Tolerancias y precisión en los rodamientos

Tolerancias y precisión en los rodamientos

Los rodamientos son un elemento importante en nuestras maquinas, y por lo general, no solemos comprar los adecuados. hagamos un breve repaso sobre tolerancias y precisión en los rodamientos.

Estamos buscando siempre montar las mejores maquinas posibles con el presupuesto mas ajustado, pero dentro de estas posibilidades, nos encontramos con diferentes opciones en cuanto a que material mecánico compramos para nuestras maquinas, sean del tipo que sean. Las tolerancias y precisión en los rodamientos son parámetros importantes que nos pueden ayudar a lograr el objetivo deseado.

Si nos centramos, por ejemplo, en los rodamientos que instalamos en CNC, generalmente son los que van en los soportes BK/BF para los husillos, los cuales si vamos a los mas baratos, van a llevar la serie 6000 o cualquier otra menos la realmente adecuada.

Para estas piezas y el uso que les vamos a dar, necesitamos rodamientos de contacto angular, o lo que es lo mismo, rodamientos serie 7000.

Dentro de esta serie, tenemos diferentes parámetros, tolerancias y precisiones. Generalmente estas vienen dadas por una clasificación, en lo que a tolerancias y precisión nos referimos. 

Vamos a aprender un poquito sobre esto, y luego veremos que tipo de rodamientos tenemos que buscar según las necesidades de una maquina CNC.

Clasificación de rodamientos de precisión

Lo primero de todo es entender como se van a clasificar los rodamientos de precisión y que puede significar dicha clase.

Por ejemplo, rodamientos de precisión clase ABEC 7 o superior, son un tipo de rodamientos de precisión fabricados con tolerancias estrictas y con unas desviaciones en sus dimensiones de micras.

Obviamente todo esto tiene un coste, y suele ser una serie mas cara, pero cada día es mas fácil poder fabricar este tipo de piezas, con lo que también van bajando de costes.

Diferentes estándares de clasificación: ANSI, DIN, ISO.

Ya sabéis que en este mundo lo de estandarizar y que solo tengamos un sistema para todo es utopía pura, así que vamos a ver diferentes formas de clasificar lo mismo. Porque hacer fácil algo no es una opción.

Listemos las diferentes organizaciones:

  • ISO – International Standards Organization.
  • ANSI – American National Standards Institute.
  • ABEC – Annular Bearing Engineering Committee.
  • DIN – Deutsches Institut fur Normung.

Y si ahora las comparamos y clasificamos entre ellas, podemos establecer la relación en cuanto a tolerancias y precisión en los rodamientos.

clasificación de estandar de rodamientos de precisión

Nota: Algunas empresas tienen alguna categoría intermedia, como por ejemplo P4+, o personalizaciones. Nos centramos en lo general.

Que se incluye en el estándar de tolerancias de fabricación de rodamientos

Dentro del estándar de fabricación de los rodamientos de precisión se tienen en cuenta ciertos aspectos como por ejemplo:

  • Diámetro interior y exterior.
  • Ancho.
  • Runout radial.
  • Runout axial.
  • Runout de la cara.
  • Perfil de superficio.
  • Otros.

Es realmente importante la clase en un rodamiento de precisión?

Como en todo, la precisión es sinónimo de calidad, de durabilidad y, en general, de buenos resultados. Así que en este caso, también importa. 

Por ejemplo, en rodamientos que tengan que alcanzar altas RPM, a mas calidad, mejores resultados y mayor duración del rodamiento. Si nos centramos en el uso que le vamos a dar nosotros, que no va a ser el de someterlos a altas RPM, pero si el de que tengan un bajo runout y movimiento o desplazamiento de la cara, para que nuestro husillo este bien anclado y no tengamos un juego por los rodamientos, con lo que obtenemos precisión en nuestros mecanizados. 

Aunque también calidad en las operaciones de acabado al eliminar, o mas bien reducir, posibles juegos de la mecánica.

Entendiendo la clasificación del estándar de precisión para rodamientos

No hemos comentado aun nada de que nivel o clase es mas precisa de las que hemos nombrado. Por lo general, cuando busquemos rodamientos en los sitios baratos, nos encontraremos referencias a las clases por el parámetro P0, P6, P5, P4, P2… pero todo tiene equivalencia, como la comentada en la imagen de antes.

Si establecemos un orden, de mas preciso a menos, sería: P2, P3, P4, P5, P6 y  P0.

Dentro de las precisiones, hay grandes saltos en cuanto al coste, que donde mas se va a notar es en los saltos entre las clases P4, P5, P6.

Que clase sería la recomendada para hobby y nuestras maquinas CNC.

Para nuestras necesidades podemos centrarnos en rodamientos angulares con clase de precisión P4 y P5. El coste de la pareja de rodamientos angulares (recuerdo que estos rodamientos van, mínimo, en parejas) suele ser de unos 10-14€ para un P5 a unos 20 para un P4.

Otro recordatorio, los rodamientos angulares solo van en los soportes BK. El rodamiento del soporte BF es de la serie normal, la serie 6000.

Como ultima puntualización, las parejas de rodamientos angulares tienen una marca, ya que van con una colocación especifica, no vale colocarlos como queramos. Esto lo explico un poquito mas abajo.

Entendiendo los parámetros de los rodamientos axiales de Aliexpress

Ahora vamos de compras por nuestro chino preferido y zas! nos encontramos con una serie de parámetros que no tenemos ni idea de que son. Voy a intentar arrojar un poquito de luz y explicar que es cada cosa y sobre que nos tenemos que fijar.

Lo primero de todo es, por si hay algún despistado, la serie. La de rodamiento angular es la serie 7000. El porque queremos este tipo de rodamiento y no el típico serie 6000. Muy sencillo, buscamos reducir el juego axial del rodamiento, por lo que por construcción de este, los rodamientos axiales están pensados para soportar cargas en ese plano. Mientras tanto, el rodamiento serie 6000 esta diseñado para soportar las cargas radiales, con lo que en su eje axial tiene algo de juego.

Ya tenemos la serie, ahora vamos a elegir las medidas, lo referente a diámetro exterior e interior. Para un husillo SFU1605 con un diámetro en la zona de agarre de 12mm, tenemos que ir a la serie 7001. Para un husillo SFU2005 con un diámetro en la zona de anclaje de 15mm tenemos que ir al modelo 7002. En el caso de husillos SFU1204, con un diámetro de 10mm, nuestro modelo será el 7000.

Ya tenemos muchos parámetros, nos queda elegir el ángulo del rodamiento (el ángulo de las bolas del rodamiento) y el modo de emparejamiento. Para el ángulo del rodamiento tenemos 3 opciones:

  • C: 15º
  • AC: 30º
  • B: 40º

Esta elección viene condicionada de la siguiente forma, a mayor ángulo, mas carga podrá soportar el rodamiento y a menor ángulo mas velocidad podrá soportar el rodamiento. En nuestro caso, que los husillos giran despacio (<1500RPM), nos iremos al ángulo mayor, parámetro con valor B – 40º.

Para el caso del modo de montaje, añado una imagen con todos y pasamos a una breve explicación.

rodamientos angulares parámetros

Aquí tenemos las posibles opciones, y cuidado aquí, estamos comprando el rodamiento con un tipo de montaje, no podemos luego montarlo como queramos. Solo se montan con una única posición.

Os he comentado antes que los rodamientos axiales o angulares se compran mínimo en parejas, pero también se pueden comprar en bloques de 4 porque puede haber montajes mecánicos que así lo requerían. No es nuestro caso, así que todos esos los descartamos.

Centrándonos en las combinaciones de la pareja de rodamientos de precisión tenemos 3 opciones: DB, DF y DT. 

Que buscamos con el montaje de estos rodamientos? Reducir el juego axial, ya que el husillo va a transmitir su esfuerzo a lo largo de su eje, de forma axial. Además, estos rodamientos, de forma unitaria, solo soportan el esfuerzo en un sentido. Si los emparejamos, tenemos controlado y podemos hacer trabajar en ambos sentidos, pero en el mercado tenemos opción de comprar una variante en la que solo se puede hacer trabajar a la pareja de rodamientos en una dirección, es decir, solo es capaz de soportar la carga en una sola dirección. Esta pareja es la DT. Esta es la pareja que descartamos.

De las dos restantes, la DB y DF, nos valen ambas, ya que pueden trabajar con carga en ambas direcciones.

Pues ya tendríamos todos los parámetros resueltos, y estamos en condiciones de elegir el rodamiento mas adecuado para montar en nuestras maquinas.

Donde comprar rodamientos axiales de precisión

Hemos hablado de tolerancias y precisión en los rodamientos y además hemos entrado un poquito en profundidad sobre que es cada parámetro que nos encontramos cuando queremos comprar un rodamiento. A modo de completar un poco mas esta entrada, donde podemos comprar rodamientos de la serie 7000?

Os dejo algunas referencias de compra para Aliexpress y Amazon:

Terminando la entrada de tolerancias y precisión en los rodamientos

Va llegando el momento de cerrar esta estupenda entrada. Hemos visto cositas bastante interesantes y os he recopilado en un post los aspectos mas importantes para una primera toma de contacto con los rodamientos angulares, que si no sabes de que va la historia, con esta lectura estas en condiciones de saber elegir cual montar en tu maquina y entender un poco la teoría.

En su día también vimos como mejorar la precisión de nuestras maquinas actuando sobre los soportes BK/BF, y no es otra que cambiar sus rodamientos.

Como siempre, tenéis abajo la zona de comentarios para añadir lo que creáis oportuno o notificarme de algún error que haya podido cometer.

Por mi parte esto es todo, espero que os sirva de ayuda y nos vemos en la siguiente.

Saludos,

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