La buena noticia es que existen diseños alternativos a los que puede recurrir sin gastar de más. En Festo, diseñamos un eje de alta resistencia con un solo perfil más ancho, múltiples rieles de guía y un nuevo sistema de rodamientos que gestiona con éxito cargas altas.
En cualquier sistema de doble riel, ambos ejes nunca son completamente paralelos. Sin embargo, en los sistemas típicos que utilizan dos ejes separados pero alineados, la placa que conecta los dos carros de rodamientos compensa parte de la desalineación al deformarse.
El problema al usar un solo perfil es que apenas hay flexibilidad. Debido a que la estructura es muy rígida, los rodamientos se contraponen entre sí, lo que provoca desgaste y fallas prematuras. Para superar estos desafíos, realizamos algunas modificaciones al sistema de rodamientos.
Rodamientos de bolas más grandes compensan la desalineación. Las bolas que seleccionamos para nuestro sistema de doble riel tienen un diámetro ligeramente mayor que las bolas de un sistema de un solo riel. Cada bola se comprime ligeramente, compensando tolerancias de desalineación pequeñas pero importantes. Piénselo de esta manera: un balón de fútbol americano presurizado a 10 psi puede aplastarse o deformarse con mayor facilidad que una pelota de tenis a la misma presión.
Los rodamientos de bolas sin jaula crean más espacio y una mayor área de contacto. Aunque la mayoría de nosotros asumimos que los rodamientos de bolas enjaulados son superiores a los que no tienen jaula, todas las apuestas cambian cuando se trata de cargas altas. La mayor parte del espacio dentro de un carro de rodamientos enjaulado es utilizado por la jaula misma, lo que reduce el espacio disponible para las bolas. Los rodamientos sin jaula, en cambio, ofrecen más espacio para las bolas y una mayor área de contacto, lo que se traduce en una mayor capacidad de carga que beneficia a las aplicaciones de trabajo pesado.
Tenga en cuenta que la velocidad máxima de un sistema con rodamientos sin jaula será menor que la de un sistema con rodamientos enjaulados. Pero para un eje capaz de soportar mil kilos, la velocidad difícilmente es la consideración principal.
Una configuración de bolas en “O” distribuye las fuerzas de manera más uniforme dentro del sistema de guía. La orientación de las bolas dentro de la carcasa del rodamiento juega un papel importante en la capacidad de la guía lineal para resistir la deflexión.
Generalmente, existen dos geometrías de montaje: cara a cara (X) y espalda con espalda (O). En una disposición X, las bolas hacen contacto con el riel en una configuración orientada hacia adentro que crea un patrón en “X” dentro del riel. Esta huella estrecha entre las líneas centrales de las bolas proporciona mayor rigidez, lo que reduce la capacidad de la guía para manejar cargas de momento. Si bien esta disposición resulta exitosa en sistemas de un solo eje, que no tienen cargas de momento inherentes que gestionar, es demasiado rígida para sistemas de doble guía.
Debido a que las disposiciones en O presentan una orientación de bolas hacia afuera, la huella entre las bolas es mucho más ancha. Este diseño ofrece mayor resistencia a las fuerzas aplicadas basadas en momento que la disposición en X, mejorando la rigidez de la guía lineal.
Una vez que integramos el nuevo sistema de rodamientos en nuestro sistema de doble riel, realizamos seis meses de pruebas de durabilidad. Nos complace informar que no hubo fallas.
No existe una forma sencilla de seleccionar el “mejor” sistema de rodamientos, ya sea con bolas grandes o pequeñas, enjauladas o sin jaula, o una disposición en X frente a una en O. Más bien, es importante considerar su elección del sistema de guía dentro del diseño general, especialmente en sistemas que transportan grandes masas.
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