01 Introducción: Los cinco factores clave de selección

Un cojinete de chumacera es una unidad de cojinete montada que combina un cojinete de inserción con una carcasa pre-diseñada, lo que proporciona una solución-lista para-instalar para soporte del eje. Los cinco factores clave de selección son: (1) diámetro del eje, (2) tipo y magnitud de la carga, (3) entorno operativo, (4) requisitos de sellado y (5) configuración de montaje. La selección correcta previene fallas prematuras, reduce el mantenimiento y extiende la vida útil del equipo.

En maquinaria industrial, desde sistemas transportadores hasta equipos agrícolas, las unidades de rodamientos de chumacera se encuentran entre las instalaciones de rodamientos más utilizadas. Su diseño pre-ensamblado elimina la necesidad de carcasas de rodamientos-mecanizadas con precisión, reduce el tiempo de instalación y simplifica el mantenimiento. Sin embargo, seleccionar el cojinete de chumacera incorrecto para una aplicación determinada provoca una desalineación del eje, una sobrecarga del cojinete, fallas en el sello y tiempos de inactividad no planificados.

Esta guía recorre todos los aspectos de la selección de cojinetes de chumacera, desde principios básicos de construcción hasta consideraciones avanzadas de sellado y materiales. Ya sea que esté diseñando una nueva línea transportadora, reemplazando rodamientos en maquinaria agrícola o buscando componentes para equipos de manejo de materiales, la metodología a continuación lo ayudará a elegir la unidad correcta para sus condiciones operativas.

02 ¿Qué es un cojinete de chumacera?

Un cojinete de chumacera es un conjunto de cojinete montado que consta de un cojinete de inserción y una carcasa. El rodamiento de inserción suele ser un rodamiento rígido de bolas con un anillo exterior de forma esférica que se asienta en la carcasa, lo que permite que el rodamiento se auto-alinee dentro del orificio de la carcasa. Esta capacidad de autoalineación-compensa la desalineación del eje hasta 2 o 3 grados.

Construcción y Componentes

Un cojinete de chumacera estándar consta de los siguientes componentes:

Rodamiento de inserción (conjunto interior): rodamiento rígido de bolas con un aro interior extendido. El anillo interior se fija al eje mediante tornillos de fijación (tornillos prisioneros) en el anillo interior o mediante un collar de bloqueo excéntrico. El anillo exterior tiene un diámetro exterior esférico.

Alojamiento (piso): una base fundida o fabricada con un orificio esférico cóncavo que coincide con el anillo exterior del rodamiento de inserción. La carcasa tiene una base atornillada-para montarla en un marco o estructura.

Sellos: Ubicados a ambos lados del cojinete de inserción. Dependiendo del tipo, los sellos pueden ser sellos de contacto de goma (2RS), escudos metálicos (ZZ) o sellos laberínticos especializados.

Tornillos de fijación o collarín excéntrico: Mecanismo de bloqueo del aro interior al eje. Los tornillos de fijación (normalmente dos) se aprietan directamente sobre el eje. Los collares excéntricos utilizan una acción de leva para sujetar el eje.

Accesorio de engrase (zerk): se encuentra en los tipos relubricables y permite bombear grasa nueva al rodamiento durante el mantenimiento.

Cómo funciona la autoalineación-

El aro exterior esférico del rodamiento insertable se encuentra en el orificio esférico del soporte. Cuando el eje no está perfectamente alineado con el alojamiento, el rodamiento puede girar dentro del orificio del alojamiento, compensando la desalineación angular. Esta es una ventaja fundamental sobre las disposiciones de rodamientos rígidos, especialmente en aplicaciones de eje largo donde la deflexión del marco y la expansión térmica provocan una desalineación del eje.

Producto destacado de WXING

El catálogo de rodamientos de chumacera de WXING incluye la serie UCP (tipo almohada), la serie UCF (tipo con brida) y la serie UCT (tipo tensor). Los tamaños de orificio varían de 12 mm a 60 mm+ y se adaptan a ejes de 1/2 pulgada a 2-3/8 pulgadas. Los modelos estándar están disponibles sin MOQ y se admite la marca OEM.

03 tipos de cojinetes de chumacera

Los cojinetes de chumacera se clasifican por tipo de carcasa (almohada, bridada, tensor), tipo de cojinete de inserción (de bolas o de rodillos) y método de bloqueo (tornillo de fijación o collar excéntrico). Las tres configuraciones de carcasa principales son UCP (almohada), UCF (bridada) y UCT (tensor), cada una adecuada para diferentes orientaciones de montaje y direcciones de carga.

Insertar tipos de rodamientos

Si bien la mayoría de los rodamientos tipo chumacera utilizan rodamientos rígidos de bolas (serie UC), algunas aplicaciones requieren insertos especializados:

Serie UC (inserto de rodamiento de bolas): rodamiento rígido de bolas estándar con aro exterior esférico, bloqueo por tornillo de fijación. El tipo más común y versátil para uso industrial general.

Serie UK (inserto con rodamiento de agujas): utiliza rodillos con rodamiento de agujas para una mayor capacidad de carga radial en sobres compactos. Adecuado para aplicaciones con cargas radiales elevadas y espacio limitado.

Serie SA (acero inoxidable): rodamientos de inserción-resistentes a la corrosión para entornos de procesamiento de alimentos, marinos y químicos. Fabricado en acero inoxidable 440C o 304.

Serie EX (collar excéntrico): utiliza un collar de bloqueo excéntrico en lugar de tornillos de fijación. Preferido para aplicaciones con rotación inversa o donde los tornillos de fijación pueden dañar la superficie del eje.

Comparación de métodos de bloqueo

04 Cómo seleccionar un rodamiento de chumacera: paso a paso

Seleccionar el cojinete de chumacera correcto implica cinco pasos: (1) determinar el diámetro del eje, (2) calcular las cargas radiales y axiales, (3) elegir el material de la carcasa, (4) seleccionar el tipo de sello y (5) verificar que las dimensiones de montaje coincidan con su equipo. Cada paso se basa en el anterior y omitir cualquier paso corre el riesgo de fracasar.

Paso 1: determinar el diámetro del eje

Mida el diámetro del eje en la posición del rodamiento utilizando calibradores. Los cojinetes de chumacera se dimensionan según el diámetro del orificio. Los tamaños de eje comunes varían desde 12 mm (UCP201-12) hasta 60 mm (UCP312). También se admiten ejes en pulgadas: por ejemplo, el UCP205-16 se adapta a un eje de 1 pulgada (25,4 mm). Registre el tamaño métrico y en pulgadas, si corresponde. También tenga en cuenta si el eje está mecanizado con tolerancias estándar (normalmente h7/h6) o si ha sido modificado.

Paso 2: Calcular cargas radiales y axiales

Calcule la carga radial (fuerza perpendicular al eje del eje) a partir de la tensión de la correa, las fuerzas de los engranajes, el tirón de la cadena o el peso de los componentes giratorios. Calcule la carga axial (fuerza a lo largo del eje del eje) a partir de fuerzas de empuje, componentes axiales de engranajes o gravedad en ejes inclinados. Determine la carga dinámica equivalente: P=XFr + YFa, donde Fr es la carga radial, Fa es la carga axial y X, Y son factores de carga del catálogo de rodamientos. Verifique que la capacidad de carga dinámica básica (C) del rodamiento sea suficiente para la vida útil L10 requerida. Para rodamientos de bolas con chumacera, mantenga la carga equivalente P por debajo del 10-15 % de C para una larga vida útil (L10 > 50 000 horas).

Paso 3: elija el material de la carcasa

Seleccione el material de la carcasa según el entorno operativo. El hierro fundido (HT200) es la opción estándar para aplicaciones industriales generales debido a su amortiguación de vibraciones, resistencia y rentabilidad-. Se requiere acero inoxidable (304 o 316) para entornos de procesamiento de alimentos, marinos y químicos. Las carcasas de acero estampado son más livianas y económicas, adecuadas para aplicaciones de trabajo liviano-. Las carcasas termoplásticas se utilizan en aplicaciones -resistentes a productos químicos o no-conductoras. Se recomienda el hierro fundido para la mayoría de los entornos industriales.

Paso 4: seleccione el tipo de sello

Seleccione la configuración de sellado según el nivel de contaminación y los requisitos de velocidad. Los rodamientos abiertos se adaptan a entornos limpios y lubricados internamente, como cajas de engranajes selladas. Los protectores metálicos ZZ brindan una protección moderada contra el polvo al mismo tiempo que mantienen una alta velocidad.. 2Los sellos de caucho RS brindan máxima protección contra la contaminación y están pre-lubricados para un funcionamiento sin mantenimiento-. Para aplicaciones agrícolas, mineras y exteriores con mucho polvo o humedad, seleccione sellos de triple-labio o laberinto. La elección del sello de aceite afecta directamente la vida útil del rodamiento en ambientes contaminados.

Paso 5: verificar las dimensiones de montaje

Verifique que el patrón de pernos de la carcasa, la altura de la base (altura central desde la superficie de montaje hasta la línea central del eje), la longitud total y el ancho coincidan con su equipo. Verifique el espacio entre los orificios de los pernos contra su marco o placa de montaje. Asegúrese de que el eje pueda pasar a través de la carcasa sin interferencias y que la posición del cojinete permita una alineación adecuada de la correa/engranaje. Para los tipos con bridas (UCF), verifique que el diámetro del círculo del perno y el diámetro piloto coincidan con la superficie de montaje.

05 Opciones de sellado: Por qué son importantes los sellos de aceite

El sellado es el factor más importante en la vida útil de los cojinetes de chumacera en ambientes contaminados. Los sellos de aceite previenen las fugas de lubricante y bloquean la entrada de contaminantes. La elección incorrecta del sello causa entre el 60% y el 80% de las fallas prematuras de los cojinetes de chumacera. Los tres tipos principales de sellos son abiertos (sin sello), protectores metálicos ZZ y sellos de contacto de caucho 2RS, cada uno de ellos adecuado para diferentes niveles de contaminación y requisitos de velocidad.

En entornos industriales, la contaminación es la causa principal de fallas en los rodamientos. El polvo, el agua, los productos químicos y las partículas abrasivas que entran en la pista de rodadura del rodamiento provocan desgaste abrasivo, degradación del lubricante y fatiga acelerada. Un sello de aceite seleccionado correctamente puede prolongar la vida útil del rodamiento entre 3 y 5 veces en comparación con un rodamiento abierto o mal sellado.

Comparación de tipos de sellos

Materiales del sello de aceite

El material del labio del sello de aceite determina su temperatura y resistencia química:

NBR (Nitrilo/Buna-N): material estándar, rango de temperatura de -40 °C a +120C. Buena resistencia a aceites y grasas. Adecuado para la mayoría de aplicaciones industriales.

FKM (Viton/fluorocarbono): material de alta-temperatura, rango de -20 °C a +200C. Excelente resistencia química. Se utiliza en procesamiento químico, áreas automotrices de alta temperatura y ambientes agresivos.

Silicona: amplio rango de temperatura -60 C a +200 C. Bueno para temperaturas bajas-y altas temperaturas extremas. Menor resistencia a la abrasión que el NBR.

PTFE (teflón): resistencia química extrema, rango de -50 °C a +250C. Se utiliza en aplicaciones de procesamiento químico, de calidad alimentaria-y ultra-limpias. Superficie antiadherente de baja fricción.

Información clave: relación entre el sello de aceite y la vida útil del rodamiento

En un sistema transportador que opera en una planta de cemento, el cambio de protectores ZZ a sellos de caucho 2RS extendió la vida útil del cojinete de chumacera de 4000 horas a 18 000 horas. Los sellos de goma impidieron que el polvo de cemento entrara en la pista del rodamiento, reduciendo el desgaste abrasivo y protegiendo la grasa de la contaminación. La reducción de velocidad del 90% al 65% de la velocidad nominal fue aceptable para la aplicación.

06 Materiales y acabados de cojinetes de chumacera

Los materiales de la carcasa del soporte incluyen hierro fundido (HT200) para uso industrial general, acero estampado para aplicaciones de trabajo liviano-, acero inoxidable (304/316) para ambientes corrosivos y termoplástico para resistencia química. El hierro fundido es la opción predeterminada para amortiguar las vibraciones y dar rigidez estructural. Los acabados de las superficies incluyen revestimiento de zinc, óxido negro y revestimiento epóxico para protección adicional contra la corrosión.

Comparación de materiales de carcasa

Acabados superficiales

Para las carcasas de hierro fundido, los acabados superficiales proporcionan protección adicional contra la corrosión:

Pintado (epoxi o esmalte): Acabado estándar para uso industrial en interiores. Proporciona protección básica contra la corrosión y apariencia estética. Adecuado para la mayoría de entornos de fábrica.

Galvanizado: Zinc galvanizado con pasivación con cromato transparente o amarillo. Proporciona buena resistencia a la corrosión para ambientes exteriores y húmedos. Común en equipos agrícolas y de construcción.

Óxido negro: un recubrimiento de conversión que proporciona una suave resistencia a la corrosión y una apariencia negra uniforme. Cambio dimensional mínimo, adecuado para aplicaciones de precisión.

Niquelado: resistencia superior a la corrosión y al desgaste para entornos hostiles. Mayor costo pero mayor vida útil en aplicaciones marinas y químicas.

07 Aplicaciones comunes por industria

Los cojinetes de chumacera se utilizan en prácticamente todas las industrias que involucran ejes giratorios. Los cuatro sectores de aplicación más importantes son los sistemas de transporte (manipulación de materiales), la maquinaria agrícola, el procesamiento de alimentos y los equipos de minería. Cada sector tiene requisitos distintos de carga, velocidad, sellado y material que impulsan la selección de rodamientos.

En aplicaciones de rodamientos agrícolas, como sinfines de granos y ventiladores de campo, la combinación de polvo fino, humedad y funcionamiento intermitente hace que los sellos de triple-labio sean esenciales. En los sistemas transportadores para manipulación de materiales, donde operan rodamientos para montacargas y equipos similares, los soportes sellados 2RS brindan el mejor equilibrio entre protección contra la contaminación y operación sin mantenimiento-. En el procesamiento de alimentos, son obligatorias las carcasas de acero inoxidable con sellos que cumplan con la FDA-y grasa de calidad alimentaria-.

08 Consejos de instalación y mantenimiento

La instalación adecuada de cojinetes de chumacera requiere preparación del eje, alineación, torque de perno correcto y lubricación adecuada. Los cuatro pasos críticos de instalación son: (1) limpiar e inspeccionar el eje, (2) montar el rodamiento en el eje antes de atornillarlo, (3) alinear la carcasa con el eje y (4) apretar los pernos de montaje de manera uniforme. El mantenimiento regular incluye relubricación, verificación de alineación y monitoreo de vibraciones.

Procedimiento de instalación

Limpie e inspeccione el eje: asegúrese de que la superficie del eje en la posición del cojinete esté limpia, lisa y libre de rebabas. El acabado superficial debe ser Ra 1,6 o mejor. Mida el diámetro del eje para confirmar que coincida con la tolerancia del orificio del rodamiento. Si anteriormente se utilizaron tornillos de fijación, lime cualquier hendidura en el eje.

Monte el rodamiento en el eje: Deslice el rodamiento de inserción sobre el eje antes de atornillar la carcasa. No apriete los tornillos de fijación todavía. Si utiliza un collar excéntrico, colóquelo en el eje y gírelo para enganchar la leva excéntrica. Aplique una capa ligera de compuesto antiagarrotamiento en el eje si es posible que sea necesario retirar el cojinete más adelante.

Coloque y alinee la carcasa: Coloque la carcasa en la superficie de montaje. Verifique que el eje esté centrado en el orificio de la carcasa y que el rodamiento pueda autoalinearse. Para aplicaciones con dos cojinetes de chumacera en el mismo eje, alinee ambas carcasas con el eje simultáneamente antes de apretar. Utilice una regla a través de los centros de los cojinetes para verificar la alineación.

Apriete los pernos de montaje: Apriete los pernos de montaje uniformemente en forma cruzada. Para carcasas de hierro fundido con pernos M10, apriete a 22-28 Nm. Para pernos M12, apriete a 35-45 Nm. No apriete demasiado, ya que esto puede distorsionar la carcasa y pellizcar el rodamiento. Utilice arandelas de seguridad o adhesivo bloqueador de roscas para evitar que se afloje debido a la vibración.

Apriete los tornillos de fijación: Una vez asegurada la carcasa, apriete los tornillos de fijación en el anillo interior. Para rodamientos estándar de la serie UC con dos tornillos de fijación, apriete ambos tornillos a 4-8 Nm dependiendo del tamaño del eje. Para collares excéntricos, gire el eje en la dirección de funcionamiento mientras aprieta el tornillo del collar. Apriete los tornillos de fijación en secuencia y vuelva a apretarlos después de 30 minutos de funcionamiento.

Verifique la rotación libre: gire el eje con la mano para confirmar una rotación suave y libre. Cualquier atascamiento, aspereza o resistencia inusual indica desalineación o un problema de instalación. Corrija cualquier problema antes de encender el equipo.

Mantenimiento y Relubricación

Para los cojinetes de chumacera relubricables, el intervalo de relubricación depende de la velocidad, la carga y la temperatura:

Al relubricar, bombee grasa nueva lentamente a través del engrasador hasta que se purgue una pequeña cantidad de grasa vieja de los sellos. No engrase-demasiado, ya que el exceso de grasa causa fricción interna, acumulación de calor y daños en el sello. Después de la relubricación, haga funcionar el rodamiento a baja velocidad durante 10 a 15 minutos para distribuir la grasa uniformemente antes de volver a la velocidad máxima.

Modos de falla comunes y prevención

Falla del sello (60% de las fallas): Causada por contaminación abrasiva, ataque químico o degradación térmica. Prevención: seleccione el material y tipo de sello de aceite correcto para el medio ambiente. Reemplace los sellos a intervalos programados.

Degradación del lubricante (15%): causada por altas temperaturas, sobre-engrase o tipos de grasa incompatibles. Prevención: siga el programa de relubricación, use grasa-para altas temperaturas para aplicaciones calientes y nunca mezcle tipos de grasas incompatibles.

Desalineación del eje (10%): causada por distorsión del marco, expansión térmica o error de instalación. Prevención: alinee ambos soportes con el eje simultáneamente, permita la expansión térmica y verifique la alineación después de la instalación.

Aflojamiento del tornillo de fijación (8%): ​​causado por vibración, cargas de impacto o torsión insuficiente. Prevención: use adhesivo de bloqueo de rosca-, vuelva a-apretar después del período de asentamiento-inicial y considere el bloqueo de collar excéntrico para aplicaciones de alta-vibración.

Corrosión (5%): Causada por humedad, exposición química o acción galvánica. Prevención: utilice carcasas e insertos de acero inoxidable para entornos corrosivos, aplique revestimientos protectores y garantice un drenaje adecuado.

Sobrecarga (2%): Causada por una selección incorrecta de rodamientos, cargas de impacto o cambios en las condiciones de operación. Prevención: verificar los cálculos de carga durante la selección, aplicar factores de seguridad adecuados y monitorear las condiciones de operación.

09 Cojinete de chumacera frente a cojinete de cartucho

Un rodamiento de chumacera tiene una carcasa dividida o sólida con un rodamiento de inserción, mientras que un rodamiento de cartucho es una unidad de rodamiento sellada, pre-ensamblada con un aro exterior integral que encaja directamente en un orificio mecanizado de la carcasa. Los cojinetes de chumacera son más fáciles de instalar y reemplazar; Los rodamientos de cartucho ofrecen mayor precisión y mejor sellado, pero requieren una carcasa mecanizada con precisión-.

Para la mayoría de las aplicaciones industriales donde la conveniencia de la instalación, la autoalineación-y el costo son prioridades, los rodamientos tipo chumacera son la opción preferida. Los rodamientos de cartucho se utilizan en aplicaciones que requieren mayor precisión, como husillos de máquinas herramienta y bombas de alta-velocidad, donde la carcasa está perforada con precisión-y se controla la alineación.

10 preguntas frecuentes

P: ¿Qué es un cojinete de chumacera?

R: Un cojinete de chumacera es una unidad de cojinete montada que consta de un cojinete de inserción y una carcasa. La carcasa, normalmente hecha de hierro fundido o acero estampado, proporciona una base-lista para-montar que soporta el rodamiento y el eje, eliminando la necesidad de una carcasa de rodamiento independiente. El anillo exterior esférico del rodamiento de inserción permite la auto-alineación dentro del alojamiento.

P: ¿Cómo sé qué tamaño de cojinete de chumacera necesito?

R: Para determinar el tamaño correcto del cojinete de chumacera, primero mida el diámetro del eje y luego calcule las cargas radiales y axiales que soportará el cojinete. Haga coincidir el diámetro del eje con el tamaño del orificio del rodamiento (disponible desde 12 mm hasta 60 mm+) y verifique que la capacidad de carga dinámica del rodamiento exceda su carga equivalente calculada con un factor de seguridad adecuado. También verifique que el patrón de pernos de la carcasa y la altura de la base coincidan con su superficie de montaje.

P: ¿Cuál es la diferencia entre los cojinetes de chumacera UCP, UCF y UCT?

R: UCP es del tipo chumacera con una base plana y dos orificios para pernos para montaje horizontal. UCF es del tipo bridado con cuatro orificios para pernos en una cara de brida para montaje vertical o lateral. UCT es un tipo de tensor con una base ranurada ajustable que permite ajustar la posición del eje para aplicaciones de tensado de correas. UCP es el más común para uso industrial general.

P: ¿Qué tipo de sello debo elegir para mi cojinete de chumacera?

R: Elija rodamientos abiertos para entornos limpios y lubricados externamente. Elija protectores metálicos ZZ para una protección moderada contra el polvo a alta velocidad. Elija sellos de goma 2RS para obtener la máxima protección contra la contaminación en ambientes polvorientos o húmedos. Para contaminación extrema en aplicaciones agrícolas, mineras o al aire libre, seleccione sellos laberínticos de triple-labio que brindan máxima protección y al mismo tiempo permiten la relubricación.

P: ¿Se pueden relubricar los cojinetes de chumacera?

R: Los cojinetes de chumacera equipados con engrasadores (engrasadores) se pueden relubricar. Siga el intervalo de relubricación según la velocidad de funcionamiento, la carga y la temperatura, normalmente cada 2000-5000 horas de funcionamiento para aplicaciones de servicio medio. Para los rodamientos sellados 2RS, generalmente no se requiere relubricación ya que el sello retiene la grasa de fábrica durante toda la vida útil del rodamiento.

P: ¿De qué materiales están hechas las carcasas de chumaceras?

R: Las carcasas de soporte generalmente están hechas de hierro fundido (HT200) para uso industrial general, acero estampado para aplicaciones de trabajo liviano-, acero inoxidable (304 o 316) para ambientes corrosivos y termoplástico para aplicaciones químicas o de grado alimenticio-. El hierro fundido es la recomendación predeterminada para la mayoría de los entornos industriales debido a su amortiguación de vibraciones y rigidez estructural.

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WXING Bearings fabrica una gama completa de cojinetes de chumacera (series UCP, UCF, UCT) con carcasas de hierro fundido y acero inoxidable. Nuestro equipo de ingeniería puede ayudarlo a seleccionar el tipo, el sello y el material correctos para sus condiciones de operación. Los modelos estándar se envían sin MOQ; Se admiten marcas OEM y especificaciones personalizadas.

Póngase en contacto con nuestros especialistas en rodamientos: cindy@wxingbearing.com

Acerca de los rodamientos WXING

WXING Bearings (Zhejiang Waxing Electromechanical Co., Ltd.) fabrica rodamientos de precisión desde 1995. Con 52+ máquinas de producción y exportaciones a 90+ países, WXING produce rodamientos de chumacera, rodamientos de bolas, rodamientos de rodillos, rodamientos de agujas, sellos de aceite y rodamientos especiales para aplicaciones automotrices, agrícolas, de construcción e industriales. Los artículos del catálogo estándar se envían sin MOQ; Las especificaciones personalizadas se admiten con plazos de entrega de 30 a 60 días.