Rodamientos cónicos tipos y selección

Los rodamientos de rodillos cónicos se fabrican en diámetros de agujero desde 15 mm / 0.591 in hasta más de 1 500 mm / 59.06 in, y su geometría interna se basa en conos cuyas generatrices convergen en un punto común sobre el eje del rodamiento. Esta configuración permite un movimiento de rodadura pura, sin deslizamiento en la zona de contacto, y habilita la absorción de cargas radiales y axiales combinadas. Los elementos rodantes son rodillos troncocónicos, estabilizados por una pestaña en el aro interior que evita su expulsión (“efecto semilla de calabaza”). La pista exterior (copa) y el conjunto interior (cono) son separables, lo que facilita el montaje y el ajuste del juego interno o la precarga.

Tipos y denominaciones según ISO 355

La norma ISO 355 define 126 series dimensionales para rodamientos cónicos métricos, representadas mediante un código alfanumérico que indica el ángulo de contacto, el ancho y el diámetro exterior.

Serie del ángulo de contacto: 2 (10° a 17°), 3 (17° a 24°), 4 (24° a 30°), 5 (≥ 30° con alto empuje).
Serie de ancho: 0 (estrecho), 1 (normal), 2 (ancho).
Serie de diámetro: 0 (ligero), 2 (medio), 3 (pesado). Los rodamientos se agrupan en familias según la capacidad de carga y la velocidad límite. La tabla siguiente muestra las series dimensionales más comunes con su equivalencia en pulgadas.

Designación ISO 355	Serie tradicional	Ejemplo de código	Ángulo de contacto típico
2FB	Serie liviana de ángulo estándar (ej. 302)	30206	12° – 16°
3FB	Serie mediana de ángulo estándar (ej. 322)	32210	14° – 18°
3FC	Serie mediana de ángulo elevado (ej. 303)	30308	28° – 32°
4FE	Serie pesada de ángulo medio (ej. 323)	32312	20° – 24°
5GD	Serie de empuje elevado (ej. 313)	31316	28° – 35°

Dimensiones normalizadas

Las dimensiones principales de los rodamientos cónicos métricos están normalizadas según ISO 355. Un rodamiento serie 302 con diámetro de agujero de 30 mm / 1.181 in presenta un diámetro exterior de 62 mm / 2.441 in y un ancho total de 17,25 mm / 0.679 in. La tabla siguiente recoge dimensiones representativas para rodamientos de la serie 302 (d = agujero, D = diámetro exterior, T = ancho total).

Designación (ejemplo ISO)	d (mm/in)	D (mm/in)	T (mm/in)
30204 (2FB)	20 mm / 0.787 in	47 mm / 1.850 in	15,25 mm / 0.600 in
30205 (2FB)	25 mm / 0.984 in	52 mm / 2.047 in	16,25 mm / 0.640 in
30206 (2FB)	30 mm / 1.181 in	62 mm / 2.441 in	17,25 mm / 0.679 in
30207	35 mm / 1.378 in	72 mm / 2.835 in	18,25 mm / 0.719 in
30208	40 mm / 1.575 in	80 mm / 3.150 in	19,75 mm / 0.778 in
30210	50 mm / 1.969 in	90 mm / 3.543 in	21,75 mm / 0.856 in
30212	60 mm / 2.362 in	110 mm / 4.331 in	23,75 mm / 0.935 in
30215	75 mm / 2.953 in	130 mm / 5.118 in	27,25 mm / 1.073 in

Capacidades de carga

Un rodamiento cónico serie 32210 (50 mm / 1.969 in de agujero) ofrece una capacidad de carga dinámica básica de 104 kN / 23 380 lbf y una capacidad estática de 118 kN / 26 530 lbf. Los valores dependen del tamaño y de la serie del ángulo de contacto; series como 313 soportan mayor carga axial que las series 302. Las cargas equivalentes se calculan combinando las componentes radial y axial mediante el factor Y (factor de carga axial). La tabla siguiente muestra capacidades orientativas para tamaños usuales.

Designación	Diám. agujero (mm/in)	C dinámica (kN/lbf)	C0 estática (kN/lbf)
30206	30 mm / 1.181 in	44,0 kN / 9 890 lbf	48,5 kN / 10 900 lbf
30208	40 mm / 1.575 in	62,0 kN / 13 940 lbf	71,0 kN / 15 960 lbf
32210	50 mm / 1.969 in	104 kN / 23 380 lbf	118 kN / 26 530 lbf
32212	60 mm / 2.362 in	145 kN / 32 600 lbf	170 kN / 38 220 lbf
31310	50 mm / 1.969 in	122 kN / 27 430 lbf	140 kN / 31 470 lbf
32312	60 mm / 2.362 in	215 kN / 48 330 lbf	260 kN / 58 450 lbf

Criterios de selección

La vida nominal L10 de un rodamiento cónico se sitúa típicamente entre 5 000 h y 100 000 h según la aplicación, y se calcula con la fórmula de fatiga clásica L10 = (C/P)^(10/3). La selección comienza estimando la carga dinámica equivalente P, que combina las fuerzas radial y axial mediante el factor Y. Para aplicaciones con predominio axial se prefieren series de ángulo elevado (313, 303), mientras que para cargas puramente radiales o combinadas ligeras se utilizan series 302 o 322. La relación entre carga axial y radial determina el ángulo de contacto necesario: ángulos de 10° a 17° para relaciones Fa/Fr < 0,5 y ángulos ≥ 24° para relaciones superiores a 0,8. Además se debe verificar la velocidad límite térmica y la necesidad de precarga para eliminar holguras y aumentar la rigidez.

Montaje y ajuste

El aro interior y la copa de un rodamiento cónico se montan por separado; el juego axial se establece desplazando el aro interno respecto a la copa en 0,01 mm / 0.0004 in a 0,15 mm / 0.006 in según el tamaño. En configuraciones de pareja (montaje en “O” o en “X”) se debe ajustar la holgura mediante tuerca o suplementos hasta obtener una holgura radial cero o una precarga definida. Los asientos en ejes y alojamientos requieren tolerancias ISO adecuadas: para ejes giratorios se recomienda ajuste con aprieto (k5 a m6) y para soportes fijos holgura (H7 a J7). El calentamiento por inducción (80 °C / 176 °F a 100 °C / 212 °F) facilita el montaje sin dañar los caminos de rodadura.

Tabla de selección por aplicación

Aplicación	Carga predominante	Serie recomendada (ISO 355)	Rango de diámetro típico (mm/in)	Notas
Cubo de rueda automotriz	Radial + axial moderada	2FB (302)	25 mm – 80 mm / 1 in – 3.15 in	Montaje en pareja con ajuste axial controlado
Transmisión industrial	Radial alta	3FB (322)	40 mm – 120 mm / 1.57 in – 4.72 in	Buena relación carga/velocidad
Puente trasero / diferencial	Combinada con empuje	4FE (323)	50 mm – 150 mm / 1.97 in – 5.91 in	Soporta alta carga de choque
Caja de engranajes planetarios	Empuje bidireccional	5GD (313)	60 mm – 200 mm / 2.36 in – 7.87 in	Alto ángulo de contacto
Laminadora	Radial y empuje severos	3FC (303) o 4FE (323)	80 mm – 500 mm / 3.15 in – 19.69 in	Se utilizan en configuraciones multihilera
Aerogenerador	Empuje variable	2FB o 3FB (302/322)	100 mm – 600 mm / 3.94 in – 23.62 in	Requiere lubricación de larga duración y precarga controlada

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la vida útil esperada de un rodamiento cónico en una caja de cambios?

Un rodamiento cónico operando a plena carga en una caja de cambios industrial puede alcanzar 20 000 h de vida L10h si la relación C/P es aproximadamente 4. Con cargas reducidas puede superar las 60 000 h.

¿Qué capacidad de carga dinámica tiene un rodamiento cónico de agujero 40 mm?

Un rodamiento 30208 (40 mm / 1.575 in) presenta una capacidad dinámica de 62 kN / 13 940 lbf, suficiente para aplicaciones de rodillos de apoyo y ejes intermedios con cargas moderadas.

¿Cómo se calcula la carga axial equivalente en un rodamiento cónico?

La carga axial equivalente se determina con la fórmula Pa = 0.4 Fr + Y Fa, donde Y es el factor de carga axial específico del rodamiento; para un 30206, Y ≈ 1.6.

¿Cuál es la temperatura máxima de funcionamiento de un rodamiento cónico estándar?

Los rodamientos cónicos estabilizados térmicamente (S1) operan hasta 150 °C / 302 °F. Superar los 120 °C / 248 °F exige aceros especiales y lubricación de alta temperatura.

¿Qué holgura axial se recomienda en un montaje en pareja “cara a cara”?

En un montaje en O de rodamientos serie 302 con diámetro de 50 mm / 1.969 in, se ajusta un juego axial de 0,03 mm / 0.0012 in a 0,05 mm / 0.0020 in para compensar la dilatación térmica.

¿Cuánta carga estática puede soportar un rodamiento cónico sin dañarse?

Un rodamiento 32312 soporta una carga estática de hasta 260 kN / 58 450 lbf; superarla puede provocar deformación plástica de los caminos de rodadura superior a 0,0001 del diámetro del rodillo.

Fuentes consultadas

engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/metric-threads-d_777.html
mcmaster.com: https://www.mcmaster.com/products/tapered-rollers/