Por qué patinan los rodamientos del husillo de rectificado y cómo evitarlo

En las máquinas rectificadoras de precisión, el sistema de rodamientos del husillo juega un papel fundamental. Soporta una alta precisión rotacional, reduce la fricción y mantiene el rendimiento en condiciones exigentes. Cuando un rodamiento patina, puede provocar vibraciones, un acabado superficial deficiente, un desgaste acelerado e incluso la falla completa del husillo.

Comprender las causas fundamentales — y cómo prevenirlas — es esencial para mejorar el tiempo de actividad, reducir los costos de mantenimiento y garantizar una calidad de mecanizado constante.

¿Qué es el patinaje del rodamiento?

El patinaje del rodamiento no significa que todo el rodamiento gire en la carcasa. En cambio, se refiere a el deslizamiento entre los elementos rodantes (bolas o rodillos) y los caminos de rodadura en lugar de un movimiento de rodadura suave.

Esto ocurre típicamente bajo:

• Rotación a alta velocidad
• Carga radial ligera
• Precarga insuficiente

En estas condiciones, los elementos rodantes pueden perder contacto con el camino de rodadura y luego volver a engancharse repentinamente. Este movimiento repetido a microescala causa desgaste por frotamiento, picaduras en la superficie, aumento de calor y eventual avería del rodamiento.

Es un problema común en los rodamientos de bolas de contacto angular utilizados en los husillos de rectificado.

Principales causas del patinaje del rodamiento 

1. Uso de rodamientos de baja precisión o inapropiados

Una de las causas fundamentales más comunes es la selección de rodamientos que no están diseñados para aplicaciones de rectificado a alta velocidad. Los rodamientos con grados de precisión bajos (por ejemplo, por debajo de P5) a menudo tienen:

• Control dimensional deficiente
• Juego interno inconsistente
• Menor calidad del material y resistencia a la fatiga

Estas limitaciones los hacen propensos a la deformación y la inestabilidad a altas velocidades, lo que aumenta la probabilidad de patinaje.

Solución: Utilice rodamientos de bolas de contacto angular de precisión P5 o P4. Para husillos de muy alta velocidad (por encima de 15.000 RPM), considere rodamientos híbridos de cerámica para reducir las fuerzas centrífugas y la generación de calor.

2. Ajustes incorrectos del eje y la carcasa

Incluso un rodamiento de alta calidad fallará prematuramente si el ajuste en el eje o en la carcasa es incorrecto.

• Ajuste holgado del anillo interior: A alta velocidad, el anillo interior se expande debido a la fuerza centrífuga y la temperatura de funcionamiento. Si la interferencia inicial es demasiado pequeña, se convierte en juego — permitiendo que el anillo interior gire sobre el eje ("creep del anillo interior").
• Ajuste holgado del anillo exterior: Si el orificio de la carcasa es sobredimensionado, el anillo exterior puede girar, especialmente cuando se produce la expansión térmica durante el funcionamiento.

Solución:

• Utilice tolerancia k5 o m5 para ejes (ajuste de interferencia)
• Utilice tolerancia H7 para carcasas
• Tenga en cuenta la expansión térmica en el funcionamiento continuo
• Considere un diseño de eje fijo-libre para gestionar el crecimiento axial

3. Precarga inadecuada o perdida

Los rodamientos de contacto angular dependen de la precarga para eliminar el juego axial y aumentar la rigidez del sistema. Sin la precarga adecuada:

• Los elementos rodantes pierden contacto constante
• Aumentan las vibraciones
• El riesgo de patinaje aumenta significativamente

Los problemas comunes incluyen:

• Tuerca de seguridad no apretada según las especificaciones
• Arandela de bloqueo dañada o faltante
• Emparejamiento incorrecto (espalda con espalda vs. cara a cara)
• Pérdida de precarga debido a efectos térmicos o relajación mecánica

Solución:

• Aplique la precarga correcta utilizando espaciadores de precisión o mecanismos de resorte
• Utilice juegos de rodamientos dúplex emparejados
• Inspeccione regularmente los componentes de bloqueo durante el mantenimiento

4. Lubricación inadecuada

La grasa sirve para algo más que reducir la fricción — forma una película protectora de aceite que separa las superficies metálicas. Si esta película se rompe, se produce contacto metal con metal, lo que acelera el desgaste y el calor.

Problemas comunes de lubricación:

• Uso de grasa de uso general en lugar de grasa para husillos de alta velocidad
• Exceso de engrase → agitación, sobrecalentamiento
• Engrase insuficiente o grasa vieja → funcionamiento en seco
• Contaminación por refrigerante o polvo

Solución:

• Utilice grasa sintética de alta velocidad (por ejemplo, base de poliurea o litio complejo)
• Llene solo 1/3 a 1/2 del espacio libre dentro del rodamiento
• Vuelva a lubricar cada 500–1.000 horas, según la velocidad y la temperatura de funcionamiento
• Para uso continuo a alta velocidad, considere la lubricación por aceite-aire (niebla de aceite)

5. Problemas de diseño y montaje del sistema del husillo

Incluso con rodamientos de alta calidad, los fallos a nivel del sistema pueden causar una carga desigual y patinaje localizado:

• Eje del husillo doblado o desequilibrado
• Estructura de la carcasa débil
• Desalineación entre los asientos de los rodamientos
• Tensión residual por montaje incorrecto

Estos conducen a una distribución desigual de la carga — algunos elementos rodantes soportan una carga excesiva, mientras que otros están sobrecargados, lo que aumenta el riesgo de patinaje.

Solución:

• Asegure una alta rigidez en el diseño del husillo y la carcasa
• Realice un equilibrado dinámico
• Mantenga una alineación precisa durante el montaje
• Evite la distorsión por fuerzas de sujeción o montaje

6. Efectos de la expansión térmica

El funcionamiento a alta velocidad genera calor por fricción y entrada del motor. A medida que aumenta la temperatura:

• El eje se expande → reduce la interferencia con el anillo interior
• La carcasa se expande → afloja el ajuste del anillo exterior

Si el crecimiento térmico no se considera durante el montaje, el patinaje puede desarrollarse después de 20–30 minutos de funcionamiento.

Solución:

• Diseñe para la expansión térmica (por ejemplo, permita la flotación axial en un extremo)
• Utilice materiales con coeficientes de expansión térmica coincidentes
• Agregue canales de enfriamiento o enfriamiento por aire/aceite forzado donde sea necesario

Cómo prevenir el patinaje del rodamiento – Tabla resumen

Reflexiones finales: El patinaje es un problema sistémico

El patinaje del rodamiento rara vez es causado por un solo factor. Por lo general, resulta de una combinación de mala selección, ajuste incorrecto, precarga perdida o lubricación inadecuada — a menudo agravándose con el tiempo.

Para prevenirlo eficazmente:

• Comience con rodamientos de ingeniería de precisión adecuados para aplicaciones de alta velocidad
• Siga estrictos procedimientos de instalación
• Controle la salud de la máquina continuamente
• Implemente el mantenimiento preventivo

Solo un enfoque completo a nivel de sistema garantiza la fiabilidad a largo plazo del husillo y un rendimiento de rectificado constante.

Beining Technology – Rodamientos de precisión para aplicaciones exigentes
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