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Cómo calcular la vida útil de los rodamientos cruzados (con varios tipos de carga)

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Un rodamiento de rodillos cruzados es un tipo de rodamiento giratorio que utiliza rodillos cilíndricos dispuestos en un patrón entrecruzado, con cada rodillo orientado en un ángulo de 90 grados con respecto al adyacente

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Esta disposición permite que los rodamientos de rodillos cruzados soporten cargas radiales, axiales y de momento, por lo que a menudo pueden sustituir a las disposiciones de doble rodamiento, para aplicaciones con espacio de instalación limitado. Además, como los rodillos están en contacto directo con las pistas de rodadura, los diseños de rodillos cruzados presentan una gran rigidez y una mínima flexión bajo carga. Estas características hacen que los rodamientos de rodillos cruzados sean ideales para los componentes de movimiento rotativo, como los actuadores rotativos y los estriados de bolas rotativos.

Cálculo de la vida útil de los rodamientos de rodillos cruzados

La vida útil prevista para un rodamiento de rodillos cruzados se calcula mediante la ecuación de vida útil estándar para rodamientos que utilizan rodillos como elementos portadores de carga:

Vea la ecuación aquí https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Radial-Bearing-Life-Equation.jpg

L = vida útil del rodamiento (revoluciones)

C = capacidad de carga dinámica básica (N)

P = carga aplicada (N)

Observe que el exponente en la ecuación de la vida útil del rodamiento es "10/3" en lugar del típico "3" Esto se debe a que los rodamientos de rodillos cruzados utilizan rodillos en lugar de bolas para soportar la carga.

Cómo tener en cuenta las cargas axiales, de momento o combinadas

La capacidad de carga dinámica básica de un rodamiento de rodillos cruzados es para las cargas aplicadas en la dirección radial.

Cuando un rodamiento de rodillos cruzados está sometido a cargas axiales y/o de momento, la carga radial equivalente debe calcularse basándose en la combinación de las cargas radiales, axiales y de momento aplicadas.

Consulte la ecuación aquí https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Equivalent-Radial-Load-Equation-300x59.jpg

Pr = carga radial dinámica equivalente (N)

X = coeficiente de carga radial

Fr = carga radial aplicada (N)

M = carga de momento aplicada (Nm)

Dp = diámetro del círculo primitivo de los rodillos (m)

Y = coeficiente de carga axial

Fa = carga axial aplicada (N)

Coeficientes de carga radial y axial

Los coeficientes de carga radial y axial (X e Y, respectivamente) se utilizan habitualmente en los rodamientos giratorios para tener en cuenta cómo se distribuyen las cargas dentro del rodamiento. Sus valores cambian en función de la relación de las cargas axiales y radiales.

En el caso de los rodamientos de rodillos cruzados, el umbral de la relación entre la carga axial y la radial es de 1,5, momento en el que la carga axial comienza a afectar a la forma en que los rodillos se desplazan dentro de las pistas de rodadura y, por tanto, a la forma en que la carga se distribuye en cada rodillo.

Para una relación de carga axial-radial igual o inferior a 1,5, el coeficiente de carga radial es mayor que el coeficiente de carga axial (1,0 frente a 0,45), lo que significa que la carga radial desempeña un papel más importante en la fatiga del rodamiento.

Si https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Load-Factor-Equation-1.jpg

Entonces X = 1,0

Y = 0.45

Sin embargo, si la relación entre la carga axial y la radial es superior a 1,5, las cargas radiales y axiales se multiplican por el mismo coeficiente de carga (0,67), lo que significa que desempeñan un papel igual en la fatiga del rodamiento.

Si https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Load-Factor-Equation-2.jpg

Entonces X = 0,67

Y = 0.67

Vida útil basada en la carga radial equivalente

Ahora se puede utilizar la carga radial equivalente para determinar la vida útil del rodamiento de rodillos cruzados

https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Life-Equation.jpg

Factores para alta temperatura, cargas de choque y vibración, y movimiento oscilante

La mayoría de los fabricantes también recomiendan incorporar factores de ajuste para aplicaciones de alta temperatura (normalmente las que superan los 80° C) y para aplicaciones con cargas de impacto moderadas o severas.

Consulte la ecuación aquí https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Life-Equation-with-Factors.jpg

ft = factor de temperatura (1,0 a 80° C y disminuye al aumentar la temperatura)

fw = factor de carga (normalmente de 1,0 a 3,0, según el nivel previsto de carga de choque y vibración)

Y si la aplicación implica un movimiento oscilante -rotaciones parciales repetidas-, la vida útil debe reducirse en la medida de la oscilación.

Consulte la ecuación aquí https://3l4sbp4ao2771ln0f54chhvm-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2021/02/Crossed-Roller-Bearing-Life-with-Oscillation-Equation.jpg

Loc = vida del rodamiento oscilante (revoluciones)

θ = ángulo del movimiento oscilante