Rodillos de aguja

Los rodamientos de rodillos de aguja son rodamientos de rodadura en los que los elementos rodantes tienen forma cilíndrica, pero presentan un diámetro muy pequeño y una relación longitud‑diámetro extremadamente elevada.

1. Características y tipos de rodamientos de rodillos de aguja

Los rodamientos de rodillos de aguja son rodamientos de rodillos en los que los elementos rodantes tienen forma cilíndrica, pero presentan un diámetro muy pequeño y una relación longitud‑diámetro extremadamente alta.

Los rodamientos de agujas presentan una altura transversal reducida y, en comparación con otros tipos de rodamientos de rodillos, ofrecen una mayor capacidad de carga y rigidez por unidad de área transversal. Además, gracias a su baja inercia, son especialmente adecuados para movimientos oscilatorios. En la tabla siguiente se enumeran los tipos de rodamientos de agujas. Asimismo, este catálogo incluye tablas de dimensiones para los modelos típicos señalados en azul en la tabla anterior. Para obtener información detallada sobre los rodamientos de agujas, consulte el catálogo específico “Rodamientos de agujas (CAT. No. 2300/C)”.

Tipo de rodamiento			Código de tipo	Diámetro del eje milímetro	Página
Rodamientos de rodillos radiales	Conjuntos de rodillos y jaulas para agujas		K, K…T2, K…S, KMJ…S, K…ZW, KV…S, KV…ZWS, K…L1	3–285	Páginas 595–608
	Rodillos y jaulas de agujas para bielas Asambleas		PK, KBK, GPK, KMJ…S, KBK, KV…S	——	——
	Rodillos de aguja con anillo exterior estampado		HK, HMK, HK…ZWD, HMK…ZWD, BK, BK…ZWD, HK…L, HMK…L, HK…LL, HMK…LL, DCL, HCK	3–50	Páginas 609–616
	Rodillos de aguja con anillo sólido		ARN48, ARN49, ARN49…R, ARN59, ARN69…R, NK, NK…R, NA48, NA49, NA49…R, NA59, NA69…R, NK+IR, NK…R+IR NA49…L, RNA49…., NA49…L, RNA49…L, MR, MR+MI, NKS, NKS+IR	5–440	Páginas 617–638
	Rodillos de aguja con anillo sólido Tipo separable		RNAO, RNAO…ZW, NAO, NAO…ZW	——	——
	Rodillos de aguja con juego ajustable		ARN49…S, AN49…S	——	——
Rodamientos de rodillos de empuje	Rodamientos de rodillos cilíndricos de empuje		811, 812, 893, K811, K812, K893 WS, GS, 874, K874	10–160	Páginas 639–644
	Rodamientos de agujas de empuje		AXK11, AS, WS, GS	10–160	Páginas 645–648
Rodamientos ensamblados	Rodamientos ensamblados		NKX, NKX…Z, NKXR, NKXR…Z, NKX+IR, NKX…Z+IR, NKXR+IR, NKXR…Z+IR, NKIA, NKIB, AXN, ARN	——	——
Rodillos	Rodillos tipo perno Rodillos de aguja		KR…(F), KR…(F)LL, KRV…(F), KRV…(F)LL, KR…(F)H, KRV…(F)H, KRT, KRT…L, KRVT, KRVT…LL, KRVU, KRVU…LL, CR, CR…L, CRV, CRV…LL, CR…H, CRV…·H, NUKR, NUKRT, NUKRU	3–64 (Diámetro del perno)	Páginas 649–666
	Rodillos de tipo anillo de retención Rodillos de aguja		RNAB2, NAB2, RNA22…LL, NA22…L, NATR, NATR…LL, NATV, NACV, NATV…LL, NACV…LL, NUTR, NUTW	5–50	Páginas 667–674
Componentes	Anillo interior, rodillos de agujas, anillo de retención, foca		IR, MI, F, WR, BR, G, GD, LEG, LEGD	——	Páginas 581–584
Rodamientos de movimiento lineal	Rodamientos de bolas lineales		KLM, KH, KD, RLM, FF, FF…ZW, RF, BF	——	——
Rodamientos para maquinaria textil	Rodamientos para tensores de rodillos inferiores		JPU…S, FRIS, FR	——	——

2. Precauciones relativas al funcionamiento y la precisión de los rodillos de agujas

Precisión y dureza superficial requeridas de las pistas de los rodamientos de rodillos de aguja

Los rodamientos de rodillos de aguja suelen utilizar el diámetro exterior del eje o el diámetro interior de la caja del rodamiento o del engranaje directamente como superficie de la pista. Para mantener la holgura radial del rodamiento de rodillos de aguja dentro de la tolerancia especificada tras su montaje y lograr una alta precisión de rotación, las exigencias de precisión, rugosidad superficial y dureza superficial de las superficies de las pistas se indican en la Tabla 1. La dureza superficial de las pistas debe estar comprendida entre HRC 58 y 64. Para garantizar una capacidad de carga adecuada, deben emplearse los materiales enumerados en la Tabla 2, previo tratamiento térmico apropiado.

Dependiendo de las condiciones de operación, los requisitos funcionales del rodamiento podrían no cumplirse aun cuando se sigan los valores recomendados que se indican a continuación. En tales casos, consulte con BOX.

Tabla 1: Precisión de la superficie del canal (recomendada)

Nota : La información entre paréntesis () se aplica a las aplicaciones que requieren alta precisión de rotación.

Tabla 2: Materiales utilizados para las superficies de los canales de conducción

Cuando el acero se endurece en superficie mediante procesos como la cementación y el temple, o la carbonitruRación y el temple, la norma JIS define la capa endurecida efectiva como la profundidad medida desde la superficie hasta el punto en el que la dureza alcanza 550 HV. La profundidad mínima de la capa endurecida efectiva se expresa aproximadamente mediante la ecuación (1).

Eht min ≥ 0.8Dw(0.1 + 0.002Dw)…… (1)

Donde,

Eht min: Profundidad mínima efectiva de la capa endurecida, mm

Dw: Diámetro del rodillo, mm

En los rodamientos de rodillos de aguja, la relación relativamente elevada entre la longitud y el diámetro de los rodillos determina un pequeño ángulo máximo de inclinación del rodamiento. En general, dicho ángulo de inclinación debe mantenerse por debajo de los valores indicados en la Tabla 3.

Tabla 3: Ángulos máximos de inclinación para rodamientos de rodillos de aguja

Las dimensiones deben establecerse de modo que la superficie de rodadura del rodillo no entre en contacto con la ranura de holgura del eje ni con la zona chaflanada de la pista del rodamiento. Si se requiere la dimensión Amin (Fig. 1), consulte a BOX.

Conjuntos de rodillos y jaulas para agujas

Los conjuntos de rodillos de aguja y jaula están compuestos por rodillos de aguja y una jaula que los guía y los sostiene. El eje o la carcasa del rodamiento pueden utilizarse directamente como superficie de pista, sin necesidad de anillos interno o externo, lo que permite un diseño compacto y ligero.

Los ajustes recomendados para los conjuntos de rodillos de aguja y jaula se muestran en la Tabla 4, mientras que las tolerancias de diámetro y las clasificaciones de los rodillos de aguja se presentan en la Tabla 5. Asimismo, consulte la Sección 2.1 para conocer la precisión y la dureza superficial requeridas cuando se utilizan ejes y casquillos de rodamientos como pistas de rodadura para los conjuntos de rodillos de aguja y jaula.

La variación del diámetro entre los rodillos de aguja individuales montados sobre la misma jaula es inferior a 2 μm. Salvo especificación en contrario, los conjuntos se suministran conforme a las clasificaciones estándar que figuran en la Tabla 5. Cuando se utilizan en paralelo dos o más rodamientos idénticos, deben emplearse conjuntos que contengan rodillos de aguja de la misma categoría y con el mismo color de etiqueta, a fin de garantizar una distribución uniforme de la carga.

Asimismo, para los conjuntos de rodillos de aguja y jaula utilizados en bielas de motores alternativos de pistón de pequeño y mediano tamaño, consulte el catálogo específico “Rodamientos de rodillos de aguja (N.º de catálogo 2300/C)”.

Tabla 4: Ajustes recomendados para conjuntos de rodillos de aguja y jaulas

Tabla 5: Tolerancias y clasificación del diámetro de las agujas de rodillo

Cuando un conjunto único de aguja y jaula se guía axialmente directamente sobre el hombro de un eje (Fig. 2), las superficies de contacto en los laterales de la jaula deben estar mecanizadas y libres de rebabas u otras imperfecciones. Cuando se opera a altas velocidades o bajo cargas elevadas, las superficies de contacto deben ser endurecidas y rectificadas. Cuando se utiliza un anillo de tope para guiar axialmente la jaula (Fig. 2), debe colocarse un anillo de empuje entre la jaula y el anillo de tope, de modo que la parte cortada del anillo de tope no entre en contacto directo con la jaula.

Rodillos de aguja con anillo exterior estampado

El anillo exterior de un rodamiento de rodillos de aguja con anillo exterior estampado se conforma con precisión a partir de una chapa de acero delgada y se prensa en una carcasa rígida del rodamiento con un ajuste adecuado, lo que garantiza que mantenga la precisión necesaria para desempeñar su función prevista.

Por lo tanto, medir la precisión dimensional del propio rodamiento antes del montaje por presión carece de sentido. Tras el montaje por presión del rodamiento en un calibre anular de la dimensión adecuada (con un espesor de pared igual o superior a 20 mm), se utiliza un calibre de paso o un calibre cónico para medir el diámetro del círculo inscrito (Fw) de los rodillos, como método para evaluar la precisión del rodamiento.

La tabla 6 enumera los ajustes recomendados para rodamientos de rodillos de aguja con anillos exteriores estampados,

La tabla 7 enumera las precisiones de los ejes y de las cajas de rodamientos, y las tablas 8.1 y 8.2 presentan las tolerancias dimensionales para los diámetros internos de los calibradores de anillo y el diámetro del círculo inscrito (Fw) de los rodillos, en relación con las series métricas estándar HK y BK, así como con la serie HMK de servicio pesado.

Al medir el diámetro del círculo inscrito del rodillo (F _w ) con un calibre de espiga, la dimensión en el lado de la holgura debe corresponder al límite inferior de la tolerancia dimensional del diámetro del círculo inscrito del rodillo, y la dimensión en el lado de la interferencia debe corresponder al límite superior de la tolerancia dimensional del diámetro del círculo inscrito del rodillo más 2 μm.

El anillo exterior está fabricado con chapa de acero de espesor reducido; el factor de seguridad (S ₀ ) al utilizar el rodamiento, debe asegurarse de que sea S ₀ ≥ 3 según las especificaciones estándar,

y para especificaciones que involucran acero al carbono cementado y templado (como los rodamientos de agujas con anillo exterior estampado de la Serie Premium, grado ¹⁾ , Por lo tanto, debe garantizarse que sea ≥ 2.

Nota 1)

Rodillos de aguja con anillo estampado de la serie Premium

Para obtener más información sobre los “Rodillos de aguja con anillo estampado de la Serie Premium”, póngase en contacto con BOX.

(Designado por una “F” añadida al código nominal)

Tabla 6: Ajuste entre la caja del rodamiento y el eje para rodamientos de rodillos de aguja con anillo exterior estampado

Tabla 7: Precisión del eje y de la caja del rodamiento (recomendada)

Nota: Los valores entre paréntesis se aplican a los rodamientos con un grado de precisión de 5 o superior.

Tabla 8.1 Precisión de los rodamientos de rodillos de aguja con anillo exterior estampado (1)

Tolerancias dimensionales para el diámetro del círculo inscrito del rodillo (tipos HK y BK) Unidad: mm

Tabla 8.2 Precisión de los rodamientos de rodillos de aguja con anillo exterior estampado (2)

Tolerancias dimensionales para el diámetro del círculo interior de los rodillos (tipo HMK) Unidad: mm

Rodillos de aguja tipo perno y rodamientos de aguja con anillo de retención

En los rodamientos de agujas con rodillos tipo perno, los pernos sustituyen al anillo interior, y el anillo exterior rueda a lo largo del camino de rodadura. Pueden emplearse en aplicaciones como rodillos excéntricos y rodillos guía. El anillo exterior está disponible con diámetros exteriores cilíndricos y esféricos, y su estructura interna se clasifica generalmente en tipos de rodillo macizo y de jaula.

Al instalar rodamientos de agujas con rodillos tipo perno, no golpee directamente el anillo de retención con un martillo ni con otras herramientas. Un anillo de retención roto provocará un mal funcionamiento en la rotación (Fig. 5). Además, el orificio para lubricación situado en la superficie del camino de rodadura del perno (marcado con “BOX” en el anillo de retención del perno) debe colocarse en la zona no sometida a carga (el lado que no recibe carga) (Fig. 6). Asegure los pernos y apriete las tuercas. Un par de apriete excesivo puede ocasionar la rotura de la sección roscada.

Los rodamientos de agujas con anillo de retención son rodamientos en los que el anillo exterior rueda sobre el rodillo. Al igual que los rodamientos de agujas de tipo perno, el diámetro exterior del anillo exterior está disponible en versiones cilíndrica o esférica, y se ofrecen tanto en configuraciones de complemento completo como con jaula. Pueden emplearse en rodillos excéntricos, rodillos guía, rodillos basculantes, rodillos de leva y rodillos de presión, entre otros.

Al instalar rodamientos de agujas con anillo de retención, el orificio de lubricación del anillo interior debe ubicarse en la zona no sometida a carga, ya que su instalación en el lado de la zona de carga reducirá la vida útil del rodamiento.

El juego radial interno de los rodamientos de agujas con rodillos atornillados y de los rodamientos de agujas con rodillos tipo anillo de retención se indica en la Tabla 12. La precisión dimensional y los ajustes recomendados para los rodamientos de agujas con rodillos atornillados se presentan en las Tablas 13 y 14, mientras que los ajustes recomendados para los rodamientos de agujas con rodillos tipo anillo de retención figuran en la Tabla 15.

Tabla 12 Holgura radial interna de los rodamientos de agujas con rodillos tipo perno y de los rodamientos de agujas con retén

Unidad: μm

Tabla 13: Precisión dimensional de los rodamientos de agujas con rodillos tipo tornillo.

Unidad: μm

Tabla 14: Ajustes recomendados para rodamientos de agujas con rodillos atornillados

Nota : Bajo cargas de impacto, se debe tener cuidado durante el montaje para evitar la formación de holguras.

Tabla 15: Ajustes recomendados para rodamientos de agujas con anillo de retención

La carga radial estática máxima admisible en la superficie de contacto entre el riel y el rodillo se denomina capacidad de carga del rodillo, y su valor varía según la dureza del rodillo. Las capacidades de carga indicadas en las tablas de dimensiones corresponden a una dureza HRC 40. Las capacidades de carga en diferentes…

Los niveles de dureza pueden obtenerse multiplicando la capacidad de carga del rodillo indicada en las tablas de dimensiones por el factor de corrección G que se muestra en la Tabla 16. Sin embargo, si la capacidad de carga del rodillo calculada supera la clasificación básica de carga estática del rodamiento Cor, se considera que la capacidad de carga del rodillo es igual a la clasificación básica de carga estática del rodamiento Cor.

Tabla 1.6 Coeficiente de corrección G

Los rodamientos de agujas con rodillos tipo perno y los rodamientos de agujas con anillo de retención suelen montarse en una configuración en voladizo. En funcionamiento continuo, esto puede provocar el aflojamiento del ajuste, lo que genera una carga desequilibrada sobre el rodamiento (carga unilateral). Para garantizar un funcionamiento estable del equipo, es necesario prestar especial atención al fenómeno del aflojamiento del ajuste.

Además, es necesaria la lubricación entre la superficie del diámetro exterior del anillo exterior y los rodillos. Incluso cuando se lubrica adecuadamente, puede producirse un fallo prematuro del rodamiento y de los rodillos si se genera deslizamiento entre la superficie del diámetro exterior del anillo exterior y los rodillos debido a cambios bruscos en la carga radial o en la velocidad de rotación durante el funcionamiento.

Para obtener más detalles, consulte el catálogo específico “Rodamientos de rodillos de aguja (N.º de catálogo 2300/C)”.