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A casquillo de acero Actúa como una superficie de desgaste reemplazable y de sacrificio. Su tarea principal es proteger los costosos orificios y ejes de las carcasas contra la fricción, la vibración y la corrosión. Elegir el incorrecto provoca un tiempo de inactividad prematuro, pero seleccionar la variante de acero endurecido correcta puede prolongar la vida útil al 300% a 500% en comparación con una pieza de acero dulce sin endurecer en una junta pivotante de alto ciclo.
Contenido
- 1 Selección de grado de material y dureza
- 2 Diseños cilíndricos con bridas versus diseños cilíndricos rectos
- 3 Estrategia de lubricación: compuestos autolubricantes frente a ranuras de grasa
- 4 Mejores prácticas de ajuste de interferencias de instalación
- 5 Tratamiento superficial y resistencia a la corrosión
Selección de grado de material y dureza
La metalurgia del casquillo determina directamente dónde puede sobrevivir. El acero dulce (como el 1018) es mecanizable pero se desgasta rápidamente bajo cargas que exceden 10.000 psi . Para las juntas giratorias, los aceros cementados o completamente templados son estándar.
- AISI 4140/4142: Preendurecido según Rockwell C 28-32. Excelente para pasadores con movimiento oscilante y cargas de impacto moderadas. Común en puntos de articulación de equipos pesados.
- AISI 52100: Endurecido completamente según Rockwell C 60-64. Ideal para pistas exteriores de rodamientos de agujas de alta precisión. Proporciona la mayor resistencia al brinelleing bajo carga estática.
- 8620 endurecido: Ofrece una superficie dura (Rockwell C 58-62) con un núcleo dúctil. Resiste el agrietamiento en aplicaciones de impacto pesado, como rodillos de oruga y trituradoras de rocas.
Diseños cilíndricos con bridas versus diseños cilíndricos rectos
La geometría del casquillo de acero determina cómo maneja las cargas de empuje axial. Un casquillo recto maneja cargas radiales puras, mientras que un casquillo con brida absorbe cargas combinadas.
| Tipo de diseño | Soporte de carga primaria | Aplicación típica |
|---|---|---|
| Manga recta | Sólo radiales | Ruedas de polea, pasadores de bisagra con anillos elásticos |
| Bridada (Tipo F) | Empuje axial radial | Poleas transportadoras, pivotes centrales, varillajes de cambio de marchas |
La brida elimina la necesidad de una arandela de empuje separada, lo que simplifica el montaje. Sin embargo, las esquinas con radios de brida estrechos deben socavarse o el soporte debe tener un chaflán para evitar que los elevadores de tensión causen grietas bajo carga lateral.
Estrategia de lubricación: compuestos autolubricantes frente a ranuras de grasa
Los casquillos de acero macizo con tapones de grafito eliminan la necesidad de volver a engrasar manualmente en lugares inaccesibles. Estos casquillos incrustados en grafito, a menudo fabricados a partir de una matriz de acero sólido o con respaldo de bronce de alta resistencia, mantienen un coeficiente de fricción de 0,15 a 0,25 en condiciones de funcionamiento en seco. Para bujes de acero endurecido estándar, las ranuras internas para grasa son fundamentales.
Patrones de ranuras para una lubricación eficaz
Si se utiliza un buje de acero lubricado, la geometría de la ranura dicta el tiempo de retención de la grasa. Los siguientes patrones son estándar y deben seleccionarse según el tipo de movimiento:
- Patrón de figura 8: Distribuye la grasa uniformemente en 360 grados. Lo mejor para un movimiento de rotación completo, pero debilita la estructura del casquillo si se corta demasiado profundo; la profundidad máxima no debe exceder 30% del espesor de la pared.
- Ranuras Axiales con Tope: Ideal para movimientos oscilantes. Asegúrese de que las ranuras lleguen antes de los bordes del buje para evitar que el lubricante salga de los extremos de la junta bajo presión.
Mejores prácticas de ajuste de interferencias de instalación
La retención del casquillo de acero depende estrictamente de un ajuste a presión. La interferencia debe ser lo suficientemente alta como para evitar la rotación bajo cargas de torque máximas. Un ajuste a presión estándar recomendado para un buje de acero en una carcasa de acero es 0,001 a 0,002 pulgadas por pulgada de diámetro interior .
Un casquillo con un diámetro exterior de 2 pulgadas requiere de 0,002 a 0,004 pulgadas de interferencia. Durante la instalación, el diámetro interior del buje se cerrará proporcionalmente. Después de presionar, se debe cambiar el tamaño del DI mediante pulido o escariado para lograr la holgura de funcionamiento final con el eje. Un ajuste de funcionamiento estándar después de la instalación es 0,0015 pulgadas por pulgada de diámetro del eje para aplicaciones engrasadas. Saltarse el paso de dimensionamiento posterior a la instalación es la causa más común de agarrotamiento inmediato en bujes de acero de altas RPM.
Tratamiento superficial y resistencia a la corrosión
Si bien 4140 y 52100 ofrecen alta resistencia, son propensos a oxidarse en ambientes marinos o de lavado. Un tratamiento de zincado de 0.0002 pulgadas de espesor mínimo Puede duplicar la vida útil en condiciones húmedas proporcionando protección de sacrificio. Para entornos químicamente agresivos, el niquelado químico preserva las estrechas tolerancias dimensionales del diámetro interior del buje al tiempo que proporciona una superficie dura y lubricante.
