Elegir los rodamientos adecuados

Oct 30, 2023

Chris Johnson sopesa la diferencia entre los rodamientos totalmente cerámicos y los rodamientos híbridos

Algunos ciclistas profesionales han recurrido a los rodamientos cerámicos híbridos de precisión por su baja resistencia a la rodadura para darles una ventaja el día de la carrera sobre aquellos que optan por rodamientos de acero.

Hay una buena razón por la que los ciclistas profesionales eligen rodamientos híbridos de precisión (anillos de acero con bolas de cerámica) en lugar de rodamientos totalmente cerámicos (anillos y bolas de cerámica).

Los anillos interior y exterior de acero de un rodamiento híbrido se pueden mecanizar con tolerancias muy estrechas. Cuando se combinan con bolas de cerámica ligeras de alta calidad y un lubricante adecuado de par bajo, el resultado es una resistencia a la rodadura muy baja: la combinación perfecta.

Los anillos de rodamientos de cerámica son más difíciles de mecanizar, por lo que la redondez que se puede lograr con anillos de acero no es posible, lo que conduce a niveles más altos de vibración.

Sin embargo, los rodamientos completamente cerámicos vienen con su propio conjunto de ventajas sobre los rodamientos híbridos. Su capacidad para manejar una gama extremadamente amplia de temperaturas, sus cualidades no magnéticas y su excelente resistencia a la corrosión los convierten en los principales candidatos para muchas aplicaciones, en todo el mundo y más allá, que son demasiado duras para los híbridos.

Aplicaciones

Los ciclistas profesionales optan por rodamientos híbridos porque la resistencia a la rodadura es la clave y los rodamientos híbridos de calidad requieren un esfuerzo marginalmente menor para hacer girar las ruedas, conservando energía.

Los rodamientos híbridos de precisión también pueden hacer frente a velocidades muy altas, por lo que se utilizan con frecuencia en aplicaciones de máquinas herramienta.

Las bolas de cerámica hacen que los cojinetes híbridos sean eléctricamente aislantes, por lo que se están convirtiendo en una opción popular para muchos motores eléctricos y turbinas eólicas.

A diferencia de los cojinetes híbridos, las capacidades de temperatura extrema de los cojinetes totalmente cerámicos los hacen adecuados para aplicaciones criogénicas y de horno.

Además, su capacidad para resistir el agua de mar y los productos químicos agresivos los hace ideales para las industrias marina, química, farmacéutica y alimentaria, donde los rodamientos pueden estar expuestos con frecuencia al agua salada o a ácidos y álcalis fuertes.

Además, como no son magnéticos, son una opción popular para los escáneres de imágenes por resonancia magnética (IRM).

Aún más singular, es su capacidad para confiar en las profundidades del mar o en el espacio exterior.

Bajo el mar, la lubricación de los rodamientos puede ser un problema tan grande como la corrosión, por lo que los rodamientos totalmente cerámicos sin lubricar marcan ambas casillas.

Dado que el entorno espacial es un vacío, se debe tener mucho cuidado al elegir el lubricante para rodamientos, ya que la mayoría de las grasas se vaporizarán o se desgasificarán a un nivel inaceptable.

A diferencia de los híbridos, los cojinetes totalmente cerámicos pueden funcionar constantemente a gran velocidad sin lubricación, por lo que funcionan bien en el vacío.

Cuando agrega sus capacidades de baja temperatura, se convierten en el candidato ideal para satélites y otros proyectos como el Mars Exploration Rover, especialmente porque Marte puede enfrentar temperaturas tan bajas como 12˚C.

Decisiones decisiones

Si los rodamientos totalmente cerámicos son para usted, dado que pueden soportar los entornos más duros, ¿qué material de rodamiento debería elegir?

Los dos tipos más comunes son la zirconia (ZrO2) y el nitruro de silicio (Si3N4), y ambos tienen sus propias ventajas y desventajas.

Aunque el material cerámico es más duro que el acero, también es más frágil, lo que significa que los rodamientos cerámicos tienen índices de carga y velocidad más bajos.

Mientras que la zirconia tiene una alta tenacidad a la fractura que puede soportar pequeñas cargas de choque, el nitruro de silicio es más frágil, por lo que no debe someterse a cargas de choque.

El nitruro de silicio es incluso más resistente a la corrosión que la zirconia y tiene un rango de temperatura mucho más amplio, aunque es mucho más caro.

Al igual que el nitruro de silicio, la zirconia no se ve afectada por el agua y la mayoría de los productos químicos, pero no debe exponerse regularmente al vapor, ya que puede degradarse con el tiempo.

Los rodamientos híbridos y los rodamientos totalmente cerámicos tienen diferentes fortalezas y debilidades.

Los híbridos no pueden manejar temperaturas extremas o entornos altamente corrosivos, pero funcionan bien en aplicaciones de baja torsión o alta velocidad.

Es posible que los rodamientos totalmente cerámicos no se recomienden para bicicletas, máquinas herramienta de alta velocidad o motores eléctricos de bajo ruido, pero sin duda resuelven problemas en una amplia gama de industrias desafiantes.

Como puede ver, los cojinetes cerámicos brindan beneficios reales, no solo para los ciclistas profesionales, sino también en máquinas que operan en entornos desde el fondo de nuestros océanos hasta la superficie de Marte.

Chris Johnson es director gerente del proveedor especializado en rodamientos,Rodamientos para PYMES.