Fallo por fatiga de los rodamientos: cómo la tensión de contacto por rodadura provoca grietas y desprendimiento de material.

La fatiga sigue siendo la principal causa de daños prematuros en los rodamientos, responsable de más del 60% de las fallas en aplicaciones industriales. Los rodamientos de elementos rodantes —que constan de un anillo interior, un anillo exterior y elementos rodantes (bolas o rodillos), y una jaula—operan bajo carga cíclica, con elementos rodantes que transmiten continuamente fuerzas entre los anillos.

Debido a la pequeña superficie de contacto entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura, el resultadotensión de contacto hertzianaes extremadamente alta, especialmente en condiciones de alta velocidad o carga pesada. Este entorno de estrés concentrado conduce afatiga por estrés, manifestándose como picaduras superficiales, grietas y, finalmente, desprendimiento de material.

¿Qué es la fatiga por estrés?

La fatiga por estrés se refiere adaños estructurales localizadoscausada por cargas cíclicas repetidas por debajo de la resistencia a la tracción máxima del material. Si bien la mayor parte decojineteLa estructura permanece deformada elásticamente, mientras que 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

• Ocurre a niveles subsuperficiales (0,1–0,3 mm por debajo de la superficie del canal).

• Causada por concentraciones de tensión cíclicas en imperfecciones microestructurales.

2. Propagación de grietas

• Las grietas crecen gradualmente a lo largo de las trayectorias de máxima tensión cortante.

• Influenciado por defectos del material y ciclos de carga operacionales.

3. Fractura final

• Los daños superficiales se hacen visibles a medida quedesprendimiento or picadura.

• 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 pesados ​​de mercancías (LGV)yvehículos pesados ​​de mercancías(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 rangos de velocidad más amplios que los motores de combustión, lo que aumenta las frecuencias de carga cíclica.

• Mayor par motorLa transmisión de un par motor más elevado requiere cojinetes con mayor resistencia a la fatiga.

• Impacto del peso de la bateríaLa masa adicional de las baterías de tracción aumenta la tensión en los componentes de la transmisión, en particularrodamientos de ruedas y motores.

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Factores clave que contribuyen a la fatiga por estrés

√ Cargas alternas

Los rodamientos en sistemas dinámicos están constantemente expuestos a variaciones.cargas radiales, axiales y de flexiónA medida que los elementos rodantes giran, la tensión de contacto cambia cíclicamente, creando altas concentraciones de tensión con el 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.

√Lubricación deficiente

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 introducir tensiones inesperadas, comprometiendo el rendimiento del rodamiento.

Comprender y mitigar la fatiga por tensión es esencial para garantizar una larga vida útil en aplicaciones exigentes, especialmente en vehículos eléctricos de servicio pesado. Si bien los avances en materiales y tecnología de simulación han mejorado la resistencia a la fatiga, una correcta implementación de este proceso es crucial.Selección, instalación y mantenimiento de rodamientossiguen siendo clave para el rendimiento y la fiabilidad.

Colaborar con fabricantes de rodamientos con experienciapuede proporcionarsoluciones optimizadas a medidapara su aplicación específica. Si su proyecto requiere alto rendimiento y resistencia a la fatiga.aspectosNuestro equipo está aquí para ayudarle consoporte técnico y recomendaciones de productos.

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