipo de obturación seleccionado para cada aplicación específica depende de la velocidad de los rodillos de laminación, del efecto obturador deseado, del tipo de lubricante y de la temperatura de servicio. Las siguientes figuras muestran algunos tipos de obturaciones empleadas en la construcción de laminadores. En bastidores de laminado en caliente, los rodamientos deben ser obturados contra la penetración de agua y de cascarilla. Una obturación efectiva para pequeños basti-

dores se muestra en la figura 54. Un anillo obturador axial expulsa el agua de las proximidades del rodamiento. Un laberinto rellenado con grasa y dos retenes de guarnición completan la obturación. Durante el servicio, la grasa es periódicamente reemplazada entre los retenes de guarnición, de forma que ni el agua ni la cascarilla puedan penetrar en el rodamiento. Con guarniciones obturadoras adicionales se puede incrementar la eficacia de este sistema de obturación. Una protección adicional contra el agua se obtiene con ranuras de expulsión en la superficie exterior de los anillos de laberinto giratorios. El agua se recoge en las ranuras, se deposita en la tapa estacionaria del soporte y se descarga, a través de un agujero, en la base (figura 55). La distancia “a” entre el rodamiento y la cara lateral del rodillo,

normalmente es muy corta, con objeto de mantener las tensiones de flexión en las manguetas tan bajas como sea posible. El espacio lateral disponible para la obturación es, por ello, muy limitado, de forma que las combinaciones de obturaciones deben posicionarse radialmente una sobre otra. A menudo, las obturaciones de guarnición no pueden ser usadas para los rodamientos de laminadores de chapa o de alambre, debido a las elevadas velocidades de estos laminadores. En estos casos, se emplean las obturaciones de aros de pistón (figura 56) o los anillos obturadores con labio axial (figura 57). A elevadas velocidades, el labio axial del anillo obturador se despega de la superficie de contacto. La obturación, entonces, no se desgasta y no produce ningún calentamiento por rozamiento.

a

54: Obturación para laminadores en caliente

46

55: Obturación para grandes laminadores en caliente expuestos a fuerte suciedad.

Partes adyacentes Obturaciones

Como ya se ha mencionado, en ciertas aplicaciones el anillo interior del rodamiento y, posiblemente, también el anillo de laberinto, están montados con ajuste deslizante en las manguetas (figura 58). En este caso, no sólo el acceso al rodamiento debe ser obturado (en la figura 58 mediante un laberinto y un retén de guarnición), sino también la ranura entre el anillo de laberinto y la mangueta. Esta ranura está obturada, en la figura 58, mediante un anillo obturador con labio axial. En laminadores en caliente con rodillos horizontales, las obturaciones en el lado del accionamiento y en el lado conducido son siempre idénticas. Esto no es posible con rodillos verticales: puesto que las aberturas del anillo de laberinto deben estar dirigidas hacia abajo

para que agua pueda ser expulsada, dichos anillos de laberinto no pueden ser iguales. En bastidores de laminadores en caliente, el lubricante que sale de los rodamientos no tiene ningún efecto negativo sobre el material a laminar. Sin embargo, en los laminadores en frío, debe evitarse cualquier fuga de lubricante de los rodamientos, ya que se puede contaminar la superficie del material a laminar, así como la emulsión de laminado. El retén de guarnición interior debe montarse con el labio dirigido hacia el rodamiento, figuras 59 y 60 (página 48). Para todas las disposiciones con estos retenes de guarnición, la superficie de deslizamiento del labio obturador debe estar finamente mecanizada. Para evitar daños a dichos labios obturadores durante el montaje, las

superficies de deslizamiento deben disponer de un chaflán. El labio obturador debe relubricarse con regularidad. En el lado opuesto del rodillo de laminación, la obturación es menos complicada, especialmente si se utiliza un capuchón. En general, un retén de guarnición con el labio dirigido hacia el rodamiento suele ser suficiente. Allí donde un capuchón de protección no es posible, se suele montar un segundo retén de guarnición con el labio dirigido en sentido opuesto. Las dimensiones de los retenes de guarnición, los anillos obturadores con labio axial, y los aros de pistón, así como las velocidades alcanzables y las temperaturas admisibles,se indican en los catálogos de los correspondientes fabricantes.

56: Obturación de un pequeño rodillo de laminación mediante un aro de pistón y un laberinto

57: Sistema de obturación de una mangueta de alta velocidad con un anillo obturador con labio axial y un laberinto

58: Un anillo obturador con labio axial obtura la ranura entre el anillo interior de laberinto y la cara lateral del rodillo de laminar

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Partes adyacentes · Montaje y mantenimiento Preparación del montaje

Instrucciones detalladas para el montaje y el desmontaje se encuentran en la publicación WL 80 100/3 SB “Montaje de rodamientos”. Adicionalmente a esta información, a continuación se indican con detalle algunas operaciones importantes relacionadas con los trabajos de laminación.

Preparación del montaje

59: En bastidores de laminación en frío, el labio de obturación del retén interior debe dirigirse hacia el rodamiento (rodillo de apoyo).

Antes de montar los rodamientos, los componentes y las partes adyacentes(manguetas, ampuesas, casquillos, obturaciones, etc.) deben ser comprobados en su precisión dimensional y geométrica, según el plano de diseño. También debe verificarse la calidad superficial de todos los elementos: rodillos, manguetas, ampuesas, zonas de deslizamiento de labios obturadores, etc. Todas las rebabas y aristas cortantes procedentes del mecanizado deben ser eliminadas.

Verificación de manguetas cilíndricas

60: Retenes de guarnición dispuestos simétricamente en los rodillos de trabajo de un laminador en frío.

a1 b1

c1 d1 e1

f1

f2

e2 d2 c2

61: Puntos de medición para el control de las manguetas

48

b2 a2

1 2 3 4

Para un perfecto control dimensional, geométrico y de forma de las manguetas, es necesario medir los asientos de los rodamientos radiales en tres secciones transversales (c-d-e) y los asientos de los rodamientos axiales, en dos secciones (a-b). Deben determinarse los valores para cuatro diámetros (1-2-3-4), figura 61. Los valores medidos quedan registrados en un informe de medición.

Montaje y mantenimiento Preparación del montaje

Verificación de las manguetas cónicas Para el control de las manguetas cónicas (conicidad 1:12 o 1:30) se recomienda el instrumento de medición de conos FAG MGK9205. Principio de medición: al medir manguetas cónicas de grandes diámetros, se puede utilizar una regla en la que el canto superior y el inferior forman un ángulo, el ángulo cónico del eje = 2a. Si el canto superior de la regla es paralelo a la línea diametralmente opuesta a la generatriz de la mangueta, es decir, si la cota M tiene el mismo valor en dos puntos de medición, entonces el ángulo del cono es aceptable. Más adelante se requiere que el ángulo esté en relación con una superfice de referencia, p.ej. la cara lateral de un rodillo. El instrumento de medición de conos FAG MGK9205, figura 63, está disponible en diferentes tamaños y ejecuciones, ver TI WL 80-70.

Para los diámetros cónicos es admisible una desviación según IT6. La desviación admisible para el ángulo del cono se muestra en la tabla 65.

R 2α

M

63a: Regla del instrumento de medición de conos FAG MGK9205

Verificación de la ampuesa El agujero de la ampuesa debe ser verificado en cuatro secciones transversales (a-b-c-d) y en cuatro diámetros (1-2-3-4), figura 64. También debe comprobarse la posición del agujero respecto a las caras laterales de la ampuesa (A 1 y A 2 ), si es necesario atornillando en la ampuesa (tolerancias de forma y de posición, ver página 40). Las desviaciones de los valores nominales deben ser registradas, lo mismo que para las manguetas, en un protocolo de medición. La construcción anexa también debe verificarse, especialmente todas las dimensiones que puedan conducir a una precarga axial. Las superficies de la construcción anexa deben ser planas y perpendiculares al eje del rodillo (tolerancias de forma y de posición, ver página 40). Los agujeros de lubricación deben estar limpios. Como prueba, se hace pasar aire a través de dichos agujeros.

1 2 3

a

b

c

d

4

A1

A2 A

62: Instrumento manual para verificar las manguetas de un laminador pequeño

63b: Medición de una mangueta cónica con el instrumendo FAG MGK9205.

64: Puntos de medición para el control de las ampuesas

49

Montaje y mantenimiento Preparación del montaje

65: Desviación admisible del ángulo del cono

Ancho B del rodamiento

Tolerancia del ángulo del cono ATD según AT7 (DIN 7178) (2·t6)

Medida mm > 16...25

> 25...40 > 40...63 > 63...100

Tolerancias μm +8 +12,5 +10 +16 +12,5 +20 +16 +25 0

0

0

0

0

0

0

0

> 100...160 > 160...250 > 250...400

> 400...630

+20 +32

+40 +63

0

+25 +40

0

0

+32 +50

0

0

0

0

0

La tolerancia del ángulo del cono ATD es válida verticalmente al eje y se define como diferencia del diámetro. Cuando se utiliza un instrumento de medición de conos de FAG, se debe calcular el valor medio de los valores AT D indicados (tolerancia del ángulo de inclinación). Para anchos de rodamientos, cuyas medidas nominales estén entre los valores indicados en la tabla, determinar la tolerancia del ángulo del cono AT D mediante interpolación. Ejemplo: Rodamiento con B = 90 mm ATD =

Δ ~ ATD 25 } 16 9 ~ B = ~ 90 = ~ 90 Ⳏ 22 μm ( ATD / 2 = t6 igual a 0...+11μm ) ΔB 100 } 63 37

Rugosidad superficial Las superficies de asiento de los rodamientos no deben ser dema-

siado rugosas, para asegurar la correcta transmisión de elevadas cargas. La rugosidad superficial para los asientos de los rodamien-

66: Medición del agujero de una gran ampuesa, mediante un micrómetro de interiores

50

tos de los rodillos de laminar no debe superarlos valores indicados en la página 41.

67: Verificación de la rugosidad superficial

Montaje y mantenimiento Preparación del montaje · Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos

Tratamiento de las superficies de asiento de los rodamientos Para todas las superficies de apoyo en las que están montados rodamientos con ajuste deslizante (ampuesas) o con ajuste forzado (manguetas), la formación de corrosión de ajuste puede ser reducida recubriendo dichas superficies con una pasta lubricante con aditivos anticorrosivos, p.ej. con la pasta de montaje FAG Arcanol MOUNTING.PASTE. Antes de aplicar dicha pasta, las superficies deben limpiarse meticulosamente. Después, aplicar una fina capa de pasta hasta que el aspecto brillante normal se vuelva mate. Preparación de los rodamientos para el montaje Los rodamientos no deben ser extraidos de su embalaje original hasta que todos los elementos, ampuesas, manguetas y todos los accesorios, estén listos para el proceso de montaje. Normalmente, el aceite de protección anticorrosiva del rodamiento no debe ser limpiado.

Este aceite es neutro con todos los aceites y grasas lubricantes normalmente empleados con los rodamientos. El rendimiento, la capacidad de carga y la duración de vida de un rodamiento dependen, no sólo de su calidad, sino de un montaje correcto. No obstante, el montaje debe ser efectuado por montadores expertos. Los cualificados montadores de FAG están a disposición de los clientes para el primer montaje, para la formación de los montadores en la planta del cliente y para todas aquellas actividades relacionadas con los rodamientos. A continuación, se explica cómo deben montarse y desmontarse todos los tipos de rodamientos empleados en los laminadores.

Ejecución I: Anillo exterior + corona de rodillos: dos anillos exteriores, tres discos, rodillos y jaulas Anillo interior: dos anillos interiores. Ejecución II: Anillo exterior + corona de rodillos: dos anillos exteriores con bordes fijos, rodillos y jaulas Anillo interior: dos anillos interiores. Los clientes pueden solicitar tanto rodamientos completos (p.ej. FAG 524678) como componentes individuales, p.ej. anillo exterior con una corona de rodillos (R524678) y anillo interior (L524678). Los anillos exteriores e interiores están marcados con la referencia (p.ej. 524678) y el número de serie de fabricación (p.ej. 5..), ver figura 69. Los anillos interiores de cada rodamiento deben tener el mismo número de serie; lo mismo es válido para los anillos exteriores (p.ej. 5.. y 5..A). No obstante, los anillos interiores de una serie pueden ser apareados con los anillos exteriores y con las coronas de rodillos de otro número de serie.

Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos Los rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos difieren en su ejecución (figura 68).

Ejecución I 5.. 5..

Ejecución II

5..A 5..A

5..B 5..B

5..

5..B

5..

5..A

5..

5..A

5..C 5..C

Ejecución I Ejecución II

68: Ejecuciones I y II de un rodamiento de 4 hileras de rodillos cilíndricos

69: Marcado de la referencia y componentes de un rodamiento de cuatro hileras de rodillos cilíndricos

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Montaje y mantenimiento Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos

En primer lugar, el anillo de laberinto o bien el anillo de apoyo del rodamiento – según las respectivas interferencias de ajuste -se calientan a +150 °C hasta +170 °C y se calan sobre las manguetas. Mientras dicho anillo se está enfriando, debe seguirse aplicando una fuerza axial al mismo, con objeto de que quede bien apoyado contra el cilindro, sin intersticios.

Montaje de los anillos interiores Los rodamientos de rodillos cilíndricos con agujero cilíndrico, que se montan con ajuste forzado sobre las manguetas, deben calentarse de 80° C hasta 100° C antes de su montaje. Normalmente, esta operación se efectúa en un baño de

aceite, figura 70. De esta forma, se asegura un calentamiento uniforme. Para evitar una temperatura de calentamiento excesivamente alta, debe utilizarse un termostato. Después de extraer el rodamiento del baño,los restos de aceite que queden en el agujero del rodamiento y en sus caras laterales deben ser limpiados. Frecuentemente, el anillo interior se desmonta mediante un aparato de calentamiento por inducción (página 59). Si se dispone de dicho aparato, también puede ser empleado para calentar los anillos interiores para su montaje. Después del proceso de calentamiento, los anillos de los rodamientos pequeños pueden montarse manualmente sobre las manguetas (figura 71). Para rodamientos más grandes, se

70: El anillo interior de un rodamiento de rodillos cilíndricos es calentado en un baño de aceite y extraído mediante unas pinzas de montaje

52

recomienda utilizar herramientas de montaje, p.ej. pinzas de montaje (figura 70). Estas pinzas manipulan el anillo interior siempre con su eje en posición horizontal. Si se utiliza un cable para suspender el anillo interior, como norma éste debe ser cuidadosamente colgado en posición horizontal. Después del enfriamiento, los anillos del rodamiento deben quedar junto a los anillos de laberinto sin intersticios. Tampoco debe existir ningún espacio entre los dos anillos de laberinto adyacentes. Para ello, los anillos deben ser apretados axialmente durante el enfriamiento. Los anillos interiores pequeños también pueden montarse sin intersticioentre ellos empujando un manguito contra las caras de dichos anillos mientras se enfrían.

71: Montaje manual del anillo interior de un pequeño rodamiento de rodillos cilíndricos

Montaje y mantenimiento Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos

Montaje de los anillos exteriores

72: Montaje del anillo exterior de un rodamiento de rodillos cilíndricos mediante una grúa.

73: Montaje del anillo exterior de un rodamiento de rodillos cilíndricos con ayuda de una viga.

75

0

G FA

II

87 5 0

..

Ma

50

IV

5 08

G FA

I..

de in em

an y

III

G

Los anillos exteriores de los rodamientos de rodillos cilíndricos se montan con ajuste deslizante en las ampuesas. Los pequeños anillos exteriores pueden ajustarse manualmante en la ampuesa. Los anillos exteriores o las jaulas de los grandes rodamientos se suministran, normalmente, con agujeros roscados para cáncamos. De esta forma, se pueden montar en la ampuesa más fácilmente, figura 72. Si los rodamientos muy grandes deben ser montados con su eje en posición horizontal, puede utilizarse una barra o una viga colgada de un cable, figura 73. Las caras de los anillos exteriores están divididas en cuatro zonas, marcadas I, II, III y IV, figura 74. En el primer montaje, los anillos exteriores deben disponerse de forma que la carga actúe en la zona I de los mismos. Las zonas de carga marcadas de todos los anillos exteriores deben estar en la misma dirección. Se recomienda comprobar cuidadosamente los rodamientos después de 1 000 a 1 200 horas de servicio y cambiar las zonas de carga de los anillos exteriores. Para ello, los anillos exteriores deben ser girados 180° en el interior de las ampuesas, desde la posición inicial I a la zona de carga III y, en la próxima revisión, a la zona II y depués a la IV.

74: Las zonas de carga de un rodamiento de rodillos cilíndricos están marcadas en el anillo exterior.

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Montaje y mantenimiento Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos

Montaje de los rodamientos axiales Los rodamientos a bolas de contacto angular y los rodamientos rígidos a bolas empleados como apoyos axiales, no deben ser cargados radialmente. Para ello, normalmente los agujeros de las ampuesas son 0,6...1,5 mm mayores que el diámetro exterior de los rodamientos. Esto puede producir un desplazamiento radial del anillo exterior, de forma que sólo las bolas superiores absorben la carga axial. Para prevenir esto, el montador debe llevar los rodillos completos, con las ampuesas y los rodamientos radiales montados, hasta la posición de trabajo. En esta posición, las líneas centrales de los anillos interiores de los rodamientos radiales están desplazadas, con respecto a las líneas centrales de los anillos exteriores, un pequeño valor, que corresponde a la mitad del juego radial. En esta posición, se montan los rodamientos axiales. Los rodamientos axiales oscilantes de rodillos se precargan axialmente mediante tornillos y se emplean, especialmente, en rodillos de trabajo. Deben tener un juego radial y axial suficiente entre el anillo exterior y el alojamiento, figura 75. Los anillos exteriores de los rodamientos de dos hileras de rodillos cónicos con gran ángulo de contacto, también están ajustados axialmente mediante muelles, figura 76.

75: Montaje de una parte de un rodamiento axial en el agujero del alojamiento.

76: Los anillos exteriores de un rodam. de rodillos cónicos están ajustados mediante muelles.

Montaje de las ampuesas pre-montadas Una vez que el anillo de laberinto y en anillo interior se han calado sobre la mangueta, la ampuesa previamente montada puede ser ajustada sobre la mangueta, figura 77.

54

77: La ampuesa previamente montada se ajusta sobre la mangueta. Los discos exteriores de los rodamientos están asegurados con piezas angulares.

Montaje y mantenimiento Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos

Si los anillos interiores deben ser montados con ajuste deslizante en la mangueta, antes del montaje sus agujeros deben ser engrasados o aceitados. La ampuesa, completa con los anillos exteriores y con los rodamientos axiales, normalmente se coloca frente a la mangueta mediante una grúa y se alinea con ésta cuidadosamente, de forma que pueda ser deslizada sobre ella sin dificultad. Durante este proceso, no deben producirse rayas ni estrías en los rodillos ni en los anillos interiores. Los anillos interiores, o los casquillos en los que están montados los rodamientos axiales, deben ser fijados mediante una tuerca para ejes, de forma que no puedan deslizarse longitudinalmente durante el servicio y causar desgastes. Las tuercas deben asegurarse.

78: Ampuesa completamente montada

Desmontaje Cuando se retiran los elementos que aguantan a los rodamientos axiales sobre los rodillos, la ampuesa puede desmontarse de la mangueta como una unidad completa. Al sustituir un rodillo del laminador, la ampuesa puede ser montada sobre la nueva mangueta después de que el anillo interior haya sido montado en la misma. El desmontaje de los diferentes componentes del rodamiento para su inspección se efectúa en orden inverso al montaje, utilizando los mismos medios. La extracción de anillos interiores montados con ajuste forzado en las manguetas requiere herramientas especiales. En este caso, son adecuados los aparatos FAG de montaje con

79: En el cambio de ampuesa, el conjunto de la rodadura se mantiene como una unidad.

calentamiento por inducción (ver página 59). En algunos casos, el anillo interior puede ser extraído hidráulicamente. Pero puede haber problemas, especialmente con grandes rodamientos, si las superficies de ajuste están dañadas por refrigerantes de soldadura o por corrosión de ajuste. En casos excepcionales, el anillo interior también puede ser calentado con un quemador anular (página 60).

Ajuste deslizante de los anillos interiores En los laminadores de alambre o de chapa fina los anillos interiores se montan con ajuste deslizante sobre las manguetas. Los anillos de laberinto laterales también están ligeramente ajustados. Las tapas laberínticas están diseñadas de forma que, en el desmontaje del anillo interior del rodamiento, el anillo de laberinto sea desmontado también, con la guía del anillo interior. Todo el conjunto de la rodadura se mantiene como una unidad, figura 79.

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Montaje y mantenimiento Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos

Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos Los componentes de los rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos están marcados de la siguiente forma: la referencia del rodamiento, el logo de FAG, el número de serie de fabricación y las letras que aseguran el orden correcto de montaje. La figura 80 muestra cómo están marcadas las caras laterales de los anillos del rodamiento. Los anillos separadores B, D y C han sido mecanizados de tal forma que se obtenga el juego axial correcto. La anchura de los anillos y el juego axial están indicados en dichos anillos separadores. Al igual que en los rodamientos de rodillos cilíndricos, los anillos exteriores de estos rodamientos están divididos en cuatro zonas de carga I, II, III y IV, ver figura 74.

las figuras 81 y 82, de esta forma se facilita la manipulación y el montaje de todos los componentes del rodamiento.

Cuando dichos componentes han sido montados,se ajustan ligeramente las tapas – todavía sin obturaciones – figura 83.

B A

B

B A

D

D C

Ca

Ce

80: Esquema para la secuencia de montaje de los componentes del rodamiento

Montaje Los rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos se montan verticalmente. Primero, el anillo exterior estrecho marcado AB se monta en la ampuesa con su zona de carga I en la dirección de la carga. Después, los demás componentes del rodamiento se montan en el orden indicado en la figura 80. Las zonas de carga I de todos los anillos exteriores deben estar orientadas en la dirección de la carga. Las jaulas de los grandes rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos tienen, en sus caras laterales, agujeros roscados para cáncamos (previstos sólo para transporte). Como se muestra en

56

E

81

82

81 y 82: Los componentes del rodamiento se ajustan en la ampuesa

D

E

Montaje y mantenimiento Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos

83: Las tapas de la ampuesa se ajustan ligeramente y la ampuesa se gira.

La ampuesa se ha girado hasta que el eje del rodamiento queda horizontal. Unas piezas de centraje están fijadas a las caras exteriores de los anillos interiores y aseguradas con tensores, figura 84. Durante el giro consante de los anillos interiores, las tuercas de los tensores y las tapas están apretadas de modo

84

uniforme. Una fina galga se utiliza para verificar si los anillos interiores y los separadores están en contacto sin intersticios. Entonces, se mide la ranura “S” entre la ampuesa y la tapa y se inserta una obturación con anchura S+x. La magnitud de x necesaria para asegurar la precarga, depende del tipo de obturación y es determinada por el fabricante del laminador. Una vez que los anillos exteriores y las tapas han sido fijados rígidamente, las piezas de centraje y los tensores pueder ser retirados. Los montadores experimentados pueden hacerlo sin piezas de centraje ni tensores, girando constantemente los anillos interiores al introducirlos en la ampuesa en posición vertical, hasta que los rodillos cónicos se asientan en los bordes. Después, insertan la obturación radial en la tapa. Los agujeros de los anillos interiores han sido engrasados o aceitados. Después de que el anillo de laberinto ha sido ajustado, la ampuesa puede montarse sobre la mangueta. El rodamiento está apretado axial-

S

mente mediante la tuerca para ejes, hasta que quede totalmente apoyado contra el anillo de laberinto, sin intersticios. Mientras se aprieta la tuerca, la ampuesa debe ser girada algunas veces a derecha e izquierda. Después, la tuerca se afloja de nuevo hasta que exista una ranura de 0,2 a 0,4 mm entre el anillo interior y dicha tuerca. Con un paso de rosca de 3 mm, esta distancia corresponde a 1/10 de vuelta de la tuerca. Es conveniente engrasar los rodamientos después del montaje, para evitar que se contaminen. Para el engrase, es preferible utilizar una pistola de grasa. Si no hay disponible ninguna pistola de grasa, el conjunto de rodillos debe ser engrasado manualmente antes del montaje en la ampuesa. Si la velocidad del laminador es muy elevada, las ampuesas no deben rellenarse completamente de grasa. Para las cantidades de grasa recomendadas para cada aplicación específica, se ruega consultar al Grupo Schaeffler.

85

84: Los anillos exteriores están todos apretados mientras los anillos interiores giran. 85: Ampuesa montada

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Montaje y mantenimiento Montaje de rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos · Montaje de rodamientos oscilantes de rodillos

Desmontaje Si las ampuesas deben ser montadas sobre diferentes rodillos de laminación, con ocasión de la sustitución de los mismos, todo lo que el montador necesita hacer es desenroscar la tuerca, desmontar la ampuesa completa de la mangueta y montarla sobre la nueva mangueta. Si los rodamientos deben ser desmontados para su mantenimiento e inspección, el desmontaje se efectúa en sentido inverso al montaje. Los rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos pueden ser desmontados de la misma manera.

Mantenimiento Después de algún tiempo de servicio, el juego axial de los rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos aumenta debido al desgaste de las superficies de rodadura. Entonces, es necesario verificar dicho juego axial de vez en cuando. Si el juego axial es demasiado grande, los anillos separadores deben ser rectificados de nuevo. El juego axial corregido debe ser algo mayor que el juego axial original. Se dan más detalles en “Montaje e instrucciones de mantenimiento para rodamientos de cuatro hileras de rodillos cónicos”,

zante, el montaje del anillo interior es mucho más fácil. Primero, los rodamientos se montan en la ampuesa. Después, las tapas laterales se atornillan. Antes de montar la ampuesa, con los rodamientos incorporados, sobre la mangueta, los agujeros de los anillos interiores deben ser engrasados. El proceso de montaje se facilita utilizando un casquillo de montaje. Cuando el anillo interior gira en la mangueta, se debe prever algún juego entre las superficies laterales de instalación. Para obtener este juego, lo mejor es apretar primero la tuerca y aflojarla después, igual que para los rodamientos de rodillos cónicos. En esta posición, la tuerca se asegura. Si se requiere un ajuste forzado para los rodamientos oscilantes de rodillos, normalmente se utilizan rodamientos con agujero cónico. En el cambio de los rodillos de laminación, los rodamientos pueden ser montados sobre los nuevos rodillos siempre que las manguetas cónicas y la anchura de los anillos de laberinto tengan tolerancias muy estrechas.

Montaje de rodamientososcilantes de rodillos Los rodamientos oscilantes de rodillos se montan tanto con ajuste forzado como con ajuste deslizante de los anillos interiores sobre las manguetas. Si el ajuste es desli-

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86: Montaje de un rodamiento oscilante de rodillos con una tuerca hidráulica, mediante el método hidráulico.

Montaje de rodamientos oscilantes de rodillos con agujero cónico El rodamiento oscilante de rodillos, engrasado, se monta en la ampuesa y se fija. La ampuesa se empuja sobre la mangueta hasta que el rodamiento queda bien asentado sobre la misma, utilizando el método hidráulico. Para ello, la mangueta debe tener ranuras y conductos de alimentación de aceite. Para estas operaciones, es preferible utilizar una tuerca hidráulica. Para más detalles sobre el montaje hidráulico y sobre las tuercas hidráulicas, ver las publicaciones FAG TI WL 80-57/2 y WL 80 102/6. El rodamiento oscilante de rodillos se empuja sobre la mangueta hasta que se apoye sobre el anillo de laberinto, figura 86. A continuación, se extrae la tuerca hidráulica. La tuerca para ejes se aprieta en la rosca de la mangueta y se asgeura. Entonces, el montaje ha terminado.

Desmontaje de rodamientos oscilantes de rodillos con agujero cónico La tuerca para ejes se afloja algunas vueltas, hasta que la distancia corresponda, al menos, a la carrera de desplazamiento de montaje. Si ahora el aceite es inyectado entre las superficies de ajuste, tan pronto como se haya formado una película de aceite, el rodamiento se desprenderá bruscamente de su asiento. Cuando se ha extraído la tuerca para ejes, la ampuesa, con el rodamiento oscilante de rodillos montado, puede ser desmontada de la mangueta y montada en una nueva mangueta.

Montaje y mantenimiento Métodos de montaje y desmontaje de anillos interiores de rodamientos de rodillos cilíndricos

Montaje y desmontaje de anillos interiores Calentadores por inducción *) Para lograr el ajuste forzado de los anillos interiores de los rodamientos de rodillos cilíndricos, éstos deben ser calentados rápidamente hasta 60 a 80 K sobre la temperatura ambiente, esto es, de +80 °C a +100° C para una temperatura del rodillo de laminación de +20 °C. Durante este proceso, la mangueta debe calentarse lo menos posible, con objeto de disponer de la holgura suficiente entre ésta y el anillo interior, para calar dicho anillo. El equipo de calentamiento por inducción, con 50 Hz (A.C.), es el adecuado para montar y desmontar anillos interiores de rodamientos de rodillos cilíndricos de tamaño medio y grande. Con el espesor de pared usual de los anillos interiores, la temperatura de la mangueta aumenta – en función de su masa *)

– sólo 5 a 10 K, mientras que el anillo interior alcanza una temperatura de +80 °C a +100° C. Esta temperatura debe ser alcanzada – y con el aparato FAG de calentamiento por inducción se alcanza – entre 0,5 y 1,5 minutos para rodamientos pequeños y medianos, y entre 2,5 y 5 minutos para grandes rodamientos.

Dispositivo FAG de calentamiento por inducción, para 400 V o para tensiones bajas Los dispositivos de montaje no deben ser demasiado complejos ni caros, ya que estas herramientas se utilizan con poca frecuencia. Para el montaje o el desmontaje ocasio-

nal de los anillos interiores de pequeños y medianos rodamientos de rodillos cilíndricos, con diámetros hasta aprox. 200 mm, la mejor solución es el dispositivo de 400 V, figura 87. Para los anillos de grandes rodamientos, un dispositivo por inducción conectado directamente alde 400 V es poco manejable. Para el montaje regular de anillos de rodamientos grandes y medianos, es preferible contar con equipos de calentamiento por inducción de bajo voltaje, figura 88. Un transformador está conectado entre dos fases de la red de 400 V y el dispositivo de montaje por inducción; el circuito secundario del transformador debe ajustarse entre 20 y 40 V.

Publicación FAG WL 80 107/3 “Dispositivo de montaje por inducción”

Peso del anillo 7,2 kg Peso del dispositivo aprox.15 kg Corriente aprox. 60 A Tiempo de calentamiento 40 s Cuerpo del aparato fabricado en chapa templada 87: Esquema del dispositivo de calentamiento por inducción para 400 V, con interruptor de pedal, para anillos interiores de rodamientos de rodillos cilíndricos con un diámetro de agujero de 130 mm.

88: Dispositivo de calentamiento por inducción para bajo voltaje, con transformador

59

Montaje y mantenimiento Métodos de montaje y desmontaje de anillos interiores de rodamientos de rodillos cilíndricos

El empleo de equipos de bajo voltaje ofrece ventajas técnicas y económicas. La bobina eléctrica puede ser enfriada con agua, para evitar que se caliente. De esta forma, la bobina de cobre puede ser altamente cargada. El dispositivo puede emplearse para calentar anillos interiores, para su montaje o su desmontaje. En el montaje en caliente de los anillos interiores sobre las manguetas, es recomendable colocar primero el anillo sobre el extremo de la mangueta, calentar dicho anillo hasta la temperatura de montaje y empujarlo hasta su asiento, junto con la bobina inductiva, figura 89. Si el extremo de la mangueta no puede guiar el anillo interior, debe utilizarse un casquillo de montaje, figura 90. Con el calentamiento por inducción, los anillos de los rodamientos y las manguetas quedan magnetizados. Deben ser desmagnetizados después del montaje. También puede utilizarse el dispositivo de montaje por inducción. La bobina inductiva se coloca, con la corriente conectada, lentamente a una distancia de 1 a 2 m del elemento montado. A medida de que la distancia aumenta, se reduce el efecto del campo magnético hasta que su influencia es tan débil que los elementos quedan suficientemente desmagnetizados.

calentamiento mediante una llama. Este método debe ser empleado únicamente como medida de emergencia. Los quemadores anulares, según la figura 91, han demostrado

89: Montaje de dos anillos interiores mediante el dispositivo de calentamiento por inducción. El dispositivo se utiliza también para el desmontaje.

90: Los anillos son guiados por un casquillo de montaje.

Calentamiento con quemadores anulares de gas En ocasiones, los anillos no puedan ser desmontados con las bobinas inductivas ni tampoco mediante el método hidráulico En este caso, existe sólo una posibilidad:

60

ser una solución aceptable. Las boquillas del quemador deben posicionarse a, aprox., 50 mm de distancia de la superficie del anillo.

Gas

91: Quemador anular

Aire

Montaje y mantenimiento Métodos de montaje y desmontaje de anillos interiores de rodamientos de rodillos cilíndricos · Ayudas para el montaje de acoplamientos y anillos de laberinto

Para la presión habitual del gas, el diámetro de las boquillas debe ser de 2 mm. Dichas boquillas están repartidas en la circunferencia del quemador cada 25 mm. La temperatura y la longitud de la llama se regulan mediante la mezcla adicional de aire. Unas piezas de guiado aseguran la posición concéntrica del quemador anular y el calentamiento uniforme del anillo del rodamiento. Durante el calentamiento, el quemador anular debe moverse en dirección axial, hacia adelante y atrás, a lo largo de la anchura del anillo,para garantizar el calentamiento regular del mismo. En casos excepcionales, se utiliza una llama de soplete, lo cual convierte en inservibles a los anillos de los rodamientos, ya que se alcanzan temperaturas de más de +300 °C. Los materiales fluorados, p.ej. las obturaciones de Viton ®, pueden desprender gases y vapores perjudiciales para la salud. Por favor, tenga en cuenta las correspondientes medidas de seguridad.

crito anteriormente, esta operación lleva mucho tiempo y, especialmente después de repetidos montajes y desmontajes, se efectúa con mucha dificultad. Por ello, FAG ha desarrollado un aparato de calentamiento por inducción similar al empleado para los anillos interiores. Con este aparato, los tiempos de montaje se reducen considerablemente. Normalmente, los acoplamientos se montan en las manguetas con una interferencia de 1,5 a 1,8 ‰. Para lograr esta interferencia entre el acoplamiento y la mangueta, es necesaria una temperatura de montaje de 170...200° C. Esta temperatura de montaje se alcanza entre 70 y 360 segundos, en función del tamaño del acoplamiento. Hasta ahora, los aparatos de calentamiento por inducción para acoplamientos pesaban hasta 485 kg. Durante muchos años, estos aparatos han demostrado su valía en numerosos laminadores.

En la figura 92 se muestra el diseño de un aparato de calentamiento por inducción. El manguito cónico recambiable ajustado entre el acoplamiento y la mangueta, utilizado para el montaje hidráulico, ha sido cortado y mantenido como pieza de desgaste. Los acoplamientos sin manguito y con agujero cilíndrico, también pueden ser calentados con el aparato inductivo. Para el desmontaje de acoplamientos ajustados en asientos cilíndricos de las manguetas, es recomendable suspender el rodillo de laminación verticalmente, de forma que el acoplamiento caiga por su propio peso, una vez se ha alcanzado la temperatura adecuada sobre la temperatura ambiente. Los acoplamientos montados en un manguito cónico, se desmontan de la mangueta mediante herramientas de extracción, con el rodillo de laminación en posición horizontal.

Ayudas para el montaje para acoplamientos y anillos de laberinto Calentamiento por inducción de acoplamientos para rodillos de laminación Además de los anillos interiores, en muchos casos también los acoplamientos se montancon ajuste forzado en las manguetas de laminadores de alambre de alta velocidad y en bastidores de chapa fina. Durante cada cambio de rodillo de laminar, el acoplamiento debe ser extraido y montado en otro rodillo. Mediante el método hidráulico des-

92: Esquema del dispositivo inductivo para el calentamiento de acoplamientos El extractor permite el fácil desmontaje del acoplamiento .

61

Montaje y mantenimiento Ayudas para el montaje de acoplamientos y anillos de laberinto · Stock de reserva · Registro estadístico

Los dispositivos inductivos para acoplamientos emplean el mismo transformador que los aparatos de calentamiento por inducción para los anillos interiores de los rodamientos de rodillos cilíndricos. Naturalmente,el coste de adquisición de un dispositivo electro-inductivo es mayor que las herramientas para el método hidráulico. Pero en muchas manguetas se han tenido que disponer ranuras y agujeros de conducción de aceite para utilizar el método de montaje hidráulico y para los grandes rodillos de laminación se han tenido que taladrar grandes y largos agujeros axiales, con el consiguiente esfuerzo de trabajo y de costes, mientras que con el dispositivo de calentamiento por inducción el tiempo y los costes son mucho más reducidos. Además, hay que tener en cuenta que los trabajos de montaje con este dispositivo inductivo son más limpios y mucho más rápidos.

Dispositivo de calentamiento por inducción de anillos de laberinto FAG también puede suministrar dispositivos inductivos para tensión de red o para bajo voltaje,para el calentamiento de anillos de laberinto. Éstos (figura 93) habitualmente están ajustados sobre las manguetas con gran interferencia, con objeto de que no puedan aflojarse del eje a causa del calentamiento originado por las obturaciones. A menudo, es muy difícil desmontar los anillos de laberinto con ajuste forzado en el eje. Con la ayuda del mencionado dispositivo inductivo, los anillos de laberinto pueden ser calentados en pocos minutos hasta +150 °C...+200 °C y, de esta forma, anular la interferencia de ajuste. El coste de este aparato es mínimo si ya se dispone de la unidad de conexión o del transformador para un dispositivo de montaje inductivo para anillos interiores.

Stock de reserva

93: Anillos de laberinto en un rodillo de trabajo de 4,2 m de un laminador de chapa gruesa

62

Para prevenir costosas paradas imprevistas, es recomendable prever que 3,5 juegos completos de rodamientos estén siempre disponibles para cada bastidor. Uno de estos juegos está montado actualmente en los rodillos de laminación en servicio. Un segundo juego está montado en los rodillos que se están rectificando. El tercer juego de rodillos con rodamientos debe estar rápidamente disponible en almacén. Adicionalmente, medio juego de rodamientos debe mantenerse en almacén, para completar los tres juegos mencionados antes, por si se produce la avería.

En el caso de los rodamientos de rodillos cilíndricos con anillos interiores con ajuste forzado en las manguetas, se recomienda disponer de anillos interiores adicionales y montarlos en los rodillos de repuesto. De esta forma, si los rodillos de laminación tienen que ser cambiados frecuentemente, p.ej. por rodillos perfilados, no es necesario montar ni desmontar los anillos interiores.

Registro estadístico Al llegar los rodamientos a la laminación, debe elaborarse una tarjeta de registro para cada rodamiento (página 63), en la que se grabarán todos los datos importantes. Deberá ser completada con datos de funcionamiento, p.ej. temperaturas y cargas medidas durante el servicio. Con esta constante actualización se asegura una evaluación más real de las condiciones de funcionamiento y del rendimiento de los rodamientos, que podrían ser calculadas sobre la base del colectivo de cargas.

Montaje y mantenimiento Registro estadístico

Laminador Mill

Rodamientos TarjetaCard de control Rolling Bearing. Check Rodamiento Bearing No. n°

Mounted

4Four-row hileras Dism.

Stand No.

Chock No.

Roll No.

Juego axial Axial Clearance

Intervalos de lubricaciòn Lubr. Intervals

Top Roll Bot. Drive Side With. Side Inner Outer Inner Outer

Loaded zone

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Dism.

Stand No.

Chock No.

Roll No.

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21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

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i

1astinstalación installation Total horas Hrs. total Total ton. (tons)

Running (hours)

Total run (hrs.)

Production (tons)

Total production (tons)

Notas Remarks

Running (hours)

Total run (hrs.)

Production (tons)

Total production (tons)

Remarks

New clearance

Date

a

i

Top Roll Bot. Drive Side With. Side Inner Outer Inner Outer

Loaded zone

∞ ∞∞∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞

Mounted

Fecha pedido Date ofdel order Fecha suministro Date ofdedelivery

N° deNo. serie Serial Lubricante Lubricant

1

Install No.

Rodillo Work rolltrabajo O

Juego radial Radial Clearance

∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞

Install No.

2Double hileras row

∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞

tipo

Ø agujero Bore dia. Ø exterior O. D. Ancho Width

∞ ∞∞∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞

Rodamiento Bearing type

Rodillo roll reenvìo O Back-up

Bastidor Train

a

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i

a

Para inspección deRow rodamientos 4 hileras de rodillos cónicos For Inspection of Four Tapered Rollerde Bearings Date

Gap

Spacer width

Clearance

Ground to

New clearance

Date

Gap

Spacer width

Clearance

Ground to

Gap

B

B

B

C

C

C

D

D

D

B

B

B

C

C

C

D

D

D

Spacer width

Clearance

Ground to

New clearance

94

63

Montaje y mantenimiento Almacenaje

Almacenaje Los rodamientos deben ser almacenados en su embalaje original; deben ser desembalados sólo cuando sea necesario, justo antes del montaje; de esta forma, la corrosión y el ensuciamiento pueden ser evitados. Los grandes rodamientos, con anillos de pared relativamente delgada, no deben ser almacenados con su eje en posición horizontal, sino que deben posicionarse tumbados, con todo su perímetro apoyado. Durante el transporte, debe tenerse especial cuidado en no dañar la envoltura del rodamiento que, para grandes rodamientos, usualmente consiste en una lámina de plástico. Los rodamientos FAG han sido sumergidos en un aceite anticorrosivo y, por ello, están protegidos de las influencias ambientales mientras se mantengan en su embalaje original. Esta protección es efectiva a largo plazo únicamente si los rodamientos se almacenan en un local seco y a prueba de heladas.

64

Naturalmente, en el mismo local no deben almacenarse productos como ácidos, amoníaco o cloruro cálcico. Los rodamientos desmontados para un almacanaje temporal, deben ser lavados e inmediatamente conservados y embalados. Para el lavado se recomienda emplear petróleo limpio. Los rodamientos pequeños se conservan sumergiéndolos en aceite anticorrosivo. Para los grandes rodamientos, se pulveriza cuidadosamente aceite anticorrosivo por todo el rodamiento. En lugar de embalar los rodamientos, éstos pueden almacenarse sumergidos en un depósito de aceite. Si las ampuesas, completas con sus rodamientos, no van a ser utilizadas por algún tiempo, debe comprobarse que no ha penetrado agua en el interior de las mismas. Si hay algo de agua, los rodamientos deben rellenarse con grasa fresca o, en el caso de la lubricación por niebla de aceite,lavarlos yconservarlos. Para el almacenaje, las ampuesas se cierran por ambos lados con tapas.

Ejemplo de cálculo y disposición de los rodamientos de un rodillo de laminación

Rodillo de laminación de un bastidor de alambre Fabricante: SMS Schloemann-Siemag AG, Düsseldorf und Hilchenbach El bastidor de alambre se ha diseñado para una velocidad final de 50 m/s. Se ha especificado una tolerancia estrecha para el alambre laminado. La línea está dividida en tres secciones; • Sección de desbaste (6 bastidores) • Sección intermedia (8 bastidores) • Sección de acabado

Una palanquilla de 80~80 mm es reducida continuamente hasta convertirla en alambre de diámetros 12 hasta 5,5 mm. Después de la sección intermedia, los laminadores duo conducen por separado ambas líneas de alambre hasta la sección de acabado. El primer bastidor de la sección de desbaste tiene rodillos de un diámetro de 450 mm y el segundo bastidor, tiene rodillos de 420 mm de diámetro. Los rodillos de los restantes bastidores de la sección de desbaste tienen un diámetro de 380 mm. En la sección intermedia, los dos primeros bastidores están

también equipados con rodillos con un diámetro de 380 mm. El resto de los bastidores de dicha sección tienen rodillos con un diámetro de 320 mm. Para absorber las fuerzas axiales, están dispuestos rodamientos a bolas de contacto angular, de dos hileras. La fijación de la ampuesa del lado de accionamiento se logra mediante un rodamiento rígido a bolas. Las dimensiones y las capacidades de carga de los diferentes rodamientos se indican en la tabla inferior.

95: Dimensiones y capacidades de carga de los rodamientos Bastidor DiámeRodamiento radial metro Dimensiones rodillo de laminación mm mm 1

2

3–8

9–14

450

420

380

320

Rodamiento de 4 hileras de rodillos cilíndricos FAG 507336 260~370~220 Rodamiento de 4 hileras de rodillos cilíndricos FAG 507336 260~370~220 Rodamiento de 4 hileras de rodillos cilíndricos FAG 508727 230~330~206 Rodamiento de 4 hileras de rodillos cilíndricos FAG 508657 190~270~200

Rodamiento axial Capacidad Lado rodam. fijo de carga din. kN

Dimensiones mm

Capacidad Lado rodam. libre Dimensiones de carga din. kN mm

2 200

Rodamiento a bolas de contacto angular, de dos hileras FAG 508731A 260~369,5~92

390

Rodamiento rígido a bolas FAG 507338A 260~369,5~46

2 200

Rodamiento a bolas de contacto angular, de dos hileras FAG 508731A 260~369,5~92

390

Rodamiento rígido a bolas FAG 507338A 260~369,5~46

2 080

Rodamiento a bolas de contacto angular, de dos hileras FAG 508732A 230~329,5~80

320

Rodamiento rígido a bolas FAG 508729 230~329,5~40

1 660

Rodamiento a bolas de contacto angular, de dos hileras FAG 508658A 190~269,5~66

224

Rodamiento rígido a bolas FAG 502288 190~269,5~33

Rodamientos de las manguetas de la sección intermedia

65

Ejemplo de cálculo y disposición de los rodamientos de un rodillo de laminación

96: Cálculo de la duración de vida a la fatiga Bastidor Rodamiento radial Carga Velocidad radial kN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 080 530 680 340 530 360 330 210 200 140 180 120 250 100

n min –1 9,08 13,47 19,77 26,45 36,75 51,9 71,5 99,2 156,1 207,3 264,2 364,8 411,2 485,8

Factor de Capacidad Factor velocidad de carga dinámico din. C fL fn kN

Rodamiento axial Duración de Carga Carga Factor de Capacidad Factor vida nominal axial equivalente velocidad de carga dinámico din. Lh fn C fL h kN kN kN

Lh h

1,477 1,312 1,170 1,072 0,971 0,876

2 2 2 2 2 2

200 200 080 080 080 080

3,01 5,45 3,58 6,56 3,81 5,06

19 >60 35 >60 43 >60

700 000 100 000 200 000

99 48 61 31 49 33

92 44 57 29 45 31

1,543 1,353 1,19 1,08 0,968 0,863

390 390 320 320 320 320

6,54 12 6,68 11,9 6,88 8,91

>60 >60 >60 >60 >60 >60

000 000 000 000 000 000

0,795 0,721 0,629 0,578 0,537 0,488 0,471 0,448

2 2 1 1 1 1 1 1

080 080 660 660 660 660 660 660

5,01 7,14 5,22 6,85 4,95 6,75 3,13 7,44

>60 >60 >60 >60 >60 >60 22 >60

000 000 000 000 000 000 400 000

30 19 18 13 16 11 23 9,3

28 17 17 12 15 10 21 8,7

0,775 0,695 0,598 0,544 0,502 0,45 0,433 0,409

320 320 224 224 224 224 224 224

8,86 13,1 7,88 10,2 7,5 10,1 4,62 10,5

>60 >60 >60 >60 >60 >60 >60 >60

000 000 000 000 000 000 000 000

Duración de vida a la fatiga Para la determinación de las cargas sobre los rodamientos hay que tener en cuenta que los bastidores de las secciones de desbaste e intermedia son laminadores duo. Las cargas sobre las manguetas se calculan de acuerdo con los valores orientativos indicados en la página 11. El 5 % de la carga radial máxima en el rodillo se admite como carga axial para el cálculo (ver también los datos de la página 19). El cálculo de la vida a la fatiga para los rodamientos de rodillos cilíndricos y los rodamientos a bolas de contacto angular está resumido en la tabla, arriba. La duración de vida nominal a la fatiga de todos los rodamientos supera las 60 000 horas. Sin embargo, probablemente estos

66

valores no se alcanzan en la práctica. La duración de vida del rodamiento será más corta debido al desgaste.

Tolerancias de mecanizado, juego radial Todos los anillos interiores de los rodamientos de rodillos cilíndricos se montan con ajuste forzado. Las manguetas de las secciones de desbaste e intermedia están mecanizadas con tolerancia r6. Los asientos de los anillos exteriores en dichas secciones están mecanizados con tolerancia J7. Para facilitar tanto el montaje como el desmontaje, los anillos interiores de los rodamientos a bolas de contacto angular, que sirven como apoyo axial, están montados sobre casquillos.

Duración de vida nominal

Los rodillos de laminación deben poderse desplazar lateralmente, uno con respecto al otro, con objeto de poder alinear las ranuras perfiladas en dichos rodillos. Para ello, en uno de los rodillos de cada bastidor, el rodamiento a bolas de contacto angular, de dos hileras, que sirve como apoyo axial, se monta en un casquillo roscado. El rodillo de laminación puede ser ajustado axialmente en la ampuesa mediante este casquillo. Los rodamientos axiales tienen un juego axial muy reducido.

Lubricación Los rodamientos de las secciones de desbaste e intermedia están lubricados con grasa.

Notas

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Selección de otras publicaciones FAG

La siguiente lista proporciona una selección de publicaciones FAG disponibles Otras informaciones, sobre consulta. Publ. WL 41 140/7 CD-medias 4.3 CD-WLS

Rodamientos FAG para laminadores – Tablas de rodamientos Catálogo de rodamientos INA y FAG Sistema de aprendizaje de rodamientos

Publ. Publ. Publ. Publ. Publ. Publ.

Rodamientos FAG en laminadores Rodamientos obturados FAG oscilantes de rodillos Montaje de rodamientos Cómo montar y desmontar rodamientos hidráulicamente Dispositivos de calentamiento por inducción Reducción del juego radial en el montaje de los rodamientos FAG oscilantes de rodillos con agujero cónico Todo sobre los rodamientos Cursos de formación FAG sobre rodamientos, teoría y práctica Vídeo FAG sobre montaje y desmontaje de rodamientos Vídeo FAG sobre métodos hidráulicos para el montaje y el desmontaje de rodamientos Servicio FAG de reparación de rodamientos grandes Equipos y servicios de montaje y mantenimiento de rodamientos Lubricación de rodamientos ARCANOL · Grasa probadas para rodamientos Lubricadores automáticos Motion Guard Compact y Champion Averías de los rodamientos

WL WL WL WL WL WL

17 109 17114 80 100/3 80 102 80 107 80 110

Publ. WL 80 123

68

Publ. Publ. Publ. Publ. Publ. Publ. Publ. Publ.

WL WL WL WL WL WL WL WL

80 80 80 80 81 81 81 82

134 135 151 250/2 115/4 116/3 122/2 102/2

TI TI TI TI TI TI TI

WL WL WL WL WL WL WL

00-11 17-7 40-48 80-14 70-47 80-50 80-53

TI TI TI TI

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80-57/2 80-64/2 80-63 80-70

Vídeo FAG sobre tecnología de los rodamientos Rodamientos partidos de rodillos cilíndricos para rodillos de accionamiento de laminadores Cálculo FAG de la duración de vida – Cálculo de la duración de vida modificada Montaje y desmontaje de rodamientos oscilantes de rodillos con agujero cónico Calentadores por inducción FAG Generadores de presión FAG Armario de montaje de rodamientos y sets de montaje Un curso básico para la formación profesional Tuercas hidráulicas FAG FAG Detector III – el “teléfono móvil” entre los colectores de datos Diagnóstico de rodamientos con el FAG Bearing Analyser III Medición y dimensionado de ejes cónicos utilizando el instrumento de medición de conos FAG MGK9205

99/03/08 Printed in Germany by Druckhaus Weppert GmbH

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