Falla por fatiga de los rodamientos: cómo la tensión de contacto por rodadura provoca grietas y desconchados

La fatiga sigue siendo la causa principal de daño prematuro en los rodamientos, responsable de más del 60 % de las fallas en aplicaciones industriales. Rodamientos de elementos rodantes, compuestos por un anillo interior, un anillo exterior y elementos rodantes (bolas o rodillos) y una jaula funcionan bajo carga cíclica, con elementos rodantes que transmiten continuamente fuerzas entre los anillos.

Debido a la pequeña área de contacto entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura, el resultadoEstrés de contacto hertzianoes extremadamente alta, especialmente en condiciones de alta velocidad o carga pesada. Este entorno de tensión concentrada conduce afatiga por estrés, que se manifiesta como picaduras superficiales, grietas y, finalmente, desconchado.

¿Qué es la fatiga por estrés?

La fatiga por estrés se refiere adaño estructural localizadocausada por cargas cíclicas repetidas por debajo de la resistencia máxima a la tracción del material. Si bien la mayor parte de lacojinetePermanece elásticamente deformado, y las zonas microscópicas experimentan deformación plástica con el tiempo, lo que finalmente provoca la falla. El proceso suele desarrollarse en tres etapas progresivas:

1. Iniciación de microfisuras

• Se produce en niveles subterráneos (0,1–0,3 mm por debajo de la superficie del canal).

• Causada por concentraciones de tensiones cíclicas en imperfecciones microestructurales.

2. Propagación de grietas

• Las grietas crecen gradualmente a lo largo de trayectorias de máximo esfuerzo cortante.

• Influenciado por defectos de material y ciclos de carga operacional.

3. Fractura final

• El daño superficial se hace visible a medida quedesconchado or picaduras.

• Una vez que las grietas alcanzan un tamaño crítico, el material se desprende de la superficie.

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Consideraciones sobre la fatiga en vehículos eléctricos de servicio pesado

In vehículos de gran tamaño (VG)yvehículos pesados(vehículos pesados)—especialmente en las variantes eléctricas—la resistencia a la fatiga es aún más crítica debido a:

• Rango de RPM más amplioLos motores eléctricos funcionan en bandas de velocidad más amplias que los motores de combustión, lo que aumenta las frecuencias de carga cíclica.

• Mayor par de salida:Una transmisión de par más pesada requiere cojinetes con mayor resistencia a la fatiga.

• Impacto del peso de la batería:La masa adicional de las baterías de tracción aumenta la tensión en los componentes del sistema de transmisión, en particularcojinetes de rueda y motor.

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Factores clave que contribuyen a la fatiga por estrés

√ Cargas alternas

Los rodamientos en sistemas dinámicos están constantemente expuestos a variacionescargas radiales, axiales y de flexiónA medida que los elementos rodantes giran, la tensión de contacto cambia cíclicamente, creando altas concentraciones de tensión a lo largo del tiempo.

√Defectos de material

Las inclusiones, microfisuras y huecos dentro del material del cojinete pueden actuar comoconcentradores de estrés, acelerando el inicio de la fatiga.

√Mala lubricación

La lubricación insuficiente o degradada aumentafricción y calor, reduciendo la resistencia a la fatiga y acelerando el desgaste.

√Instalación incorrecta

La desalineación, los ajustes incorrectos o el apriete excesivo durante la instalación pueden generar una tensión inesperada, comprometiendo el rendimiento del rodamiento.

Comprender y mitigar la fatiga por estrés es esencial para garantizar una larga vida útil en aplicaciones exigentes, especialmente en vehículos eléctricos pesados. Si bien los avances en materiales y tecnología de simulación han mejorado la resistencia a la fatiga, la correctaSelección, instalación y mantenimiento de rodamientossiguen siendo clave para el rendimiento y la confiabilidad.

Colaborando con fabricantes de rodamientos con experienciapuede proporcionarSoluciones optimizadas y a medidaa su aplicación específica. Si su proyecto exige un alto rendimiento y resistencia a la fatigaaspectosNuestro equipo está aquí para ayudarle consoporte técnico y recomendaciones de productos.

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