pista de rodadura

Una pista de rodadura es uno de los dos anillos de acero endurecido que componen un rodamiento de bolas. Tiene una ranura, o pista de rodadura, mecanizada con precisión alrededor de su circunferencia en la que se asientan y ruedan las bolas. El anillo interior (pista interior) gira sobre un eje; el anillo exterior (pista exterior) se asienta en una carcasa. Las bolas ruedan en las ranuras, reduciendo la fricción entre las piezas móviles y estacionarias. La mayoría de los rodamientos de bolas industriales contienen dos pistas de rodadura y un juego de elementos rodantes, típicamente bolas de acero que varían de 2 mm a 50 mm de diámetro, dependiendo del tamaño del rodamiento.

El perfil de la ranura es crítico para el rendimiento del rodamiento. La ranura de una pista de rodadura suele ser un arco circular, ligeramente más grande que el diámetro de la bola para que la bola se asiente en la ranura en lugar de quedar apretada. La tensión de contacto entre la bola y la pista es enorme, concentrada en un área muy pequeña, sin embargo, la dureza del acero (típicamente de 58 a 65 HRC después del tratamiento térmico) y el acabado liso evitan un desgaste rápido. Las pistas se rectifican con tolerancias extremadamente ajustadas, a menudo mejores que 0.001 pulgadas, porque cualquier desviación causa vibración y carga desigual.

Modos de falla comunes y variantes

Las pistas de rodadura fallan principalmente por descascarillado, donde pequeños fragmentos se desprenden de la superficie de la ranura después de millones de ciclos de carga. La contaminación es el segundo factor de falla: un solo grano de arena abrasiva incrustado en una pista puede rayarla y desgastarla, acelerando el crecimiento del descascarillado. La lubricación inadecuada causa soldadura por fricción y rayado. La desalineación entre las dos pistas obliga a las bolas a deslizarse en lugar de rodar, generando calor y desgaste. En aplicaciones de alta velocidad, la fuerza centrífuga y los efectos giroscópicos empujan las bolas hacia afuera, aumentando su tensión de contacto en la pista exterior.

Las pistas de rodadura se fabrican de acero al carbono templado a fondo o acero inoxidable templado a fondo. Los rodamientos híbridos cerámicos utilizan bolas de nitruro de silicio contra pistas de acero para reducir el peso y el calor en husillos de alta velocidad. Los rodamientos de rodillos cónicos, utilizados en cubos de automóviles y cajas de cambios, tienen pistas cónicas en lugar de ranuras circulares, lo que les permite manejar cargas radiales y axiales combinadas que sobrecargarían un rodamiento de bolas.

El término ballrace es en gran parte de uso británico y de la Commonwealth; los ingenieros norteamericanos suelen decir ball bearing race o simplemente race. La palabra race en sí misma proviene del francés antiguo para pista o curso, lo que describe acertadamente el camino que siguen las bolas. En los husillos de máquinas herramienta, la precarga del rodamiento, el tipo de lubricación y el diseño del sello interactúan con la durabilidad de la pista de rodadura, lo que convierte la selección del rodamiento en una decisión de sistema en lugar de un simple cambio de pieza.