La correcta selección y montaje de los rodamientos es un pilar fundamental en el mantenimiento y diseño de maquinaria industrial. El juego interno (internal clearance) es el espacio libre que existe entre los elementos rodantes y los aros del rodamiento, una magnitud crítica que determina el comportamiento del conjunto bajo condiciones de carga y temperatura. La empresa sueca SKF, líder mundial en el sector, establece pautas estandarizadas para la selección de ajustes en ejes y soportes, asegurando que el rodamiento trabaje con la holgura necesaria para evitar fallos prematuros.
Juego de rodamientos y ajustes de asiento: tabla SKF
¿Qué es el juego interno en un rodamiento?
El juego interno se define como la distancia total que se puede desplazar un aro del rodamiento con respecto al otro, ya sea en sentido radial o axial. Este valor no es estático; cambia desde que el rodamiento está en su embalaje original hasta que alcanza su temperatura de régimen en funcionamiento.
Fases del juego interno
- Juego inicial: Es el juego del rodamiento antes de cualquier montaje.
- Juego montado: El juego resultante tras ajustar el rodamiento sobre el eje o en el alojamiento. Los ajustes de interferencia reducen este espacio.
- Juego de funcionamiento: Es el juego real cuando la máquina está operando. La dilatación térmica diferencial entre el eje, los aros y el soporte suele reducir aún más este valor.
La norma ISO[1] clasifica el juego interno en cinco grupos, identificados por sufijos en la designación del rodamiento: C1 (menor que C2), C2 (menor que Normal), Normal (sin sufijo), C3 (mayor que Normal), C4 (mayor que C3) y C5 (mayor que C4). En la práctica, el juego C3 es uno de los más utilizados en la industria, ya que permite absorber las dilataciones térmicas habituales en motores y transmisiones.
Selección de ajustes de asiento según SKF
El diseño de los asientos debe garantizar que el rodamiento quede posicionado correctamente sin sufrir deformaciones excesivas. Según las recomendaciones de SKF, la selección del ajuste depende de las condiciones de giro y la carga aplicada.
Tipos de carga y ajuste
- Carga giratoria: Ocurre cuando el aro gira respecto a la dirección de la carga. Requiere un ajuste de interferencia para evitar que el aro deslice sobre su asiento, lo cual causaría corrosión por contacto y desgaste prematuro.
- Carga fija: El aro y la carga giran de forma solidaria. En este caso, no es necesario un ajuste de interferencia, siendo suficiente un ajuste deslizante.
- Dirección indeterminada: Propia de vibraciones o cargas variables. Se recomienda un ajuste de interferencia más estricto.
Tabla de referencia para tolerancias de asiento (ISO 286-2)
Para aplicaciones industriales generales, los asientos se mecanizan siguiendo las clases de tolerancia UNE[2] e ISO. A continuación, se presenta una tabla comparativa de las tolerancias recomendadas para ejes macizos de acero:
| Tipo de rodamiento | Condición de carga | Clase de tolerancia (Eje) |
|---|---|---|
| Rodamientos radiales | Carga giratoria | k5, k6, m5, m6 |
| Rodamientos radiales | Carga fija | g6, h6, h8 |
| Rodamientos axiales | Carga variable | j6, k6 |
Nota: Para rodamientos con tolerancias normales, se suelen aplicar grados de tolerancia IT6 para ejes y IT7 para soportes, según las especificaciones de SKF.
Importancia de la precisión en el mecanizado
La fiabilidad de un conjunto mecánico depende directamente de la calidad del asiento. Si el eje no se mecaniza con la precisión adecuada (por ejemplo, con errores de cilindricidad superiores a las micras permitidas), el aro interior del rodamiento puede deformarse, alterando el juego interno y provocando un aumento de la fricción.
Factores críticos de diseño
- Cilindricidad: Se recomienda que la tolerancia de forma sea, al menos, un grado IT más preciso que la tolerancia dimensional del asiento.
- Rugosidad: Superficies excesivamente rugosas se aplanan durante el montaje, lo que provoca una pérdida de interferencia no deseada.
- Dilatación térmica: En ejes huecos o ejes que operan a altas temperaturas, el ajuste debe ser más apretado para compensar la expansión del material.
Como ejemplo práctico, en el mecanizado de grandes dimensiones[3], se debe prestar especial atención a la compensación de las tolerancias, ya que una desviación de apenas 10 µm en un diámetro de gran tamaño puede suponer una diferencia crítica entre un ajuste correcto y un agarrotamiento.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la reducción del juego?
La reducción del juego se calcula sumando la disminución debida al ajuste de interferencia y la disminución por diferencia de temperatura entre los componentes. SKF proporciona tablas específicas para cada serie de rodamiento que permiten determinar el desplazamiento axial necesario para alcanzar el juego de funcionamiento óptimo.
¿Qué ocurre si el ajuste es demasiado flojo?
Un ajuste flojo en una condición de carga giratoria provoca el deslizamiento del aro sobre el asiento. Esto genera un fenómeno conocido como fretting o corrosión por contacto, que degrada la superficie del eje y puede llevar a la rotura del rodamiento por fatiga.
Fuentes
Referencias
- ↑ [1] ISO — https://www.iso.org/
- ↑ [2] UNE — https://www.une.org/
- ↑ [3] mecanizado de grandes dimensiones — https://izadi-group.com/mecanizado-general/
- ↑ [4] SKF - Selección de ajustes y tolerancias — https://www.skf.com
- ↑ [5] ISO 492:2014 - Rodamientos: tolerancias dimensionales y geométricas — https://www.iso.org/standard/57662.html
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