Secretos sucios de los rodamientos de bolas, parte 4

octubre 17, 2015 3 Comentarios

La Parte 4 cierra nuestra serie sobre cojinetes de bolas con una visita a cómo estos pequeños mecanismos impactan en la construcción de nuestras ruedas.

Los rodamientos hacen posible la fabricación de ruedas. Sin embargo, su efecto es exagerado. Lo que ocurre en el buje se multiplica por diez en la llanta (donde trabajamos). Esto se debe a la geometría de la rueda y debe tenerse en cuenta durante todo el proceso de fabricación. La holgura de los rodamientos tiene un efecto desproporcionado en el centrado, pero existe por una razón importante.

Jugar es bueno
Para que cualquier cosa gire libremente, debe haber holgura, un poco de espacio adicional entre las piezas móviles para que no sufran fricción ni desgaste. Las cargas de los ciclos son suficientes. Las cargas internas evitables son inaceptables. La holgura puede ser pequeña si las piezas rodantes se fabrican y alinean con gran precisión. Si bien la grasa impide que esta holgura se note fácilmente, está presente. Si un buje está construido demasiado apretado, sin dicha holgura, se producirá desgaste. El funcionamiento con un buje apretado produce un desgaste innecesario que, a la larga, genera la holgura faltante.

Un constructor de ruedas quiere un buje sin juego para que la llanta no esté sujeta a movimientos generados por rodamientos en lugar de radios. El problema es que 0,002” de juego en el buje (menos que el grosor del papel) crea 10 veces el juego de la llanta. La mayoría de los ciclistas consideran que un juego de llanta de 0,02” es excesivo. Si una llanta salta por la holgura de los rodamientos, el centrado se convierte en un objetivo en movimiento. En el pasado, la mayoría de los bujes se podían apretar en exceso (malo para andar) para que no tuvieran juego (bueno para el montaje) y luego se aflojaban para su uso. Los bujes de hoy en día suelen estar equipados con rodamientos de cartucho que no se pueden ajustar (rodamientos magneto como los que se usan en los bujes Odom , una excepción). Muchos ciclistas perciben que los bujes sin juego son superiores, pero con mayor frecuencia la ausencia de juego es evidencia de fricción bajo carga.

Un constructor puede hacer poco para corregir el juego/fricción de un buje. Debemos observar si la desviación parece cambiar de una rotación a otra. Si el patrón de oscilación de la llanta no es exactamente el mismo en cada rotación de la rueda, puede estar seguro de que algo en los rodamientos es el responsable. Puede que le preocupe que le culpen por la desviación debido al juego de los rodamientos, pero rara vez lo hará. Al centrar, mantenga un dedo en un lado de la llanta, aplicando una pequeña carga lateral para amortiguar la desviación. De esta manera, podrá ver la desviación real con mayor claridad y precisión a pesar del juego.

Es importante que valore la holgura de los rodamientos, ya que garantiza un funcionamiento más suave y mecanismos más duraderos. Todos los rodamientos de cartucho pequeños, diseñados para cargas moderadas (no para motores), contienen holgura. Si se manipulan individualmente, la holgura es fácil de detectar. Los fabricantes especifican la cantidad exacta para cada producto. Los rodamientos de cubo se utilizan en pares, por lo que la holgura prácticamente se elimina, pero el coste es una fricción microscópica. Los cubos de cartucho que afirman ser ajustables sin utilizar el tradicional sistema de cono-copa (como en los magnetos), simplemente se cargan lateralmente. La holgura desaparece, pero solo gracias a la fricción.

El juego es inevitable
Un juego de hasta 0,008" (medido en la llanta) es generalmente aceptable en una rueda de bicicleta. Una cantidad tan pequeña no puede causar problemas de manejo, vibraciones a alta velocidad ni desgaste prematuro del buje. Para medirlo, coloque un reloj comparador en la llanta y empuje y tire con una fuerza mínima, apenas un toque suave, o verá cómo la rueda se flexiona. Esto demuestra que el juego de los rodamientos no es un factor en comparación con la flexión normal de la estructura de radios.

La holgura (y la falta de precisión) de los rodamientos afecta la medición del centrado. Una herramienta de centrado aplicada a ambos lados de la rueda es muy precisa. Pequeñas faltas de precisión y holgura invertirán las mediciones de centrado si se toman varias veces alrededor de la rueda. No se preocupe, simplemente no se deje dominar por el centrado.

Para trabajar con bujes modernos y sus rodamientos de cartucho, tenga en cuenta un par de principios:

(1) La tensión de los radios es una fuerza enorme en los bujes. La mayoría de los bujes se expanden con la tensión de los radios, por lo que los rodamientos de cartucho ya no encajan bien en la carcasa del buje. La solución es hacer que los bujes queden demasiado apretados para los rodamientos, pero, después de la expansión de la tensión de los radios, el rodamiento se sujeta con una ligera fuerza adecuada. Esta es una característica universal entre los bujes, pero difícil de manejar. ¿Quién sabe exactamente cuánta tensión de los radios verá un buje? ¿Cómo se puede compensar una carga desconocida? Como industria, este problema se maneja bien. Simplemente tenga en cuenta que subyace a los problemas de holgura de los rodamientos. Ningún rodamiento de cartucho de funcionamiento libre se fabricaría jamás para soportar los ajustes a presión de los bujes de las bicicletas. Se supone que la expansión de las carcasas de los bujes con la tensión de los radios reduce la compresión que causa fricción. La prensa de rodamientos que se utiliza para el mantenimiento del buje sería la pesadilla de un ingeniero de rodamientos si no supiera que el ajuste se aflojará con la tensión de los radios.

(2) Los bujes con rodamientos de cartucho individuales se fabrican con holgura tanto en el movimiento radial como angular del eje. Dado que los rodamientos se utilizan generalmente en pares en bicicletas y motores eléctricos, este movimiento tiende a compensarse entre pares. Los bujes que parecen libres de holgura en realidad tienen exceso de grasa, lo que oculta la holgura o la fricción. Afortunadamente, esta baja fricción y el desgaste prematuro son factores menores, y la mayoría de los bujes ofrecen una buena longevidad a pesar de ello. En la práctica, se producen más daños por contaminación y corrosión que por desgaste puro.

Yendo a los extremos

(3) Para que los rodamientos de cartucho funcionen a la perfección, se requiere una atención excepcional a la alineación. Un fabricante japonés de bujes ha llegado lejos en este aspecto: Gokiso . Echa un vistazo a sus elaborados diseños. ¡Aquí tienes un buje diseñado por Bearings! No es barato, pero sí legendario. Aunque 700 g y 5000 USD puedan parecer elevados para bujes, estos tienen una gran afición. Algunos modelos tienen una garantía de 29 años y puedes ver pruebas de desgaste de 100 000 km a 300 km/h. En resumen: todos los bujes del mercado sacrifican economía y peso. Los usamos para disfrutar de paseos increíbles, pero juzga en consecuencia.

(4) Resista la tentación de girar la rueda rápidamente en el soporte de centrado. Si lo hace, no se preocupe, pero tenga en cuenta que lo ralentiza y dificulta la alineación y la corrección. Lo que se necesita generalmente son medias vueltas cortas. Ajuste un área, pero no lo desbarate todo y vuelva a empezar desde cero. Yo hice esto durante años. Puede volverse bastante rápido a pesar de este estilo, pero al final, limitará su velocidad. Los indicadores de contacto rebotan, confundiendo la imagen, y su ojo, aunque percibe un patrón, no puede idear correcciones. Pocos pueden retener la imagen mental tridimensional de una rueda completa con la precisión suficiente para actuar con eficacia. Es solo un hueco. Gire rápido para relajarse, pero no para dar en el blanco.

(5) Evite construir alrededor de un buje con rodamientos reventados. No solo se dificulta la tarea, sino que, una vez instalados los rodamientos nuevos, la rueda puede presentar descentramiento o asimetría. El constructor asume la responsabilidad, o al menos la responsabilidad no remunerada, de realinearla. Construimos ruedas alrededor de rodamientos. Los cambios mínimos que surgen al reemplazar los rodamientos pueden afectar la llanta. Por supuesto, las condiciones del campo pueden no dejarle otra opción.

Fabricantes de ruedas, no sean demasiado críticos con componentes como los bujes. Son un blanco fácil. Conviértanse en expertos para que las ruedas que creen equilibren costo y rendimiento en beneficio de sus ciclistas. Esa sabiduría es muy escasa. No dejen que el marketing defina su trabajo. Los grandes productos de hoy pronto quedarán obsoletos. La regla de "nada es gratis" está en juego: un buje en perfecto funcionamiento es pesado y caro. ¡Agradezcan los bujes que tenemos y asuman las consecuencias!

3 Respuestas

Dejar un comentario

Los comentarios se aprobarán antes de mostrarse.