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Fijación radial de las rótulas

Los aros interiores y exteriores de las rótulas se deben fijar (ubicar) radialmente al eje y en el soporte, de modo que se produzcan movimientos deslizantes en la rótula y no provoquen el deslizamiento del aro. El deslizamiento del aro se produce cuando un aro gira en su asiento en la dirección circunferencial bajo carga. Ubicar una rótula en dirección radial generalmente requiere un ajuste de interferencia. Sin embargo, no siempre puede aplicarse un ajuste de interferencia, p. ej., si se requiere un montaje y un desmontaje sencillos, o si la rótula debe poder ser desplazada axialmente sin limitaciones. El ajuste apropiado siempre se determina por las condiciones de funcionamiento.

1. Tipo y magnitud de la carga

El grado de interferencia debe ser compatible con el tipo y la magnitud de la carga, es decir, cuanto más pesada la carga y más fuertes las cargas de choque, se requiere más ajuste de interferencia (fig. 1).

  • Bajo cargas pesadas, las rótulas esféricas se deforman de manera elástica, lo cual puede afectar el ajuste de interferencia y provocar un deslizamiento del aro.
  • La fuerza de los componentes asociados debe ser adecuada para soportar las cargas y soportar por completo la rótula.
  • Si los componentes asociados se deforman, se corre el riesgo de que los aros templados de la rótula se quiebren.
  • Las rótulas esféricas radiales de acero/acero necesitan un ajuste mayor en comparación con las rótulas libres de mantenimiento, cuyo coeficiente de fricción es menor.

2. Juego interno de las rótulas

Un ajuste de interferencia en el eje y en el soporte hace que el aro interior se expanda de forma elástica y el aro exterior se comprima de forma elástica. Esto reduce el juego interno inicial de la rótula, antes del funcionamiento. El juego de funcionamiento (fig. 2) toma en mayor consideración la carga y la temperatura de funcionamiento.
El juego interno radial inicial de una rótula difiere según su tipo y tamaño. El juego ha sido seleccionado de modo tal que si se aplican las tolerancias recomendadas para el eje y los asientos del soporte, la rótula mantenga un juego de funcionamiento (o precarga) apropiado bajo condiciones de funcionamiento normales.
Si se usa un ajuste de interferencia estrecho para ambos aros de la rótula, o si las temperaturas de funcionamiento son inusuales, es posible que sea necesario usar un juego interno inicial mayor que el “normal” para las rótulas de acero/acero.

3. Condiciones de temperatura

Durante su funcionamiento, los aros de la rótula suelen presentar una temperatura superior a la de sus asientos. Esto significa que

  • el ajuste del aro interior se afloja (fig. 3)
  • el ajuste del aro exterior se vuelve más estrecho y puede restringir todo desplazamiento axial requerido en el soporte.
Si la diferencia de temperatura entre el aro interior y el aro exterior es considerable, se produce un cambio en el juego de funcionamiento. Esta condición debe tenerse en cuenta al seleccionar el ajuste; en caso contrario, la rótula podría agarrotarse, y dificultar o imposibilitar el giro del eje.

4. Diseño de los componentes asociados

Los asientos de la rótula sobre el eje y en el soporte no deben conducir a la distorsión desequilibrada
(error de redondez) de los aros de la rótula (fig. 4).
Por lo tanto:

  • los soportes partidos no son compatibles con los ajustes de interferencia.
  • Los soportes de paredes delgadas, los soportes de aleación ligera y los ejes huecos requieren un ajuste más apretado que los soportes de paredes gruesas de acero o de fundición y los ejes macizos, y deben tener fuerza suficiente.
  • Las cargas pesadas y los ajustes de interferencia requieren ejes de acero macizos y soportes enterizos de acero o de fundición de paredes gruesas.

5. Desplazamiento axial de las rótulas libres

Una rótula libre brinda solamente soporte radial y siempre debe poder ser desplazada axialmente (fig. 5). Esto suele lograrse al seleccionar un ajuste flojo para uno de los aros de la rótula, por lo general, el aro interior de una rótula esférica. Entre las razones, se incluyen las siguientes: 

  • El asiento del eje puede templarse y rectificarse de manera fácil y económica, para facilitar el desplazamiento axial. La dureza del eje debe ser de, al menos, 50 HRC.
  • Los aros exteriores de la mayoría de las rótulas esféricas se fracturan axialmente en una o dos posiciones, o se parten radialmente. Esto puede dificultar, sino imposibilitar, el desplazamiento axial.
  • El agujero del soporte debe protegerse del desgaste.

Acabado superficial de los asientos


La rugosidad superficial recomendada para
los asientos de la rótula cumple con la norma ISO 4288:1997.

  • para asientos del eje Rz ≤ 10 μm
  • para asientos del agujero del soporte Rz ≤ 16 μm

Ajustes recomendados


Solo unas pocas clases de tolerancia ISO son apropiadas para las rótulas esféricas. La fig. 6 presenta de forma esquemática sus posiciones relativas con referencia al agujero y el diámetro exterior de las rótulas. Las clases de tolerancia recomendadas para

  • el asiento del eje se presentan en la tabla 1
  • el agujero del soporte se presentan en la tabla 2

Estas recomendaciones se basan en los criterios definidos anteriormente y han sido confirmadas en una gran variedad de aplicaciones de rodamientos. Los límites de tolerancia según la norma ISO se indican en

Para facilitar el cálculo de los valores mínimos y máximos del juego o la interferencia teórica, las desviaciones del diámetro del agujero de la rótula normalizado (Δdmp) y las desviaciones del diámetro exterior de la rótula (ΔDmp) se presentan en la tabla 3 y la tabla 4.
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