Com triar un coixinet

Hi ha molts tipus diferents de coixinets disponibles avui dia amb molt poca informació sobre les diferències entre ells.Potser us heu preguntat "quin coixinet serà el millor per a la vostra aplicació?"O "com puc triar un coixinet?"Aquest article us ajudarà a respondre aquestes preguntes.
En primer lloc, heu de saber que la majoria de coixinets amb un element rodant es divideixen en dos grans grups:

Rodaments de boles
Coixinets de rodets
Dins d'aquests grups, hi ha subcategories de coixinets que tenen característiques úniques o dissenys optimitzats per millorar el rendiment.
En aquest article, explicarem les quatre coses que necessiteu saber sobre la vostra aplicació per triar el tipus de coixinet adequat.

Trobeu la càrrega i la capacitat de càrrega del coixinet
Les càrregues dels coixinets es defineixen generalment com la força de reacció que un component posa sobre un coixinet quan està en ús.
Quan escolliu el coixinet adequat per a la vostra aplicació, primer heu de trobar la capacitat de càrrega del coixinet.La capacitat de càrrega és la quantitat de càrrega que pot suportar un coixinet i és un dels factors més importants a l'hora d'escollir un coixinet.
Les càrregues dels coixinets poden ser axials (empenta), radials o una combinació.
Una càrrega axial (o d'empenta) és quan la força és paral·lela a l'eix de l'eix.
Una càrrega radial del coixinet és quan la força és perpendicular a l'eix.Aleshores, una càrrega de coixinet combinada és quan les forces paral·leles i perpendiculars produeixen una força angular relativa a l'eix.

Com distribueixen les càrregues els coixinets de boles
Els coixinets de boles estan dissenyats amb boles esfèriques i poden distribuir les càrregues sobre una superfície de mida mitjana.Acostumen a funcionar millor per a càrregues de mida petita a mitjana, repartint les càrregues mitjançant un únic punt de contacte.
A continuació es mostra una referència ràpida per al tipus de càrrega del coixinet i el millor coixinet de boles per a la feina:
Càrregues radials (perpendiculars a l'eix) i lleugeres: trieu coixinets de boles radials (també coneguts com a coixinets de boles profunds).Els coixinets radials són alguns dels tipus de coixinets més comuns del mercat.
Càrregues axials (d'empenta) (paral·leles a l'eix): escolliu coixinets de boles d'empenta
Càrregues combinades, tant radials com axials: Trieu un coixinet de contacte angular.Les boles contacten amb la pista en un angle que suporta millor les càrregues combinades.
Coixinets de rodets i càrrega del coixinet
Els coixinets de rodets estan dissenyats amb rodets cilíndrics que poden distribuir les càrregues sobre una superfície més gran que els coixinets de boles.Acostumen a funcionar millor per a aplicacions de càrrega pesada.

A continuació es mostra una referència ràpida per al tipus de càrrega del coixinet i el millor coixinet de rodets per a la feina:
Càrregues radials (perpendiculars a l'eix): Trieu coixinets de rodets cilíndrics estàndard
Càrregues axials (d'empenta) (paral·leles a l'eix): escolliu coixinets d'empenta cilíndrics
Càrregues combinades, tant radials com axials: trieu un coixinet de rodets cònics
Velocitats de rotació
La velocitat de rotació de la vostra aplicació és el següent factor a tenir en compte a l'hora de triar un coixinet.
Si la vostra aplicació funciona a altes velocitats de rotació, els coixinets de boles solen ser l'opció preferida.Tenen un millor rendiment a velocitats més altes i ofereixen un rang de velocitat més elevat que els coixinets de rodets.
Una de les raons és que el contacte entre l'element rodant i les pistes d'un coixinet de boles és un punt en lloc d'una línia de contacte, com en els coixinets de rodets.Com que els elements rodants pressionen a la pista mentre roden sobre la superfície, es produeix una deformació superficial molt menor a les càrregues puntuals dels coixinets de boles.

Força centrífuga i coixinets
Una altra raó per la qual un coixinet de boles és millor per a aplicacions d'alta velocitat és a causa de les forces centrífugues.La força centrífuga es defineix com una força que empeny cap a fora sobre un cos que es mou al voltant d'un centre i sorgeix de la inèrcia del cos.
La força centrífuga és el principal factor limitant de la velocitat del coixinet perquè es converteix en càrregues radials i axials sobre un coixinet.Com que els coixinets de rodets tenen més massa que un coixinet de boles, el coixinet de rodets produirà una força centrífuga més gran que un coixinet de boles de la mateixa mida.

Redueix la força centrífuga amb material de boles de ceràmica
De vegades, la velocitat d'una aplicació està per sobre de la velocitat d'un coixinet de boles.
Si això passa, una solució senzilla i habitual és canviar el material del coixinet de boles d'acer a ceràmica.Això manté la mida del coixinet igual, però ofereix aproximadament un 25% més de velocitat.Com que el material ceràmic és més lleuger que l'acer, les boles de ceràmica produeixen menys força centrífuga a qualsevol velocitat donada.

Les aplicacions d'alta velocitat funcionen millor amb coixinets de contacte angular
Els coixinets de contacte angular són la millor opció de coixinets per a aplicacions d'alta velocitat.Una de les raons és que les boles són més petites i les boles més petites pesen menys i produeixen menys força centrífuga quan giren.Els coixinets de contacte angular també tenen una precàrrega integrada als coixinets que treballa amb forces centrífugues per rodar correctament les boles al coixinet.
Si esteu dissenyant una aplicació d'alta velocitat, voldreu un coixinet d'alta precisió, normalment dins de la classe de precisió ABEC 7.
Un coixinet de menor precisió té més "espai de moviment" dimensional quan es fabrica que un coixinet d'alta precisió.Per tant, quan el coixinet s'utilitza a altes velocitats, les boles roden ràpidament per la pista del coixinet amb menys fiabilitat, cosa que pot provocar una fallada del coixinet.
Els coixinets d'alta precisió es fabriquen amb estàndards estrictes i tenen molt poca desviació de les especificacions quan es produeixen.Els coixinets d'alta precisió són fiables per a aplicacions ràpides perquè garanteixen una bona interacció entre boles i pistes.

Extensió i rigidesa del coixinet
La desviació del coixinet és la quantitat que un eix orbita des del seu centre geomètric mentre gira.Algunes aplicacions, com ara els cargols d'eines de tall, només permetran que es produeixi una petita desviació en els seus components giratoris.
Si esteu dissenyant una aplicació com aquesta, trieu un coixinet d'alta precisió perquè produirà desviacions del sistema més petites a causa de les toleràncies estrictes amb les quals es va fabricar el coixinet.
La rigidesa del coixinet és la resistència a la força que fa que l'eix es desvii del seu eix i juga un paper clau per minimitzar el descentrament de l'eix.La rigidesa del coixinet prové de la interacció de l'element rodant amb la pista de rodadura.Com més es pressiona l'element rodant a la pista, provocant una deformació elàstica, més alta serà la rigidesa.

La rigidesa del coixinet es classifica normalment per:
Rigidesa axial
Rigidesa radial
Com més gran sigui la rigidesa del coixinet, més força serà necessària per moure l'eix quan s'utilitza.
Vegem com funciona això amb coixinets de contacte angular de precisió.Aquests coixinets solen venir amb un desplaçament fabricat entre la pista interior i exterior.Quan s'instal·len els coixinets de contacte angular, s'elimina el desplaçament, la qual cosa fa que les boles premsin a la pista sense cap força d'aplicació exterior.Això s'anomena precàrrega i el procés augmenta la rigidesa del coixinet fins i tot abans que el coixinet vegi cap força d'aplicació.

Lubricació dels coixinets
Conèixer les vostres necessitats de lubricació de coixinets és important per triar els coixinets adequats i cal tenir-lo en compte al principi del disseny d'una aplicació.La lubricació inadequada és una de les causes més comunes de fallada dels coixinets.
La lubricació crea una pel·lícula d'oli entre l'element rodant i la pista del coixinet que ajuda a prevenir la fricció i el sobreescalfament.
El tipus de lubricació més comú és el greix, que consisteix en un oli amb un agent espessidor.L'agent espessidor manté l'oli al seu lloc, de manera que no sortirà del coixinet.A mesura que la bola (coixinet de boles) o el rodet (coixinet de rodets) roda sobre el greix, l'agent espessidor se separa deixant només la pel·lícula d'oli entre l'element rodant i la pista del coixinet.Després de passar l'element rodant, l'oli i l'agent espessidor s'uneixen de nou.
Per a aplicacions d'alta velocitat, és important conèixer la velocitat a la qual l'oli i l'espessidor es poden separar i tornar a unir.Això s'anomena l'aplicació o el valor que porta n*dm.
Abans de seleccionar un greix, heu de trobar el valor ndm de les vostres aplicacions.Per fer-ho, multipliqueu les RPM de les vostres aplicacions pel diàmetre del centre de les boles del coixinet (dm).Compareu el vostre valor ndm amb el valor de velocitat màxima del greix, que es troba al full de dades.
Si el vostre valor n*dm és superior al valor de velocitat màxima del greix a la fitxa de dades, aleshores el greix no podrà proporcionar suficient lubricació i es produirà una fallada prematura.
Una altra opció de lubricació per a aplicacions d'alta velocitat són els sistemes de boira d'oli que barregen oli amb aire comprimit i després l'injecten a la pista de rodament del coixinet a intervals mesurats.Aquesta opció és més costosa que la lubricació amb greix perquè requereix un sistema extern de mescla i dosificació i aire comprimit filtrat.No obstant això, els sistemes de boira d'oli permeten que els coixinets funcionin a velocitats més altes mentre generen una menor quantitat de calor que els coixinets greixats.
Per a aplicacions de velocitat més baixa és habitual un bany d'oli.Un bany d'oli és quan una part del coixinet està submergida en oli.Per als coixinets que funcionaran en entorns extrems, es pot utilitzar un lubricant sec en comptes d'un lubricant a base de petroli, però la vida útil del coixinet normalment s'escurça a causa de la naturalesa de la pel·lícula del lubricant que es trenca amb el temps.Hi ha un parell de factors més que cal tenir en compte a l'hora de seleccionar un lubricant per a la vostra aplicació, consulteu el nostre article en profunditat "Tot el que necessiteu saber sobre la lubricació dels coixinets.

Resum: Com triar un coixinet
Com triar el coixinet adequat per a la vostra aplicació:

Trobeu la càrrega i la capacitat de càrrega del coixinet
Primer, coneixeu el tipus i la quantitat de càrrega del coixinet que la vostra aplicació col·locarà al coixinet.Les càrregues de mida petita a mitjana solen funcionar millor amb coixinets de boles.Les aplicacions de càrrega pesada solen funcionar millor amb coixinets de rodets.

Coneix la velocitat de rotació de la teva aplicació
Determineu la velocitat de rotació de la vostra aplicació.Les altes velocitats (RPM) solen funcionar millor amb els coixinets de boles i les velocitats més baixes solen funcionar millor amb els coixinets de rodets.

Factor de la desviació i la rigidesa del coixinet
També voleu determinar quin tipus d'esgotament permetrà la vostra aplicació.Si l'aplicació només permet que es produeixin petites desviacions, és probable que un coixinet de boles sigui la vostra millor opció.

Trobeu la lubricació adequada per a les vostres necessitats de coixinets
Per a aplicacions d'alta velocitat, calculeu el vostre valor n*dm i, si és superior a la velocitat màxima del greix, llavors el greix no podrà proporcionar suficient lubricació.Hi ha altres opcions com la nebulització d'oli.Per a aplicacions de baixa velocitat, un bany d'oli és una bona opció.
Preguntes?Als nostres enginyers in situ els encantaria trobar-se amb vosaltres i ajudar-vos a triar el millor coixinet per a la vostra aplicació.