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1.1.3 Carga dinámica equivalente

Los rodamientos, en general, están solicitados por fuerzas de intensidad y dirección variable, algunas veces,con velocidades de giro y en tiempos también variables.Desde el punto de vista de la metodología del cálculo es necesario hallar la carga invariable y constante que equivale a todas las fuerzas que actúan.Bajo su acción el rodamiento debe tener la misma duración que alcanza en las condiciones de carga reales.

Esta carga teórica constante axial o radial se llama carga dinámica equivalente P respectivamente Pr (radial) o Pa (axial). 

Carga combinada

Modo constante de la carga

Las fuerzas exteriores que actúan en el rodamiento no se cambian ni en su intensidad ni en relación con el tiempo.  

Rodamientos radiales 

Si sobre un rodamiento radial actúan simultáneamente cargas axiales y radiales de intensidad y dirección constante, se calcula la carga dinámica radial equivalente mediante la ecuación siguiente

Pr = X.Fr + Y.Fa [kN] 

donde: 

Pr - Carga radial dinámica elemental    [kN]

Fr - Fuerza radial que actúa al rodamiento    [kN]

Fa - Fuerza axial que actúa al rodamiento    [kN]

X  - Factor radial 

Y  - Factor axial 

Los coeficientes X y Y dependen de la proporción Fa/Fr. Los valores X y Y están indicados en la parte de tablas o en el comentario delante de cada grupo constructivo de rodamientos donde se encuentran datos más concretos sobre el cálculo de los rodamientos de la serie de construcción correspondiente.

Rodamientos axiales 

Los rodamientos de bolas axiales únicamente pueden transmitir fuerzas que actúan en la dirección axial y para el cálculo de la carga dinámica axial equivalente es válida la siguiente ecuación 

Los rodamientos axiales de rodillos a rótula pueden transmitir también determinada carga radial, pero sólo si la carga actúa simultáneamente. Tiene que cumplirse la condición Fr≤ 0,55 Fa. La carga dinámica axial equivalente se calcula por medio de la ecuación 

Pa = Fa + 1,2 Fr  [kN]

Modo variable de la carga 

Si se conoce el valor en relación con el tiempo de la carga variable que actúa realmente, para el cálculo se substituye por la carga media ficticia. Esta carga ficticia tiene la misma influencia sobre el rodamiento como la carga variable que actúa realmente.  

Cambio de intensidad de la carga bajo la velocidad de giro constante 

Si sobre el rodamiento actúa una carga de dirección constante, cuya intensidad varía en el período deter¬minado con velocidad de giro constante (fig.2), es posible calcular la carga media ficticia Fs por medio de la ecuación 

  [kN] 

donde: 

Fs - Carga media ficticia constante    [kN]

Fi = F1,...Fn - Carga parcial constante que actúa realmente  [kN]

qi = q1,...qn - Porcentaje de la acción de las cargas parciales  [%]

Si la carga varía linealmente con dirección constante y a velocidad de giro constante (fig. 3), se calcula la carga media ficticia mediante la ecuación

 [kN] 

Si la intensidad de la carga varía de forma sinusoidal (fig. 4), la carga media ficticia es

 

 

Fs= 0,75.Fmax [kN] 

Cambio de intensidad de la carga bajo la velocidad de giro variable 

Si actúa sobre el rodamiento una carga de intensidad variable y si a la vez que cambia la intensidad tam¬bién la velocidad de giro, se calcula la carga media ficticia mediante la ecuación 

 [kN] 

donde: 

ni = n1, ...nn - Velocidad de giro constante durante el tiempo de acción de las cargas parciales F1,...Fn [min-1]

qi = q1, ...qn - Porcentaje de la acción de las cargas parciales y de la velocidad de giro  [%]

 

Si solamente es variable la velocidad de giro, se calcula la velocidad media ficticia constante de giro mediante la ecuación 

[min-1

donde: 

ns = Velocidad media de giro   [min-1]

Rodamiento actúa el movimiento pendular

 

En un movimiento pendular con oscilacion de γ (fig. 5) lo mas facil es sustituirlo por un movimiento circular ficticia con velocidad de giro igual a la velocidad de oscilacion. La carga media ficticia de los rodamientos radiales se obtiene de lasiguiente ecuacion

[kN] 

donde:

Fs - Carga media ficticia [kN]

Fr - Carga radial que actua realmente [kN]

γ - Amplitud del movimiento pendular [°]

p  - Exponente p = 3 para los rodamientos de bolas

para los rodamientos de rodillos cilindricos, de agujas, a rotula y conicos

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