Un rodamiento 6210 C3 sale de fábrica con 18 a 36 micrómetros de juego radial. Móntelo con un ajuste a presión y hágalo funcionar en caliente, y la mayor parte de ese juego desaparece antes de que la máquina alcance su temperatura de régimen. Esa diferencia entre el juego que usted pide y el juego con el que el rodamiento funciona realmente es la razón misma de que existan las clases de juego interno, y es donde se cometen la mayoría de los errores de selección.
El juego interno radial (JIR) es la distancia radial total que un aro puede desplazarse respecto al otro antes del montaje, sin carga aplicada. La ISO 5753-1 lo clasifica en grupos, de apretado a suelto. Esta guía ofrece los valores reales en micrómetros para un diámetro interior habitual, muestra cómo el ajuste con apriete y la temperatura de funcionamiento los consumen, desarrolla un ejemplo de principio a fin y convierte el resultado en una regla para elegir la clase. Si primero necesita descodificar el sufijo C3 de un aro, empiece por nuestra guía para leer un número de rodamiento.
Puntos clave
- El juego interno radial se clasifica como C2 < CN (Normal) < C3 < C4 < C5 según la ISO 5753-1. Los mismos grupos están definidos de forma idéntica en la DIN 620-4, de modo que las etiquetas se conservan entre normas.
- CN es el valor por defecto y no lleva sufijo. Solo aparece una letra para un grupo distinto de Normal, como
6210 C3. Una letra más alta significa más juego de fábrica, no menor calidad.- El juego de funcionamiento es menor que el que usted pide. El ajuste con apriete consume en torno al 70 a 90 % del apriete del aro, y un aro interior que funciona más caliente que el exterior reduce aún más la holgura. La identidad es Δe = Δ0 − δf − δt.
- Busque un juego de funcionamiento ligeramente positivo. La vida a fatiga alcanza su máximo en un valor ligeramente negativo, pero los diseñadores se mantienen justo por encima de cero porque el juego negativo genera precarga, calor y gripado.
- Elija la clase según el ajuste y la temperatura, no por costumbre. Los ajustes a presión y el funcionamiento en caliente lo llevan hacia lo más suelto (C3, C4 o CM); los ajustes ligeros y el servicio silencioso lo llevan hacia lo más apretado (C2).
¿Qué Es el Juego Interno Radial?
El juego interno radial es la distancia total que un aro puede desplazarse radialmente respecto al otro antes de montar el rodamiento, sin carga aplicada. La ISO 5753-1 ordena ese juego en grupos que van desde C2 (apretado), pasando por CN, C3 y C4, hasta C5 (suelto), con un C1 más apretado que C2 y de uso poco frecuente. CN se sitúa en el medio y es el valor que obtiene si pide un rodamiento sin ningún sufijo de juego.
Hay dos puntos que despistan. Primero, CN no viene impreso en el aro. La designación lleva un código de juego solo cuando el grupo es distinto de Normal, de modo que 6210 es un rodamiento CN y 6210 C3 es la variante más suelta de la misma pieza. Esto coincide con la lógica de sufijos de nuestra guía del número de rodamiento. El juego es uno de los pocos códigos idénticos en SKF, NSK, NTN y FAG, porque procede de la ISO y no del estilo propio de cada casa. Segundo, toda esta escala se refiere al juego radial. Los rodamientos de contacto angular y los de rodillos cónicos se rigen por el juego interno axial, definido para los tipos de cuatro puntos de contacto en la ISO 5753-2, y se ajustan como pares regulados o precargados en lugar de eligiendo un grupo radial.
Merece la pena nombrar ya un código especial. CM es un rango de juego estrechado, orientado a los rodamientos para motores eléctricos, donde los ajustes y las temperaturas están bien caracterizados y un juego de funcionamiento más apretado y uniforme mantiene el motor silencioso. Se comporta como una banda ajustada de fábrica entre CN y C3 para esa aplicación concreta.
La Tabla de Juego C2 a C5 (µm para un Diámetro Interior de 50 mm)
Los grupos de juego son rangos, no valores únicos, y los rangos se solapan. Para un rodamiento rígido de bolas 6210 (50 mm de diámetro interior, 90 mm de diámetro exterior), las bandas de juego interno radial de la ISO 5753-1 son los valores de abajo, reproducidos en el catálogo de ingeniería de NTN (catálogo NTN 2203, tabla 8.8). Como un rodamiento C3 cerca del extremo inferior de su banda se solapa con un rodamiento CN cerca del extremo superior de la suya, «C3 es más suelto que CN» solo es cierto de grupo a grupo, no de pieza a pieza.
Las bandas escalan con el tamaño del diámetro interior, así que lea siempre la fila de su diámetro real. La tabla de abajo muestra el diámetro de 50 mm junto a la siguiente banda de tamaño para que pueda ver la variación.
| Rango de diámetro interior | C2 | CN (Normal) | C3 | C4 | C5 |
|---|---|---|---|---|---|
| más de 40 a 50 mm (p. ej. 6210) | 1 a 11 | 6 a 23 | 18 a 36 | 30 a 51 | 45 a 73 |
| más de 50 a 65 mm | 1 a 15 | 8 a 28 | 23 a 43 | 38 a 61 | 55 a 90 |
Valores en µm, juego interno radial según la ISO 5753-1 (catálogo NTN 2203, tabla 8.8).
La Clase de Juego No Es lo Mismo que la Clase de Tolerancia
El juego interno y la precisión son dos especificaciones independientes, regidas por dos normas distintas, y confundirlas es el malentendido más frecuente sobre este tema. El juego interno (C2 a C5, definido por la ISO 5753-1) describe cuánto pueden moverse los aros entre sí. La precisión, o clase de tolerancia (P0, P6, P5 y la escala ABEC, definidas por la ISO 492 y la ANSI/ABMA 20), describe con qué estrechez se controlan el diámetro interior, el diámetro exterior, el ancho y la precisión de giro.
Un rodamiento C3 no dice nada sobre su grado ABEC. Los dos códigos están en ejes separados y pueden combinarse con libertad. Una designación como
6205 C3 P5especifica un rodamiento con juego radial mayor que Normal y, a la vez, alta precisión de giro. Pedir C3 cuando en realidad necesitaba precisión P5, o pagar por P5 cuando la aplicación solo requería un cambio de juego, proceden ambos de tratar una escala como si implicara la otra.
Si necesita confirmar qué juego tiene realmente un rodamiento usado o sin marcar, el juego residual puede comprobarse con una galga de espesores sobre el rodamiento montado. Nuestra guía para medir un rodamiento recorre esa vía. Para la diferencia práctica entre los grados de precisión, y cuándo necesita de verdad P5 o superior, consulte nuestra guía sobre la clasificación ABEC de rodamientos.
Por Qué el Juego de Funcionamiento Es Menor que el que Usted Pide
El juego que determina cómo se comporta un rodamiento no es el valor del catálogo. Es el juego de funcionamiento (efectivo), el juego que queda una vez que el rodamiento está montado y ha alcanzado su temperatura de régimen. Tanto el montaje como el calor lo reducen, y la relación es una simple resta (catálogo NTN 2203, ec. 8.1):
Δe = Δ0 − δf − δt
Aquí Δ0 es el juego inicial del catálogo, δf es la pérdida debida al ajuste con apriete y δt es la pérdida debida a la diferencia de temperatura entre los aros. Esto da tres estados diferenciados: juego inicial antes del montaje, juego residual una vez aplicado el ajuste y juego de funcionamiento una vez que el rodamiento se calienta bajo carga. NSK describe la misma progresión del juego inicial al residual y al efectivo.
Pérdida por ajuste (δf). Prensar un aro sobre un eje o dentro de un alojamiento lo dilata o lo comprime, y eso se traga juego. NTN cifra la pérdida en torno al 70 a 90 % del apriete efectivo (ec. 8.2 de NTN), que es la forma precisa de la regla empírica del «80 % aproximado» que circula sin fuente. Un ajuste más apretado aporta más fijación y menos reptación, pero para ello gasta juego radial.
Pérdida por calor (δt). En la mayoría de las máquinas el aro interior funciona más caliente que el exterior, normalmente entre 5 y 10 °C, porque está más cerca de la fuente de calor y disipa peor. El aro interior se dilata, por tanto, más que el exterior, y la holgura se cierra. SKF da la reducción como δt = 0,012 × ΔT × dm, donde ΔT es la diferencia de temperatura entre aros en °C y dm es el diámetro medio del rodamiento, (d + D) / 2, en milímetros. Cuanto más caliente es el servicio, más importa este término, y por eso la elección del lubricante y la temperatura de funcionamiento influyen directamente en la selección del juego. Nuestra guía sobre la lubricación de rodamientos cubre la parte de la película y la temperatura.
Ejemplo Resuelto: De un Pedido CN al Juego de Funcionamiento
Ponga números reales a la identidad y la razón de existir de las clases de juego se vuelve evidente. Tome un 6210 con juego CN, montado con un ajuste con apriete sobre el eje y funcionando con un gradiente de 10 °C entre el aro interior y el exterior. El diámetro medio dm es (50 + 90) / 2 = 70 mm. La aritmética de abajo usa un apriete efectivo ilustrativo de 15 µm; el factor de ajuste y la fórmula de temperatura proceden de los catálogos.
Δ0 (CN, mid-band) = 15 µm
δf (interference-fit loss) = 0.80 × 15 ≈ 12 µm (0.70 to 0.90 × effective interference)
δt (10 °C gradient loss) = 0.012 × 10 × 70 ≈ 8.4 µm (dm = (50 + 90) / 2 = 70 mm)
Δe = Δ0 − δf − δt = 15 − 12 − 8.4 ≈ −5.4 µm → NEGATIVE: the bearing is preloaded
Un resultado negativo significa que los elementos rodantes quedan comprimidos antes de que llegue ninguna carga externa. Incluso en el extremo superior de la banda CN (23 µm) el juego de funcionamiento apenas supera el cero, y en el inferior (6 µm) es muy negativo. Con este ajuste y esta temperatura, CN es la elección equivocada. El gráfico de cascada de abajo muestra a dónde va el juego.
Ahora aplique el mismo ajuste y temperatura a un rodamiento C3:
Δ0 (C3, mid-band) = 27 µm
Δe = 27 − 12 − 8.4 ≈ +6.6 µm → slightly positive: on target
El mismo eje, el mismo calor, el resultado opuesto. Por eso «usa CN y ya está» falla en una aplicación con ajuste a presión y funcionamiento en caliente, y por eso «sube siempre a C3» es igual de erróneo en un ajuste ligero a temperatura moderada, donde C3 dejaría demasiado juego de funcionamiento. La clase tiene que corresponder al ajuste y al calor, que es exactamente la lógica de selección de las dos secciones siguientes.
Demasiado Suelto o Demasiado Apretado: Qué Le Hace el Juego a la Vida Útil
El juego de funcionamiento tiene un óptimo, y ambos lados de él le cuestan caro. La relación entre el juego de funcionamiento y la vida útil del rodamiento es la razón por la que todo este ejercicio importa.
Demasiado juego ensancha la zona descargada, de modo que menos elementos rodantes comparten la carga en cada instante. Eso eleva la vibración y el ruido y reduce la vida a fatiga. Muy poco juego, o un valor negativo, precarga los elementos rodantes antes de que llegue ninguna carga externa, lo que dispara la tensión de contacto, genera calor y, en el peor caso, conduce al embalamiento térmico y al gripado. La vida a fatiga es teóricamente máxima con un juego de funcionamiento ligeramente negativo. Aun así, los diseñadores apuntan a un valor positivo pequeño, porque mantener un juego negativo frente a la dispersión real de ajustes y temperaturas es arriesgado, como mostró el ejemplo resuelto.
El efecto de la zona de carga conecta directamente con cómo se clasifica un rodamiento. Un arco descargado más ancho significa que la carga de trabajo recae sobre menos elementos, que es la razón práctica por la que el juego de funcionamiento incide en el panorama de la vida a fatiga que tratamos en carga dinámica frente a carga estática. Cuando el juego es incorrecto y el fallo aparece en servicio, suele manifestarse como daño en el camino de rodadura y calor anómalo. Esos son los mismos síntomas diseccionados en nuestro análisis de fallos de rodamientos en trenes de bandas en caliente.
Cómo Elegir una Clase de Juego
Parta del objetivo: un juego de funcionamiento ligeramente positivo una vez que el rodamiento está montado y caliente. Después trabaje hacia atrás, desde el ajuste y la temperatura hasta la clase de fábrica que lo lleva hasta ahí. El diagrama de decisión de abajo recoge los casos habituales.
Un juego negativo no siempre es un defecto. Cuando es deliberado y controlado, un valor negativo pequeño se llama precarga, y es exactamente lo que usan los rodamientos de contacto angular y los de rodillos cónicos para rigidizar un eje y eliminar el juego. Esos tipos se ajustan mediante precarga axial en lugar de eligiendo un grupo radial, y por eso nuestras guías sobre el rodamiento de contacto angular y sobre rodamientos de rodillos cónicos frente a cilíndricos tratan la precarga como un ajuste de montaje, no como un sufijo de catálogo.
Por último, los nombres de los grupos se conservan entre normas, de modo que una especificación escrita para un sistema se traslada limpiamente a otro.
| ISO 5753-1 | ANSI/ABMA 20 | DIN 620-4 | JIS B 1520 |
|---|---|---|---|
| C2 | Grupo 2 | C2 | C2 |
| CN (Normal) | Normal | CN | CN |
| C3 | Grupo 3 | C3 | C3 |
| C4 | Grupo 4 | C4 | C4 |
| C5 | Grupo 5 | C5 | C5 |
Los grupos de juego interno radial están definidos de forma idéntica en la ISO 5753-1 y la DIN 620-4; los valores norteamericanos residen en la ANSI/ABMA 20.
Preguntas Frecuentes
P: ¿Qué es el juego interno en un rodamiento?
El juego interno es la distancia total que un aro puede desplazarse respecto al otro. El juego interno radial es ese movimiento medido radialmente, antes del montaje y sin carga. La ISO 5753-1 lo clasifica en grupos que van C2 < CN (Normal) < C3 < C4 < C5, de apretado a suelto.
P: ¿Cuál es la diferencia entre el juego C3 y el Normal (CN)?
C3 es un grupo de juego radial más suelto que CN. Para un 6210 (50 mm de diámetro interior), el CN abarca de 6 a 23 µm y el C3 de 18 a 36 µm según la ISO 5753-1, de modo que las bandas se solapan. Se elige C3 cuando un ajuste con apriete o el calor de funcionamiento cerrarían de otro modo la holgura en exceso, no porque sea un rodamiento de mayor calidad.
P: ¿Es el juego C3 siempre mejor que CN?
No. En un ajuste ligero a temperatura moderada, C3 deja demasiado juego de funcionamiento, lo que ensancha la zona descargada y eleva el ruido y la vibración a la vez que recorta la vida a fatiga. C3 solo ayuda cuando el ajuste y el calor consumen juego suficiente para justificar partir de algo más suelto. Adapte la clase a la aplicación, no a la costumbre de subir siempre de grado.
P: ¿Qué significa el juego C4 y cuándo se necesita?
C4 es un grupo de juego más suelto que C3. Para un 6210 abarca de 30 a 51 µm según la ISO 5753-1. Se necesita cuando las condiciones de funcionamiento consumen una gran cantidad de juego, como una temperatura muy alta, una gran diferencia de temperatura entre el aro interior y el exterior o un ajuste con apriete fuerte, de modo que partir de Normal o de C3 terminaría en negativo.
P: ¿Cómo reducen el juego el ajuste con apriete y la temperatura de funcionamiento?
Ambos restan del valor inicial: Δe = Δ0 − δf − δt. El ajuste con apriete consume en torno al 70 a 90 % del apriete efectivo del aro (δf), y la diferencia de temperatura entre aros consume δt = 0,012 × ΔT × dm, donde dm es el diámetro medio del rodamiento. El juego de funcionamiento con el que el rodamiento funciona realmente es siempre menor que el valor de catálogo.
Conclusión
El juego interno es un número pequeño que decide si un rodamiento funciona en silencio hasta su vida nominal o se sobrecalienta y se gripa. La disciplina se reduce a unos pocos puntos:
- El valor que usted pide, de C2 a C5 según la ISO 5753-1, es el juego inicial. El juego de funcionamiento es menor una vez que el ajuste y el calor se llevan su parte.
- Elija la clase según el ajuste y la temperatura, usando Δe = Δ0 − δf − δt para comprobar dónde acaba. Busque un valor ligeramente positivo.
- CN es el valor por defecto. Pase a C3, C4 o CM para ajustes a presión y funcionamiento en caliente, y a C2 solo para ajustes ligeros donde predomine el bajo ruido o el posicionamiento preciso.
- La clase de juego y la clase de precisión son especificaciones separadas. Un rodamiento C3 puede tener cualquier grado ABEC.
Si está especificando un rodamiento para un ajuste de eje y alojamiento, una velocidad y una temperatura definidos, y quiere comprobar la clase frente a un cálculo de juego residual antes de cursar el pedido, envíe los datos de la aplicación al equipo de ingeniería de ANDE Bearing y le devolveremos el grupo recomendado y el juego de funcionamiento previsto. También puede partir del tamaño que necesita en nuestros rodamientos rígidos de bolas.
Sobre el autor
Jeff Li escribe sobre ingeniería de rodamientos y aprovisionamiento global para ANDE Bearing. Trabaja directamente con compradores OEM y del mercado de repuestos en automoción, industria pesada y energías renovables. Conecte en LinkedIn.
