Cuando se montan dos rodamientos de bolas de ranura profunda en tándem en un eje giratorio, una de las preguntas más comunes en el montaje mecánico es:¿Es necesario un espaciador de anillo interior entre los dos anillos interiores de rodamiento¿Y cómo debe determinarse su tolerancia a la longitud para evitar el apretamiento excesivo, la falla prematura o el juego axial excesivo?Guía estándar de la industria para la instalación de rodamientos, diseño del eje y selección de tolerancias para referencia de ingeniería.
¿Qué es un espaciador de anillos internos para rodamientos?
Un espaciador de anillos internos (también llamado manga de distancia o espaciador de localización) es un componente cilíndrico de precisión instalado entre los anillos internos de dos rodamientos adyacentes.Está diseñado para que coincida con el diámetro interno del anillo interior del rodamiento y la distancia axial entre los dos rodamientosSu función es controlar la compresión axial, mantener el espacio libre interno correcto y proteger los rodamientos de daños causados por una fuerza excesiva de sujeción durante el bloqueo y el montaje.
En muchos conjuntos de ejes, los ingenieros utilizan espaciadores para reemplazar parte de los hombros del eje, simplificar el mecanizado y mejorar la consistencia del ensamblaje.
Funciones básicas de los espaciadores de anillos internos
Prevenir el exceso de compresión y daños en el rodamiento
El apretamiento axial excesivo puede deformar los anillos internos del rodamiento, reducir el espacio libre interno, aumentar el par de fricción, causar sobrecalentamiento, ruido, vibración e incluso convulsiones en casos graves.Un espaciador de tamaño adecuado limita la compresión y protege la geometría del rodamiento.
Mantener el espacio libre interno del rodamiento diseñado
Los rodamientos dependen de un espacio libre interno correcto para una rotación suave, lubricación y disipación de calor.
Estabilizar la precisión de posicionamiento axial
El espaciador fija la posición relativa de los dos anillos internos, evitando la migración axial durante la rotación a alta velocidad o los cambios de temperatura.
Distribuir uniformemente la fuerza de sujeción
Cuando se utilizan nódulos de bloqueo o dispositivos de sujeción, el espaciador distribuye la fuerza uniformemente a través de ambos anillos internos, evitando una carga desigual.
Compensar los errores de mecanizado
La distancia entre los hombros del eje y la separación de los orificios de la carcasa tienen desviaciones de fabricación.
Simplificar la estructura del eje
Con un espaciador, se puede eliminar un hombro del eje, reduciendo los pasos de giro, mejorando la concentricidad y reduciendo el costo de producción.
Cuándo usar un espaciador de anillos internos
Máquinas giratorias de alta velocidad en las que la estabilidad y la precisión son críticas
Sistemas de transmisión de precisión, tales como husillos de motor, ejes de bomba, cajas de cambios y equipos de automatización
Aplicaciones con funcionamiento continuo y generación significativa de calor
Los conjuntos en los que la fuerza de sujeción axial es difícil de controlar con precisión
Diseños que requieren una carga previa constante o un espacio libre cero
Cuando se quiere reducir la complejidad de mecanizado del eje manteniendo la confiabilidad de posicionamiento
Cuando no se requiere un espaciador de anillo interno
Equipo de baja velocidad, carga ligera y no crítico
Construcciones mecánicas sencillas con bajos requisitos de precisión
Funcionamiento intermitente con un aumento mínimo de la temperatura
Aplicaciones en las que la precisión de mecanizado no puede cumplir con las exigencias de tolerancia del espaciador
Conjuntos de bajo coste centrados en piezas y procesamiento mínimos
En tales casos, la colocación directa del eje en el hombro es suficiente y más rentable.
Norma de la industria para la tolerancia de longitud del espaciador
Una tolerancia típica de dimensiones axiales del eje del hombro se define como:
Desviación superior: 0. Desviación inferior: -0.1 mm
Basándose en las prácticas industriales y los requisitos de montaje de rodamientos, la tolerancia de longitud recomendada para los espaciadores de anillos internos es:
Precisión muy alta: ±0,01 mm
Ideal para sistemas de husillo, motores de alta velocidad y maquinaria de precisión.
Calidad industrial general: ±0,02 mm
Adecuado para la mayoría de los equipos mecánicos convencionales, equilibrando la precisión, la fabricabilidad y el costo.
Calidad mecánica general: ±0,03 mm
Se utiliza en equipos de velocidad baja a media con requisitos de precisión moderados.
Principio de diseño crítico
La longitud del espaciador deberá coincidir estrechamente con la distancia entre los dos anillos internos de rodamiento.
Si es demasiado largo: carga previa excesiva, mayor fricción, sobrecalentamiento, vida útil del rodamiento acortada.
Si es demasiado corto: juego axial, vibración, ruido, funcionamiento inestable y precisión de posicionamiento reducida.
Diseño de coincidencia entre el espaciador y los hombros del eje
En una disposición típica de dos rodamientos:
Un lado utiliza un hombro del eje para la ubicación axial.
El otro lado utiliza una tuerca o un componente de sujeción.
Cuando esté instalado un espaciador de anillos interiores:
El espaciador soporta la distancia axial entre los anillos internos.
Se puede quitar un hombro del eje para simplificar el procesamiento.
La restricción axial sigue siendo fiable sin sobre-constracción.
Este diseño se utiliza ampliamente en cajas de engranajes, motores, ventiladores y maquinaria agrícola.
Sugerencias prácticas de ingenieros experimentados
Antes de seleccionar la longitud del espaciador, medir la distancia real entre los rodamientos de los asientos interiores.
Utilice molienda de precisión para espaciadores en aplicaciones de alta velocidad.
Evite la tolerancia excesiva; demasiado suelto derrota el propósito del espaciador.
Asegúrese de que los diámetros interior y exterior del espaciador sean concéntricos para evitar la excentricidad.
Después del montaje, compruebe el par de rotación a mano; debe ser suave y sin ataduras.
Para los equipos sensibles a la temperatura, considere la expansión térmica en el cálculo de la longitud del espaciador.
Conclusión
Para aplicaciones de precisión, alta velocidad o de servicio continuo, se recomienda encarecidamente un espaciador de anillos internos, con una tolerancia de longitud controlada dentro de ±0,01 mm a ±0.02 mm para garantizar el rendimiento y la vida útil del rodamientoPara equipos de baja velocidad, de carga ligera y no críticos, el espaciador puede omitirse para reducir el coste y la dificultad de mecanizado.
El diseño correcto del espaciador y la selección de tolerancias mejoran directamente la fiabilidad, reducen el ruido y las vibraciones y aumentan la vida útil de su maquinaria giratoria.