Ajustes y Tolerancias

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Ajustes y

Tolerancias

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Introducción

El objetivo, después de un montaje,

es que los aros NO se “patinen”

bajo la aplicación de una carga.

La elección de un ajuste apropiado

asegura el apoyo adecuado y la

fijación radial del rodamiento.

Cuando los aros de un rodamiento quedan apoyados en

toda su superficie del agujero y del aro externo se

aprovecha al máximo su capacidad de carga.

Un ajuste inadecuado ocasiona daños al rodamiento y a las

piezas adyacentes.


REGLA GENERAL: El aro sometido a la carga rotativa

lleva ajuste de interferencia.

Carga rotativa en el aro interior

Carga fija en el aro exterior

Aro interno con ajuste de interferencia

Selección del ajuste

1

2 4

3

•Ej: Motor Eléctrico •Ej: Biela manivela

•Aro interior giratorio

•Aro exterior fijo

•Dirección de la

carga constante

•Aro interior fijo

•Aro exterior giratorio

•La carga gira con el

aro exterior


Selección del ajuste

REGLA GENERAL: El aro sometido a la carga rotativa

lleva ajuste de interferencia.

Carga fija en el aro interior

Carga rotativa en el aro exterior

Aro externo con ajuste de interferencia

1

2 4

3

•Ej. Polea loca •Ej. Criba vibratoria, equipo desbalanceado

•Aro interior giratorio

•Aro exterior fijo

•La carga gira con el aro interior

•Aro interior fijo

•Aro exterior

giratorio

•Dirección de la

carga constante


Selección del ajusteAro interior giratorioAro exterior estacionario

Aro exterior giratorioAro interior estacionario

Aro interior con interferenciaAro exterior con holgura

Aro interior con holguraAro exterior con interferencia

Aro interior con interferenciaAro exterior con holgura

Aro interior con holguraAro exterior con interferencia

La Condición de giro define el aro que lleva el ajuste

ATENCION: Cuando no se puede determinar la dirección de la carga: Ambos aros llevan ajustes de interferencia


Juego Antes del montaje

Selección del ajuste (2)

Juego Interno:Un ajuste de interferencia

producirá una deformación elástica en los

aros

Magnitud de la Carga: Las cargas generan

fuerzas que hacen que los aros se

expandan.

Temperatura: En operación los aros

alcanzan temperaturas mayores a los ejes y

alojamientos Ej: Eje de acero λλλλ:12x10-6, d: 45 mm,

∆∆∆∆T:20°C, ∆∆∆∆d= λ. d. ∆T = 11 µµµµm (0,011mm)

Juego Después del

montaje

Frio

Caliente

Reducción del juego


Selección del ajuste (3)

Exactitud de giro: La precisión dimensional deben ser

apropiadas para evitar deformaciones elásticas y

vibraciones.

Material del eje y alojamiento: Alojamientos de

aleaciones ligeras o ejes huecos requieren ajustes mas

fuertes.

Facilidad de montaje y desmontaje: Se prefieren ajustes

flojos o el uso de manguitos

Desplazamiento de un rodamiento libre: Para brindar

libertad axial.


Precisión dimensional

Para un buen desempeño del rodamiento, la forma de los

asientos en su redondez, cilindricidad y perpendicularidad

son un factor crítico

Tolerancia dimensional: La precisión dimensional de los

asientos cilíndricos en el eje debe ser como mínimo del

grado IT6 y en el alojamiento del grado IT7 (igual que la

precisión de los rodamientos utilizados). Para manguitos se

pueden admitir grados IT9 ó IT10.

Redondez


Tablas de grados de Tolerancias



Tolerancias de cilindricidad: La tolerancia para la forma

cilíndrica debe ser de 1 a 2 grados IT mejor que la

tolerancia dimensional reglamentaria (Ej: Si el eje tiene

tolerancia m6 (IT6) la precisión de la forma cilíndrica

debe ser IT5 ó IT4.

La cilindricidad es una medida de la variación del radio del cilindro (variación radial total) la tolerancia será IT/2

Cilindricidad (conicidad) Concentricidad

Variación radial

La cilindricidad es una medida de la variación del radio del cilindro (variación radial total) la tolerancia será IT5/2



Tolerancias de perpendicularidad: Los apoyos laterales

deben tener una tolerancia de 1 grado IT mejor que la

tolerancia dimensional reglamentaria.

Rugosidad de las superficies: Cuanto mas lisa sea la

superficie de apoyo, mayor precisión se obtendrá en el

ajuste de interferencia deseado. (Ra: Rugosidad

superficial media)

La cilindricidad es una medida de la variación del radio del cilindro (variación radial total) la tolerancia será IT/2

Perpendicularidad del resalte. Rugosidad


Valores de rugosidad superficial media

Diámetro del asientoAsientos rectificados*: Valores Ra

recomendados

d (D) Tolerancia del diámetro para:

Mas de inclusive IT7 IT6 IT5

mm mm µm µm µm

–80500

80500

1250

1,6 (N7)1,6 (N7)3,2 (N8)

0,8 (N6)1,6 (N7)1,6 (N7)

0,4 (N5)0,8 (N6)1,6 (N7)



La cilindricidad es una medida de la variación del radio del cilindro (variación radial total) la tolerancia será IT5/2

Características Desviaciones PermisiblesSuperficie Rodamientos con clase de tolerancia1)

Simbolo de la Zona de Normal, CLN P6 P5 Explicacióncaracterística Tolerancia

Asiento Cilíndrico Para Para exigenciasexigencias especiales de

Cilindricidad t1 IT5/2 IT4/2 IT3/2 IT2/2 normales exactitud de giroo incluso de

Variación radial Total (t3) IT5/2 IT4/2 IT3/2 IT2/2 apoyo

Resalte Plano

Perpendicularidad t2 IT5 IT4 IT3 IT2

Variación axial Total (t4) IT5 IT4 IT3 IT2

1) Para rodamientos de grán precisión (Clase de tolerancia P4, etc) vel el catálogo SKF “Rodamientos de Precision


Ajuste Recomendados

Las tolerancias para el agujero y el diámetro exterior de los

rodamientos están normalizados internacionalmente

(Normal, P6, P5, P4A, etc).

Los ajustes de interferencia, holgura o transición se logran

seleccionando la gama adecuada de tolerancias ISO para el

eje y el alojamiento.

Basados en la experiencia, solo se usan un numero limitado

de tolerancias ISO para las aplicaciones de rodamientos.


Ajuste Recomendados

Recuerde que: Los

rodamientos de agujero conico

(K o K30) se montan sobre un

eje de asiento cónico o un

manguito y el ajuste se obtiene

mediante el calado axial.


Terminología

Los ajustes se identifican con una letra

que define el tipo de ajuste y un número

que define el grado IT de tolerancia

Los ajustes en el eje usan letras en

minúsculas (j6,k6,m6,n6,etc)

Los ajustes en el alojamiento usan letras

en mayúscula (F7,G7,H7,J7,etc)

A mayor avance alfabético de la letra,

mayor será la interferencia del ajuste. Ej:

m6 es mas apretado que k5

Entre mas pequeño sea el número

después de la letra, menor será rango de

la tolerancia


Ajustes en ejes y alojamientos

La zona sombreada muestra la variación del diámetro interior y exterior


Rodamientos1)

de bolas

Rodamientos2)

cilíndricosy de

rodillos

cónicos

Rodamientos

CARB y de

rodillos a rótula

Transportadores, (18) a 100 ≤ 40 - j6rodamientos poco cargados (100) a 140 (40) a 100 - k6en reductores

Aplicaciones de rodamientos ≤ 18 - - j5en general, (18) a 100 ≤ 40 ≤ 40 k5 (k6)3)

motores eléctricos, (100) a 140 (40) a 100 (40) a 65 m5 (m6)3)

turbinas, bombas, (140) a 200 (100) a 140 (65) a 100 m6motores de combustión (200) a 280 (140) a 200 (100) a 140 n6interna, engranajes, - (200) a 400 (140) a 280 p6máquinas para - - (280) a 500 r64)

trabajar la madera - - > 500 r74)

Cajas de grasa para - (50) a 140 (50) a 100 n64)

vehículos ferroviarios, motores - (140) a 200 (100) a 140 p64)

motores de tracción, trenes de - > 200 > 140 r64)

laminación

Máquinas herramienta 8 a 240 - - js45)

- 25 a 40 - js4 (j5)5)

- (40) a 140 - k4 (k5)5)

- (140) a 200 - m55)

- (200) a 500 - n55)

Rodamientos radiales con agujero cilíndrico (excepto rodamientos de alta precisión)

Diámetro del eje en mm

Condiciones de la aplicación Ejemplos Tolerancia

Ajustes para ejes macizos de acero

Carga rotativa sobre el aro interior o dirección indeterminada de la cargaCargas ligeras (P ≤ 0,06 C)

Cargas normales y elevadas(P > 0,06 C)

Cargas muy elevadas ycargas de choque bajocondiciones de funcionamientodif íciles (P > 0,12 C)

Es necesaria una gran precisiónde giro con cargas ligeras(P ≤ 0,06 C)


Rodamientos1)

de bolas

Rodamientos2)

cilíndricosy de

rodillos

cónicos

Rodamientos

CARB y de

rodillos a rótula

Ruedas sobre ejes g66)

f ijos (ruedas locas)

Poleas tensoras, poleas h6para cables

Aplicaciones de ≤ 250 ≤250 ≤ 250 j6toda clase > 250 > 250 > 250 js6


Rodamientos radiales con agujero cilíndrico (excepto rodamientos de alta precisión)

Condiciones de la aplicación Ejemplos

Diámetro del eje en mm

Tolerancia

Carga fija sobre el aro interiorEl aro interior debepoder desplazarsefácilmente sobre el eje

No es necesario que el arointerior pueda deslizarsefácilmente sobre el eje

Cargas puramente axiales

1) Para rodamientos Y ver la sección "Rodamientos Y"

6) Para rodamientos grandes se puede adoptar la tolerancia f6, a f in de proporcionar un desplazamiento fácil sobre el eje

2) Es válido para rodamientos de agujas con aro interior. Los ajustes para rodamientos de agujas sin aro interior podrán encontrarse en

la sección "Rodamientos de agujas"3) Las tolerancias entre paréntesis suelen utilizarse para rodamientos de rodillos cónicos y de una hilera de bolas con contacto

angular. También pueden emplearse para otros tipos de rodamiento si la velocidad es moderada y la influencia de la variación del juego

interno no es de consideración.4) Quizá sea necesario utilizar rodamientos con un juego interno mayor que el Normal5) Para los rodamientos de alta precisión, se aplican otras recomendaciones


Diámetro del

eje en mmTolerancia

Rodamientos axiales de bolas - h6Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos - h6 (h8)Conjuntos axiales de rodillo cilíndrico y jaula - h8

Carga fija sobre la arandela de eje ≤ 250 j6> 250 js6

Carga rotativa sobre la arandela de eje, o carga ≤ 200 k6de sentido indeterminado (200) a 400 m6

> 400 n6

Rodamientos axiales


Cargas radiales y axiales combinadas que actúan sobre

rodamientos axiales de rodillos a rótula


Condiciones de la aplicación


Ejercicio

Cual debe ser la tolerancia del eje (ajuste) para un rodamiento 6309, que

será instalado en un motor eléctrico pequeño en el lado del ventilador

sometido a una carga radial de 5000 N (d=45 mm, D=100 mm, B=25 mm,

C=55300 N)

•Carga rotativa sobre el aro interior

�Cargas normales y elevadas (P>0,06C)

�Aplicaciones en general, motores eléctricos...

�(18) mm < d < 100 mm

�Ajuste k5


Tablas de ajustes para ejes


Resultados según las tablas


Juego Interno en rodamientos rígidos de Bolas


Ejemplos ToleranciaDesplazamiento

del aro exterior

Cargas de todas clases Aplicaciones en general, cajas H71) Es posible

de grasa para material ferroviario

Cargas ligeras y normales Construcciones mecánicas H8 Es posible

(P ≤ 0,12 C) con condiciones de en general

funcionamiento sencillas

Transmisión de calor Cilindros secadores, grandes G72) Es posible

a través del eje máquinas eléctricas con

rodamientos de rodillos a rótula

Rodamientos de bolas Motores eléctricos pequeños J64) Es posible

Rodamientos de rodillos cónicos Con ajuste en el aro exterior JS5 -

Aro exterior f ijado axialmente K5 -

Carga rotativa sobre el aro exterior M5 -

Funcionamiento preciso o silencioso 3)

3) Para rodamientos de alta precisión (clase de tolerancia P5 o superior) se aplican otras recomendaciones

F7 deberá utilizarse en lugar de G7

1) Para rodamientos grandes (D > 250 mm) y diferencias de temperatura entre el aro exterior y el soporte > 10 °C,

G7 deberá utilizarse en lugar de H7

2) Para rodamientos grandes (D > 250 mm) y diferencias de temperatura entre el aro exterior y el soporte > 10 °C,

Carga fija sobre el aro exterior

Ajustes para soportes de fundición y de acero - Rodamientos radiales (excepto

rodamientos de alta precisión) en soportes de dos piezas o enterizos


4) Cuando se precise que el aro exterior pueda desplazarse fácilmente, se debe usar H6 en lugar de J6


Ejemplos ToleranciaDesplazamiento

del aro exterior

Cargas elevadas sobre rodamientos en Cubos de rueda con rodamientos de P7 No es posible en soportes de paredes delgadas, rodillos, cabezas de articulacióncargas de choque elevadas (P > 0,12 C)

Cargas normales Cubos de rueda con rodamientos N7 No es posible y elevadas (P > 0,06 C) de bolas, cabezas de articulación,

ruedas de translación en grúas

Cargas ligeras y variables (P ≤ 0,06 C) Rodillos transportadores, poleas M7 No es posible para cables, poleas tensoras

Cargas ligeras y normales (P ≤ 0,12 C),

es deseable que el aro exterior pueda

desplazarse axialmente

Máquinas eléctricas de tamaño

medio, bombas, rodamientos para

cigueñales

J7 Es posible

Cargas normales y elevadas (P > 0,06

C), no es necesario que pueda

desplazarse el aro exterior

Motores eléctricos, bombas,

rodamientos para cigüeñalesK7 No es posible

Cargas de choque elevadas Motores eléctricos de tracción M7 No es posible

Sentido indeterminado de la carga

Carga rotativa sobre el aro exterior

Ajustes para soportes de fundición y de acero - Rodamientos radiales (excepto

rodamientos de alta precisión) en soportes de dos piezas o enterizos



Tolerancia Observaciones

Rodamientos axiales de bolas H8 Para aplicaciones menos precisaspuede haber un juego radial de hasta 0,001 D

Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos H7 (H9)

Conjuntos axiales de rodillo cilíndrico y Jaula H10

Rodamientos axiales de rodillos - La arandela de alojamiento debe montarse con una rótula, cuando se usa otro rodamiento juego radial adecuado de modo que ninguna cargapara la f ijación radial radial pueda actuar sobre los rodamientos axiales

Carga f ija sobre la arandela de alojamiento H7Carga rotativa sobre la arandela del alojamiento M7

Cargas radiales y axiales combinadas en rodamientos axiales de rodillos a rótula

Ajustes para soportes de fundición y acero

Rodamientos axiales (excepto rodamientos de alta precisión)




Ejercicio

Cual debe ser la tolerancia del alojamiento (ajuste) para un rodamiento

6309, que será instalado en un motor eléctrico pequeño en el lado del

ventilador sometido a una carga radial de 5000 N (d=45 mm, D=100 mm,

B=25 mm, C=55300 N)

•Rodamiento radial

•Carga fija sobre el aro exterior

�....Giro exacto y silencioso

�Aplicaciones en motores eléctricos pequeños

�Ajuste J62).....H6


Tabla de ajustes para alojamientos


Resultados según las tablas


Verificacion de las tolerancias dimensionales

Eje Posición

aPosición b Alojamient

oPosición a Posición b

Medida 1 Medida 1

Medida 2 Medida 2

Medida 3 Medida 3

Medida 4 Medida 4


Tablas de grados de Tolerancias


Ejercicios

Determine el tipo de ajuste en el eje y los valores para las siguientes

aplicaciones:

1. Un ventilador desbalanceado con rodamientos 22217 E

(Fradial=20 kN, Frotativa=10 kN, Fm=0,77 (20+10) = 23.1 kN)

2. Una polea tensora con eje estacionario equipada con

rodamientos 4220 A

3. El rodillo de una banda transportadora poco cargada con

rodamientos 6318 (gira el aro interior, Fr=8 kN)

4. Un transportador de tornillo con rodamiento 29412 E en la punta.

La carga es axial centrada y uniforme.

5. Un tren de laminacion de acero especial girando sobre

rodamientos 30219 J2/Q


Respuestas

1. Un ventilador desbalanceado con rodamientos 22217 E

(Fradial=20kN, Frotativa=10kN)) Fm=0,77(20+10)=23.1

kN.......P=0.08C

n6 (+45,+23). d=85,013 mm a 85,035 mm

2. Una polea tensora con eje estacionario con rodamientos

4220 A

h6 (+0,-22). d=100,000 mm a 99,978 mm

3. El rodillo de una banda transportadora poco cargada con

rodamientos 6318 (gira el aro interior, Fr=8 kN)

j6 (+13,-9). d=90,013mm a 89,991 mm


Respuestas

4. Un transportador de tornillo con rodamiento 29412 E en la punta. La

carga es axial centrada y uniforme.

j6 (+12,-7). d=60,012 mm a 59,993 mm

5. Un tren de laminacion de acero especial girando sobre rodamientos

30219 J2/Q

n6 (+23,+45). d=95,023mm a 95,045 mm


Movimiento relativo debido a un ajuste suelto

Ejemplo: Rodamiento 22217 E con carga normal rotativa para el aro interior

g6-0.020-0.000

m6: +13, +35 µµµµm

Si n=1800 RPM

El giro relativo (arrastre) será de

72 mm/min ó 4,3 m/hr (103,2 m/dia!)

Diametro del Agujero:

d=85,000 y 84,980 mm, Promedio: 84,990 mm

g6: -12, -34 µµµµm

Diametro del Eje: El ajuste debería ser m6, pero se ha fatigado!

g6=84,988 y 84,966 mm, Promedio:84,977 mm

Perímetro= π *D

Diferencia= π *(Dagujero-Deje) = π *0,013 mm= 0,040 mm/rev


Ejes Huecos

•Sobre ejes huecos se requiere un mayor apriete que

sobre ejes macizos

•Para seleccionar el ajuste use las relaciones de

diámetros Ci y Ce

•Solo cuando Ci>=0,5 el ajuste hallado para eje

macizo debe modificarse

d

diCi =

ddDk

d

de

dCe

+−==

)(

25,0=k En SABB de 22 y 23 y CRB

30,0=k Todos los demás

Si de no es

conocido, use la otra

relación


Ejes Huecos

Conociendo la interferencia mas probable de un ajuste sobre un eje

macizo, se puede calcular la interferencia necesaria sobre un eje hueco

Procedimiento:

( )V∆( )H∆

1. Identifique el ajuste sobre eje macizo apropiado para el rodamiento

2. Calcule la interferencia mas probable:

3. Obtenga los valores de las relaciones de diámetros Ci y Ce

4. Lea la relación de la tabla.

5. Despeje el valor de la interferencia

2

.. probablesvaloresV

Σ=∆

H∆V

H

∆

∆


Ejes Huecos

Ejemplo: Un rodamiento 6208 de un motor eléctrico será montado en un

eje hueco con agujero de 32 mm. Halle la interferencia requerida y las

tolerancias del eje.

1- Ajuste sobre eje macizo?: k5

2- Valor de la interferencia

mas probable?:mV µ5,13

2

522=

+=∆

3- Valor de las relaciones

Ci y Ce?:8,0

40

32===

d

diCi

769,040)4080(3,0

40

)(=

+−=

+−=

ddDk

dCe

76,06,52

40===

de

dCe


Ejes Huecos

Ejemplo: Un rodamiento 6208 de un motor eléctrico será montado en un eje

hueco con agujero de 32 mm. Halle la interferencia requerida y las tolerancias

del eje.

4- Valor de la relación ?

mV µ5,13=∆

8,0=Ci

76,0=Ce

H∆

V

H

∆

∆1,7

5- Valor de la interferencia ?

mxH µ235,137,1 ==∆

Un ajuste tipo m6 es el apropiado: +9 y +25


Tablas de ajustes para ejes


Ajustes y Tolerancias en ejes para montajes con

manguito

IT51) IT71)

alto bajo máx alto bajo máx

10 18 0 -43 8 0 -70 18

18 30 0 -52 9 0 -84 21

30 50 0 -62 11 0 -100 25

50 80 0 -74 13 0 -120 30

80 120 0 -87 15 0 -140 35

120 180 0 -100 18 0 -160 40

180 250 0 -115 20 0 -185 46

250 315 0 -130 23 0 -210 52

315 400 0 -140 25 0 -230 57

400 500 0 -155 27 0 -250 63

500 630 0 -175 32 0 -280 70

630 800 0 -200 36 0 -320 80

800 1 000 0 -230 40 0 -360 90

1 000 1 250 0 -260 47 0 -420 105

1) La recomendación es para IT5/2 o IT7/2, ya que la zona de tolerancia

t es un radio, sin embargo en la tabla los valores se relacionan con un

diámetro nominal del eje y por tanto no están divididos por dos

Desviación en µm Desviación en µmmás de hasta/incl.

Eje Diametro

Nominal

Tolerancias para el diámetro y la

forma

d en mm h9 h10

•Tolerancias menos estrictas para el eje

•Ejes menos costosos


Efecto de la precarga en la vida de un rodamiento

Precarga Holgura

Vida util


Marcas características de un ajuste excesivo

Carga unidireccional, aro interno

giratorio, aro externo estacionario


Cómo comienza el fallo?


Porque fallan los rodamientos

Ajustes ligeramente holgados y altas cargas producen micro-movimientos relativos

entre los aros del rodamiento y las superficies de contacto (ejes-alojamientos).

Las superficies desgastadas se oxidan; esto se conoce como corrosión de contacto


Ajustes demasiados Holgados



Ajustes muy holgados permiten que se formen delgadas películas de

óxidos que comenzarán a penetrar en el metal (Corrosión)



Las fracturas y el desconchado pueden también ser

consecuencia de un ajuste excesivo


Recomendaciones generales

Un ajuste k5/H6 es el recomendado general para motores

eléctricos pequeños.

Cuando la carga es indeterminada; por ejemplo en los

ventiladores donde debido a un desbalanceo la carga rotativa

puede tener la misma magnitud que la carga fija (eje+aspas),

ambos aros deberán tener ajuste de interferencia....use un

rodamiento CARB en el lado libre!!!

La temperatura influye en la selección del ajuste. A mayores

diferencias de temperaturas (Eje-Aro) mayor probabilidad habrá

de que el ajuste de afloje.

ej: Eje de acero λλλλ:12x10-6, d: 45 mm, ∆∆∆∆T:20°C, ∆∆∆∆d= λ.d. ∆T = 11 µµµµm)


CARB en Ventiladores


Recomendaciones generales

En general, para rodamientos de bolas con juego Normal o

C3 no se deben usar ajustes mas fuertes que los

siguientes:

�j5 para d <= 18 mm

�k5 para 18 mm < d <= 100 mm

�m5 para 100 mm < d <= 140 mm

La precisión dimensional de los asientos cilíndricos en el

eje deben ser como mínimo del grado IT6 y en los

alojamientos del grado IT7.

Para manguitos de montaje y desmontaje se pueden

admitir precisiones dimensionales IT9 ó IT10.

la solucióncompleta!

Gracias por preferirnos!!!

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