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Guía completa de rodamientos de bicicleta

by Martín Yang Noviembre 14 2024
Guía completa de rodamientos de bicicleta

Los cojinetes, que suelen estar ocultos en el interior de piezas, son fáciles de ignorar. Sin embargo, son componentes absolutamente esenciales que proporcionan a la bicicleta la energía necesaria. La bicicleta no puede funcionar como debería sin cojinetes; es imposible pedalear, rodar o dirigir. Componentes como los bujes, el pedalier, el juego de dirección, los pedales y los cambios contienen cojinetes. Cualquier pieza que requiera movimiento tendrá básicamente algún tipo de cojinete.

Este artículo analizará los distintos tipos de cojinetes que suelen encontrarse en las bicicletas, cómo medirlos, qué cojinetes son ideales para sus propósitos y cómo realizar el mantenimiento adecuado.

 

Diferentes tipos de rodamientos utilizados en bicicletas

Los rodamientos de bolas de ranura profunda, los rodamientos de agujas y los bujes son tipos comunes de rodamientos que se encuentran en los cuadros y componentes de las bicicletas. A continuación, explicamos las diferencias entre estos tipos de rodamientos.

bujes

 

 

Los bujes, también conocidos como manguitos, son un tipo de cojinete liso que se utiliza en sistemas de suspensión, desviadores económicos y, a veces, en pedales, aunque a menudo se combinan con otros cojinetes. Los bujes son el tipo de cojinete más simple y funcionan como un manguito colocado entre dos superficies para reducir la fricción.

Rodamientos de bolas sueltos

 

 

El sistema de cojinetes de bolas sueltos consta de bolas sueltas, una copa que sostiene las bolas y un cono que les aplica presión.

Las superficies de contacto de la copa y el cono están mecanizadas hasta obtener un acabado liso que coincide con el perfil del rodamiento, lo que crea una superficie de contacto entre ellos. Los rodamientos de bolas sueltos se encuentran normalmente en bicicletas de nivel de entrada en áreas como los bujes, el pedalier y el juego de dirección. En el mercado de gama media y alta, pocas marcas siguen utilizando rodamientos de bolas sueltos, aunque Shimano y Campagnolo siguen haciéndolo. La mayoría de sus bujes cuentan con rodamientos de bolas sueltos de alta calidad, y Shimano también los utiliza en sus pedales.

 

 

Aunque la tecnología detrás de los rodamientos de bolas sueltos es relativamente antigua, tienen ventajas en varios sentidos. Los rodamientos de bolas sueltos son rodamientos de contacto angular, relativamente fáciles de mantener y pueden funcionar de manera excelente si se ajustan correctamente. Las bolas de los rodamientos de bolas sueltos a veces se mantienen en su lugar mediante un retenedor, también llamado jaula (de ahí el término "rodamientos enjaulados"). Esta jaula, generalmente hecha de acero, separa las bolas entre sí. Si bien los rodamientos de bolas sueltos se encuentran comúnmente en productos de nivel básico, también aparecen en líneas de alta gama, como los rodamientos CULT de Campagnolo, conocidos por sus excelentes características de rendimiento, que también son rodamientos enjaulados.

El rodamiento Hellbender Neo de Cane Creek es otro concepto interesante.

Rodamientos de bolas de cartucho de ranura profunda

Los rodamientos de bolas de ranura profunda son el tipo de rodamiento más utilizado en bicicletas. Por lo general, se introducen a presión como una sola unidad para que funcionen. Un rodamiento de bolas de ranura profunda típico consta de los siguientes componentes: anillo exterior, pista exterior, bolas, jaula, pista interior y anillo interior.

Los rodamientos de bolas de ranura profunda que se utilizan en las bicicletas suelen venir con sellos, ya sea de un solo lado o de doble sello, que analizaremos en detalle más adelante. Los sellos se pueden quitar para limpiarlos y volver a lubricarlos, pero las bolas en sí no se pueden quitar.

Los rodamientos de bolas de ranura profunda requieren alta precisión para funcionar, pero con los avances en la tecnología de fabricación, las tolerancias en cubos, marcos y otros componentes se han vuelto cada vez más pequeñas, lo que lleva a un uso más generalizado de rodamientos de bolas de ranura profunda.

Rodamientos de agujas

Los rodamientos de agujas, también conocidos como rodamientos de rodillos, son relativamente poco comunes en las bicicletas.

Algunos pedales y juegos de dirección utilizan este tipo de cojinete, aunque muchas tecnologías más nuevas y asequibles lo han sustituido. El elemento rodante de los cojinetes de agujas es un rodillo cilíndrico en lugar de una bola, lo que proporciona una buena estabilidad bajo cargas elevadas y un cierto grado de superficie de rodadura.

Sin embargo, en el sector de la bicicleta, teniendo en cuenta el coste y la complejidad del montaje, los diseñadores tienden a evitar desde el principio los rodamientos de agujas, ya que, si no se montan correctamente, pueden desgastarse con especial rapidez.

Además, los rodamientos de agujas a menudo se sustituyen por múltiples filas de rodamientos de bolas para lograr el mismo efecto.

 

Guía de tamaños de rodamientos para bicicletas

Tamaños de rodamientos de bolas sueltos

El tamaño de los rodamientos de bolas sueltos está determinado por el diámetro de las propias bolas, normalmente medido en fracciones de pulgada, como 3/16 de pulgada (4.7625 mm).

El tamaño de los rodamientos de bolas sueltos está determinado por el diámetro de las propias bolas, normalmente medido en fracciones de pulgada, como 3/16 de pulgada (4.7625 mm).

El tamaño exacto requerido varía según el componente específico. Por lo general, es más fácil reemplazar los conos en los rodamientos de bolas sueltos, mientras que las copas, especialmente en los bujes, rara vez se reemplazan. Si necesita realizar el mantenimiento o reemplazar las bolas, asegúrese de que las nuevas sean del mismo tamaño que las originales. Necesitará un micrómetro para medir las bolas viejas, y marcas como Park Tool ofrecen calibres especializados específicamente para medir los diámetros de las bolas.

Otra opción es que puedas encontrar el tamaño de la bola en los manuales técnicos del sitio web del fabricante de la pieza. Por lo general, las marcas que utilizan rodamientos de bolas sueltos suelen utilizar el mismo tamaño en toda su gama de productos.

Tamaños de rodamientos de cartucho de ranura profunda

Estos rodamientos se miden normalmente por su diámetro exterior (OD), diámetro interior (ID) y ancho, y a veces tienen un identificador común como “61902”. Con esta información, los tamaños generalmente se expresan en el formato “15x24x5mm” o similar. Las piezas estándar a menudo tienen identificadores universales correspondientes, como 6802 para el rodamiento mencionado anteriormente.

Con un calibrador, puedes medir el rodamiento para encontrar fácilmente un reemplazo. Los rodamientos sellados de este tipo suelen beneficiarse mucho si se les aplica un poco de grasa.

Los rodamientos de dirección tienen características únicas, como pistas de rodadura en ángulo. Su tamaño se expresa normalmente como “46.9 x 7 x 45°”, lo que representa el diámetro exterior, el ancho y la medida del ángulo de la pista de rodadura del rodamiento, respectivamente.

En términos de rendimiento, por lo general, cuanto más grandes sean las bolas dentro del rodamiento, mejor. Un aumento del diámetro se correlaciona positivamente con un aumento del área de contacto; más contacto significa una distribución más uniforme de la fuerza, lo que da como resultado un mejor rendimiento de rodadura y durabilidad. En los últimos años, varios de los principales fabricantes de ruedas han comenzado a utilizar rodamientos más grandes y los tamaños de los bujes han seguido aumentando en consecuencia.

Rodamientos de contacto radial y angular

 

En las bicicletas se suelen utilizar dos tipos de rodamientos: radiales y de contacto angular. En la imagen de arriba, el rodamiento radial está a la izquierda y el rodamiento de contacto angular a la derecha.

Los rodamientos radiales son los más comunes debido a su menor costo. Están diseñados para soportar cargas verticales, como las que se encuentran en los bujes, bielas y ejes de pedalier. Sin embargo, dado que estas piezas móviles inevitablemente tienen vectores de fuerza no radiales, existe una ligera desventaja en el rendimiento. Por lo tanto, los rodamientos radiales lo compensan reduciendo las tolerancias.

En resumen, los sistemas de cojinetes radiales tienen una precisión menor. Solo pueden manejar fuerzas verticales sin distinguir entre direcciones internas y externas y, dado que dependen menos de tolerancias precisas, son adecuados para aplicaciones más rentables.

Los rodamientos de contacto angular requieren un estricto control de tolerancia, distinguen entre direcciones internas y externas y, en términos de diseño, son comparables a los sistemas tradicionales de copa y bola. Soportan cargas tanto radiales como laterales en piezas giratorias, pero requieren orificios de alojamiento de alta precisión para lograr un ajuste adecuado y un excelente rendimiento de rodadura.

En la mayoría de los casos, los rodamientos de contacto angular son la opción más adecuada para bujes, bielas y suspensiones. Sin embargo, la precisión de fabricación de muchas marcas de bujes y cuadros es insuficiente para cumplir con los requisitos de los rodamientos de contacto angular. Este requisito de alta precisión es la razón por la que marcas como Industry Nine, Chris King, White Industries, Phil Wood y Alchemy Wheel Works se han ganado su reputación.

 

¿Qué hace que un rodamiento sea de alta calidad?

A menudo verá rodamientos etiquetados como "ABEC" seguido de un número (por ejemplo, ABEC 1, 3, 5, 7 y 9).

El estándar ABEC abarca los siguientes criterios:

  • Diámetro interno – Variación de tolerancia aceptable para el tamaño del orificio interior del rodamiento
  • Paralelismo – Tolerancia de ancho
  • Excentricidad radial – Variación de tolerancia en las ranuras donde se asientan las bolas

En resumen, cuanto mayor sea el número, mejor será la calidad del rodamiento. Sirve como una medida general de “bueno, mejor, óptimo”. Sin embargo, la clasificación ABEC no tiene en cuenta la capacidad de carga, la precisión de la bola ni la dureza del material.

En general, los niveles ABEC 3 y 5 son adecuados para todas las aplicaciones de bicicletas. Los niveles 7 y 9 están diseñados para equipos que funcionan a miles o cientos de miles de RPM, lo que es excesivo para las bicicletas.

Factores como el sellado, el material y la grasa son más críticos para determinar el rendimiento de los rodamientos de bicicleta.

 

Guía rápida de focas

Los sellos de los cojinetes se pueden quitar con cuidado para limpiarlos e inyectarles grasa nueva, pero tenga en cuenta que una manipulación inadecuada puede dañarlos. Los cojinetes de cartucho generalmente están sellados con dos sellos de goma, uno en cada lado.

Hay tres consideraciones principales con respecto a los sellos: fricción, protección y facilidad de mantenimiento.

La fricción es un punto de debate principal. Si bien lo ideal es que haya menos fricción, una pequeña cantidad puede ofrecer beneficios de protección. El propósito de los sellos es mantener la grasa en el interior y evitar que entren contaminantes. Sin embargo, una vez que se produce la contaminación, ¿se puede limpiar y realizar el mantenimiento del rodamiento sin dañar los sellos?

En la mayoría de los rodamientos de alta calidad, como los fabricados por Enduro, cada rodamiento está diseñado para que el sello se pueda quitar del anillo interior “usando una cuchilla pequeña y una mano cuidadosa para realizar el mantenimiento”.

 

¿Qué tipos de sellos se utilizan en los rodamientos de bicicleta?

Junta de laberinto en el buje trasero Shimano

Los rodamientos de las bicicletas pueden tener sellos simples, sellos dobles o sellos laberínticos. Como sugiere el nombre, un sello simple es una cubierta simple adherida al borde exterior de la pista del rodamiento. Con un solo sello, puede ser más susceptible a la contaminación que los sellos más complejos.

Los rodamientos con doble sellado tienen una segunda cubierta antipolvo fuera del sello principal, lo que hace que el rodamiento sea más resistente a la contaminación. Los sellos laberínticos proporcionan un camino sinuoso que ayuda a evitar que el polvo y el agua entren en el rodamiento. Este diseño ayuda a expulsar los contaminantes antes de que puedan llegar al rodamiento. Si bien los sellos laberínticos pueden extender los intervalos de mantenimiento, también pueden agregar fricción adicional en comparación con los sistemas de sellado más simples.

 

¿De qué están hechos los rodamientos?

 

Los cojinetes están hechos de una variedad de materiales, que generalmente incluyen acero cromado, acero inoxidable 440C, acero inoxidable nitrogenado XD15 y nitruro de silicio (cojinetes cerámicos). Por lo general, cuanto más duro sea el material, mejor, pero hay un punto en el que los rendimientos disminuyen. Si el material es demasiado duro, se vuelve quebradizo, pierde tenacidad y las bolas demasiado duras pueden aumentar el desgaste de la carcasa del cojinete.

Una calidad equilibrada, junto con el presupuesto y el servicio que está dispuesto a invertir para mejorar el rendimiento, son todos factores que las marcas de rodamientos deben tener en cuenta.

 

¿Cuáles son los beneficios de los rodamientos cerámicos?

Los cojinetes cerámicos son cinco veces más duros que los de acero, lo que genera menos fricción cuando ruedan. Los cojinetes cerámicos también se fabrican con tolerancias más estrictas y las bolas de los cojinetes cerámicos tienen una mejor esfericidad, lo que requiere menos lubricante y da como resultado un peso general más ligero, lo que reduce aún más la fricción dentro del conjunto de cojinetes.

Según Hunt Wheels, reemplazar los cojinetes de acero en los bujes y las transmisiones por cojinetes de cerámica puede ahorrar entre 6 y 9 vatios de energía. Sin embargo, los cojinetes de cerámica requieren un mantenimiento más frecuente que los de acero. Los expertos del sector coinciden en que los cojinetes de acero de alta calidad superan a los de cerámica de baja calidad.

 

Cómo realizar el mantenimiento de los rodamientos

Al igual que cualquier pieza móvil de una bicicleta, los rodamientos requieren mantenimiento y cuidado. Los rodamientos de alta calidad pueden tener intervalos de mantenimiento más largos, pero ningún rodamiento es realmente del tipo "instalar y olvidar".

El mantenimiento de los cojinetes generalmente implica retirarlos de la bicicleta y usar un desengrasante para eliminar el lubricante viejo. En esta etapa, puedes inspeccionar las bolas y la pista del cojinete para ver si están desgastadas o picadas. Si hay un desgaste o daño significativo, puede ser necesario reemplazarlos. Luego puedes volver a lubricar los cojinetes y volver a ensamblarlos, o reemplazar las bolas si es necesario.

La instalación adecuada también juega un papel crucial en la vida útil del rodamiento.

 

En el caso de los rodamientos de bolas sueltos, asegúrese de que la copa y el cono estén lo suficientemente apretados para que no haya espacios, pero lo suficientemente sueltos para permitir la rotación efectiva del componente. Es posible que deba realizar varios ajustes para lograr este equilibrio. La desalineación debido a la instalación incorrecta de los rodamientos de bolas de ranura profunda es una de las principales causas del desgaste prematuro; una herramienta profesional para prensar rodamientos puede ayudar a garantizar una instalación adecuada.

Además, si utiliza rodamientos de contacto angular, normalmente se distinguen por el color del sello para indicar la orientación: caras negras hacia adentro y caras rojas hacia afuera.

El mantenimiento adecuado de los cojinetes requiere el uso de lubricantes adecuados, que pueden ir desde grasas espesas resistentes al agua hasta lubricantes diluidos de baja fricción. La selección del mejor lubricante depende de comprender el entorno de conducción y de consultar los manuales de los componentes pertinentes para encontrar la opción más adecuada. Los fabricantes de marcas suelen recomendar sus propios lubricantes de marca, aunque estos suelen ser más caros que los de otras marcas.

El tipo de sistema de cojinetes utilizado, la frecuencia de mantenimiento y la exposición ambiental a la que se somete el sistema determinarán la elección óptima del lubricante.

 

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