Cálculo de las cargas dinámicas del rodamiento

Las cargas que actúan sobre un rodamiento se pueden calcular de acuerdo con las leyes de la mecánica siempre que se conozcan o se puedan determinar las fuerzas externas (por ejemplo, las fuerzas producidas por la transmisión de potencia, de trabajo, o de inercia). Cuando se calculan los componentes de carga para un rodamiento individual, el eje se considera como una viga que descansa sobre soportes rígidos y no sometidos a momentos, a efecto de simplificar los cálculos. Tampoco se tienen en cuenta las deformaciones elásticas en el rodamiento, el soporte o el bastidor de la máquina, ni los momentos producidos en el rodamiento como resultado de la flexión del eje.
Estas simplificaciones son necesarias cuando se realizan los cálculos de una disposición de rodamientos con la asistencia de medios disponibles como las calculadoras de bolsillo. Los métodos normalizados para el cálculo de las capacidades de carga básica y las cargas equivalentes se basan en suposiciones similares.
Las cargas que actúan sobre un rodamiento se pueden calcular en base a la teoría de la elasticidad sin las suposiciones mencionadas anteriormente, pero esto requeriría el uso de complicados programas informáticos. En estos programas, los rodamientos, el eje y el soporte se consideran como componentes resilientes de un sistema.
Las fuerzas externas de, por ejemplo, los pesos propios de los ejes y de los componentes que éstos soportan, o del peso de un vehículo y otras fuerzas de inercia, o bien se conocen o se pueden calcular. No obstante, cuando se determinan las fuerzas de trabajo (las fuerzas de laminación, las fuerzas de corte en máquinas herramienta, etc.), las fuerzas de choque y las fuerzas dinámicas adicionales, por ejemplo, a causa de un desequilibrio, suele ser necesario confiar en estimaciones basadas en la experiencia obtenida con otras máquinas y disposiciones de rodamientos similares.

Trenes de engranajes

En el caso de los trenes de engranajes, las fuerzas teóricas que actúan sobre los dientes se pueden calcular conociendo la potencia transmitida y las características del diseño de los dientes del engranaje. No obstante, hay fuerzas dinámicas adicionales que se producen en el propio engranaje o por el accionamiento o toma de fuerza. Las fuerzas dinámicas adicionales en los engranajes son producto de los errores de forma de los dientes y de los desequilibrios de los elementos que giran. Debido a las exigencias de un funcionamiento silencioso, los engranajes se fabrican según normas muy estrictas de precisión, por ello las fuerzas adicionales son generalmente tan pequeñas que no se deben tener en cuenta en los cálculos para los rodamientos.
Las fuerzas adicionales originadas por el tipo y el modo de funcionamiento de las máquinas con trenes de engranajes sólo se pueden determinar cuando las condiciones de funcionamiento son conocidas. Su influencia sobre la vida nominal de los rodamientos está considerada por un factor de “funcionamiento” que tiene en cuenta las fuerzas de choque y la eficacia del engranaje. Normalmente, los valores de este factor para las diferentes condiciones de funcionamiento se pueden encontrar en la información publicada por el fabricante del engranaje.

Transmisiones por correa

Para calcular las cargas que actúan sobre los rodamientos en el caso de las transmisiones por correa, es necesario tener en cuenta la tracción efectiva de la correa (fuerza periférica), la cual depende del par que se transmita. La tracción de la correa se deberá multiplicar por un factor cuyo valor depende del tipo de correa, de su precarga, de su tensión y de las fuerzas dinámicas adicionales. Los valores de este factor normalmente son publicados por los fabricantes de correas. No obstante, si no hubiese información disponible, se pueden aplicar los siguientes valores para
correas dentadas1,1 a 1,3correas en Vcorreas planas
1,2 a 2,51,5 a 4,5

Los valores más altos se aplican cuando la distancia entre los ejes es corta, para correas bajo cargas de choque o elevadas, o cuando la tensión de la correa es elevada.
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