rodamiento de bolas

Un rodamiento de bolas es un rodamiento de elementos rodantes en el que esferas de acero templado se asientan entre dos anillos concéntricos, o pistas. La pista interior se monta en un eje; la pista exterior se asienta en una carcasa. Cuando el eje gira, las bolas ruedan a lo largo de caminos ranurados en ambas pistas, convirtiendo la alta fricción del contacto deslizante en la fricción mucho menor del rodamiento. Una jaula, generalmente hecha de latón o acero, espacia las bolas uniformemente alrededor de la circunferencia para que no choquen.

La geometría de un rodamiento de bolas es engañosamente simple pero crítica. Las bolas suelen estar hechas de acero para rodamientos templado a fondo y rectificadas con tolerancias de unas pocas micras. Las pistas también están templadas y formadas con precisión con ranuras circulares, llamadas caminos de rodadura, que tienen un radio ligeramente mayor que las propias bolas. Esta geometría crea un contacto puntual entre cada bola y el camino de rodadura, concentrando la carga en un área pequeña y permitiendo velocidades más altas que los diseños de pista plana. Los rodamientos de bolas de ranura profunda de una hilera, la variante más común, pueden soportar cargas radiales perpendiculares al eje y cierta carga axial (de empuje) a lo largo del mismo.

El tamaño y la capacidad de carga siguen los estándares dimensionales establecidos por la ISO 15. Un rodamiento típico en un motor eléctrico podría ser el 6205: un diámetro exterior de 52 milímetros, un orificio interior de 25 milímetros y un ancho de 15 milímetros. La capacidad de carga dinámica básica de un rodamiento, expresada en kilonewtons, indica la carga radial constante que puede soportar durante un millón de revoluciones antes de que comience el desconchado (descamación) en las superficies de los caminos de rodadura. La falla generalmente comienza como fatiga subsuperficial en el acero, donde los ciclos de tensión eventualmente exceden el límite de resistencia del material.

Desgaste, precarga e instalación

Los rodamientos se desgastan por ciclos de tensión repetidos, por partículas de suciedad o metal en el lubricante y por grasa inadecuada o degradada. Los sellos y protectores protegen contra la contaminación, aunque ninguna barrera es perfecta. En aplicaciones donde se debe eliminar el juego axial, como los rodamientos de husillo en máquinas herramienta, a menudo se instalan dos rodamientos de bolas cara a cara con una precarga ajustable que comprime ligeramente las bolas contra las pistas. Esto aumenta la rigidez y reduce la vibración a costa de una mayor fricción y generación de calor.

El nombre refleja la forma y la función: las esferas ruedan, la fricción disminuye, la carga se mueve suavemente. Los rodamientos de bolas son la base de la maquinaria rotativa: motores eléctricos, bombas, compresores, cajas de engranajes y máquinas herramienta, todos dependen de ellos. Operan a velocidades desde casi estáticas hasta más de 10.000 rpm en rodamientos pequeños y soportan cargas desde decenas de newtons hasta cientos de kilonewtons. Una vez instalados y lubricados, requieren poco mantenimiento, lo que explica su dominio sobre los diseños anteriores de cojinetes de manguito y de diario.