Un rodamiento 6210 C3 sale de fábrica con 18 a 36 micrómetros de juego interno radial. Móntelo con un ajuste de interferencia y llévelo a su temperatura de funcionamiento: la mayor parte de ese juego desaparece antes de que la máquina alcance su temperatura de régimen. Esa diferencia entre el juego especificado al pedir el rodamiento y el juego real de funcionamiento explica por qué existen las clases de juego interno y origina 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 menor a mayor juego. Esta guía presenta los valores reales en micrómetros para un diámetro interior habitual, muestra cómo el ajuste de interferencia y la temperatura de funcionamiento reducen ese juego, desarrolla un ejemplo de principio a fin y convierte el resultado en una regla para elegir la clase. Si antes necesita interpretar el sufijo C3 de la designación, 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. La DIN 620-4 define los mismos grupos de forma idéntica, por lo que las designaciones coinciden en ambas normas.
- CN es el valor por defecto y no lleva sufijo. Solo aparece un código para un grupo distinto de Normal, como
6210 C3. Un grupo con mayor juego significa más juego de fábrica, no menor calidad.- El juego de funcionamiento es menor que el juego inicial especificado. La pérdida por ajuste equivale aproximadamente al 70 a 90 % de la interferencia efectiva del aro, y un aro interior a mayor temperatura que el exterior reduce aún más el juego. La relación es Δe = Δ0 − δf − δt.
- El objetivo es un juego de funcionamiento ligeramente positivo. La vida a fatiga alcanza su máximo con un valor ligeramente negativo, pero los diseñadores se mantienen justo por encima de cero porque un juego de funcionamiento negativo genera precarga, calor y gripado.
- Elija la clase según el ajuste y la temperatura, no por costumbre. Los ajustes a presión y las temperaturas de funcionamiento elevadas orientan hacia grupos de mayor juego (C3, C4 o CM); los ajustes ligeros y las aplicaciones de bajo ruido, hacia un grupo de menor juego (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 (menor juego), pasando por CN, C3 y C4, hasta C5 (mayor juego); el C1, de uso poco frecuente, tiene aún menos juego que C2. CN ocupa la zona intermedia y es el grupo suministrado cuando se pide un rodamiento sin sufijo de juego.
Dos aspectos suelen causar confusión. En primer lugar, CN no se imprime en el aro. La designación lleva un código de juego solo cuando el grupo es distinto de Normal, de modo que 6210 identifica un rodamiento CN y 6210 C3 la variante de mayor juego de la misma pieza. Esto coincide con la lógica de sufijos de nuestra guía del número de rodamiento. El código de juego es uno de los pocos que coinciden entre SKF, NSK, NTN y FAG, porque procede de la ISO y no de una convención particular de cada fabricante. En segundo lugar, toda esta escala se refiere al juego interno radial. Los rodamientos de contacto angular y los rodamientos de rodillos cónicos se rigen por el juego interno axial y se montan en pares ajustados o precargados, en lugar de seleccionarse mediante un grupo de juego interno radial. La ISO 5753-2 define el juego interno axial para los rodamientos de bolas de cuatro puntos de contacto.
Esa portabilidad convierte el juego en la capa más fácil de comprobar en un intercambio, y los sufijos propios de cada fabricante para obturaciones y jaulas en la más difícil; nuestra guía de referencia cruzada de rodamientos recorre las tres capas.
Conviene mencionar un código especial. CM es un intervalo de juego más estrecho, destinado a los rodamientos para motores eléctricos, donde los ajustes y las temperaturas están bien caracterizados y un juego de funcionamiento reducido y uniforme mantiene bajo el ruido del motor. Es un intervalo calibrado en fábrica entre CN y C3 para esa aplicación concreta.
Tabla de juego interno radial C2 a C5 (µm para un diámetro interior de 50 mm)
Los grupos de juego corresponden a intervalos, no a valores únicos, y esos intervalos se solapan. Para un rodamiento rígido de bolas 6210 (50 mm de diámetro interior, 90 mm de diámetro exterior), los intervalos de juego interno radial de la ISO 5753-1 se muestran a continuación y están reproducidos en el catálogo técnico de NTN (catálogo NTN 2203, tabla 8.8). Como el extremo inferior del intervalo C3 se solapa con el extremo superior del intervalo CN, decir que «C3 tiene más juego que CN» solo es válido al comparar grupos, no necesariamente dos rodamientos concretos.
Los intervalos varían con el diámetro interior, por lo que debe consultar siempre la fila correspondiente al diámetro real. La tabla muestra los valores para 50 mm junto con los del tramo de diámetros inmediatamente superior.
| 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 interno no es lo mismo que la clase de tolerancia
El juego interno y la precisión son dos especificaciones independientes, regidas por 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 desplazarse los aros entre sí. La precisión, o clase de tolerancia (P0, P6, P5 y la escala ABEC), se define en la ISO 492 y la ANSI/ABMA 20 y establece las tolerancias del diámetro interior, el diámetro exterior, la anchura y la precisión de giro.
Un rodamiento C3 no dice nada sobre su grado ABEC. Los dos códigos representan características independientes y pueden combinarse libremente. Una designación como
6205 C3 P5especifica un rodamiento con juego interno radial mayor que el del grupo Normal y, a la vez, alta precisión de giro. Tanto pedir C3 cuando en realidad se necesitaba precisión P5 como pagar por P5 cuando la aplicación solo requería cambiar el juego son errores derivados de tratar una escala como si implicara la otra.
Si necesita confirmar qué juego interno tiene realmente un rodamiento usado o sin marcar, el juego residual puede comprobarse con una galga de espesores en el rodamiento montado. Nuestra guía para medir un rodamiento explica el procedimiento. Para conocer la diferencia práctica entre los grados de precisión y cuándo se requiere realmente P5 o superior, consulte nuestra guía sobre la clasificación ABEC de rodamientos.
Por qué el juego de funcionamiento es menor que el solicitado
El juego que determina el comportamiento de un rodamiento no es el valor del catálogo, sino el juego de funcionamiento (efectivo) que queda una vez montado el rodamiento y alcanzada su temperatura de régimen. Tanto el montaje como la diferencia de temperatura entre los aros 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 de interferencia y δt es la pérdida debida a la diferencia de temperatura entre los aros. Se distinguen así tres estados: juego inicial antes del montaje, juego residual una vez aplicado el ajuste y juego de funcionamiento cuando el rodamiento alcanza su temperatura bajo carga. NSK describe la misma progresión del juego inicial al residual y, por último, al juego efectivo o de funcionamiento.
Pérdida por ajuste (δf). Al montar a presión un aro sobre un eje o dentro de un alojamiento, el aro se dilata o se comprime y reduce el juego. NTN estima que esta pérdida equivale aproximadamente al 70 a 90 % de la interferencia efectiva (ec. 8.2 de NTN), que es la formulación precisa de la regla empírica de «aproximadamente el 80 %» que suele citarse sin fuente. Aumentar la interferencia mejora la fijación y reduce el deslizamiento relativo del aro, pero a costa de disminuir el juego interno radial.
Pérdida por diferencia de temperatura (δt). En la mayoría de las máquinas, el aro interior funciona a mayor temperatura que el exterior, normalmente entre 5 y 10 °C, porque está más cerca de la fuente de calor y presenta una menor capacidad de disipación térmica. Por tanto, el aro interior se dilata más que el exterior y el juego disminuye. SKF expresa 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 mayor es la diferencia de temperatura entre los aros, más importante resulta este término; 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 explica los efectos de la película lubricante y la temperatura.
Ejemplo resuelto: del juego CN especificado al juego de funcionamiento
Al sustituir las variables de esta relación por valores reales, se entiende de inmediato por qué existen las clases de juego. Considere un 6210 con juego CN, montado con un ajuste de interferencia sobre el eje y sometido a una diferencia de temperatura de 10 °C entre el aro interior y el exterior. El diámetro medio dm es (50 + 90) / 2 = 70 mm. El cálculo siguiente usa una interferencia efectiva ilustrativa de 15 µm; el factor de ajuste y la fórmula de temperatura proceden de los catálogos.
Δ0 (CN, valor medio del intervalo) = 15 µm
δf (pérdida por interferencia) = 0,80 × 15 ≈ 12 µm (0,70 a 0,90 × interferencia efectiva)
δt (pérdida por ΔT de 10 °C) = 0,012 × 10 × 70 ≈ 8,4 µm (dm = (50 + 90) / 2 = 70 mm)
Δe = Δ0 − δf − δt = 15 − 12 − 8,4 ≈ −5,4 µm → NEGATIVO: el rodamiento está precargado
Un resultado negativo significa que los elementos rodantes quedan comprimidos incluso antes de aplicar una carga externa. En el extremo superior del intervalo CN (23 µm), el juego de funcionamiento apenas queda por encima de cero; en el extremo inferior (6 µm), queda muy por debajo de cero. Con este ajuste y esta temperatura, CN es una elección incorrecta. El gráfico de cascada muestra cómo se reduce el juego.
Ahora repita el cálculo para un rodamiento C3 con el mismo ajuste y la misma temperatura:
Δ0 (C3, valor medio del intervalo) = 27 µm
Δe = 27 − 12 − 8,4 ≈ +6,6 µm → ligeramente positivo: dentro del objetivo
El mismo eje y las mismas condiciones térmicas producen el resultado opuesto. Por eso «use CN sin más» no funciona en una aplicación con ajuste a presión y temperatura elevada, y «pase siempre a C3» es igual de incorrecto con un ajuste ligero a temperatura moderada, donde C3 dejaría demasiado juego de funcionamiento. La clase debe corresponder al ajuste y a la temperatura; esa es la lógica de selección de las dos secciones siguientes.
Juego excesivo o insuficiente: efectos sobre la vida útil
Existe un valor óptimo del juego de funcionamiento, y apartarse de él en cualquier dirección tiene consecuencias. La relación entre el juego de funcionamiento y la vida útil del rodamiento es lo que hace necesario este cálculo.
Un juego de funcionamiento excesivo amplía la zona descargada, de modo que menos elementos rodantes comparten la carga en cada instante. Esto aumenta la vibración y el ruido y reduce la vida a fatiga, por lo que el juego es uno de los parámetros que aborda nuestra guía sobre el ruido de los rodamientos. En cambio, un juego de funcionamiento insuficiente o negativo somete los elementos rodantes a una precarga antes de aplicar cualquier carga externa, lo que eleva bruscamente las tensiones 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 adoptan como objetivo un valor positivo pequeño, porque mantener un juego de funcionamiento negativo ante la variabilidad real del ajuste y la temperatura resulta arriesgado, como mostró el ejemplo resuelto.
El efecto de la zona de carga está directamente relacionado con la capacidad de carga nominal del rodamiento. Cuanto mayor es el arco descargado, menos elementos rodantes soportan la carga; esta es la razón práctica por la que el juego de funcionamiento influye en la vida a fatiga, un aspecto que tratamos en carga dinámica frente a carga estática. Cuando el juego de funcionamiento es incorrecto y el fallo aparece en servicio, suele manifestarse como daños en las pistas de rodadura y calor anómalo. Nuestro análisis de fallos de rodamientos sitúa esos síntomas en la taxonomía completa de la ISO 15243, mientras que nuestro análisis de fallos de rodamientos en trenes de bandas en caliente los ilustra con un caso real.
Cómo elegir una clase de juego interno
Parta del objetivo: un juego de funcionamiento ligeramente positivo una vez montado el rodamiento y alcanzada la temperatura de funcionamiento. Después, calcule a la inversa a partir del ajuste y la temperatura para determinar la clase de juego interno de fábrica que permite alcanzar ese objetivo. El siguiente diagrama de decisión recoge los casos habituales.
Un juego de funcionamiento negativo no siempre es un defecto. Cuando es deliberado y controlado, genera una precarga; los rodamientos de contacto angular y los rodamientos de rodillos cónicos utilizan precisamente esa condición para aumentar la rigidez del eje y eliminar el juego. En estos tipos, la precarga axial se establece durante el montaje, en lugar de seleccionarse mediante un grupo de juego interno radial; por eso nuestras guías sobre el rodamiento de contacto angular y sobre rodamientos de rodillos cónicos frente a cilíndricos tratan la precarga como un parámetro que se establece durante el montaje, no como un sufijo de catálogo.
Por último, las designaciones de los grupos se mantienen entre normas, por lo que una especificación redactada según un sistema puede trasladarse sin ambigüedad 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 se recogen 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 la componente radial de ese desplazamiento, medida antes del montaje y sin carga. La ISO 5753-1 lo clasifica en los grupos C2 < CN (Normal) < C3 < C4 < C5, de menor a mayor juego.
P: ¿Cuál es la diferencia entre el juego C3 y el Normal (CN)?
C3 es un grupo con mayor juego interno radial que CN. Para un 6210 (50 mm de diámetro interior), CN abarca de 6 a 23 µm y C3 de 18 a 36 µm según la ISO 5753-1, de modo que los intervalos se solapan. Se elige C3 cuando un ajuste de interferencia o la temperatura de funcionamiento reducirían demasiado el juego, no porque sea un rodamiento de mayor calidad.
P: ¿Es el juego C3 siempre mejor que CN?
No. Con un ajuste ligero y una temperatura moderada, C3 deja demasiado juego de funcionamiento, lo que amplía la zona descargada, aumenta el ruido y la vibración y reduce la vida a fatiga. C3 solo es adecuado cuando el ajuste y la temperatura reducen el juego lo suficiente para justificar un juego inicial mayor. Adapte la clase a la aplicación en lugar de elegir siempre un grupo de mayor juego.
P: ¿Qué significa el juego C4 y cuándo se necesita?
C4 es un grupo con mayor juego interno radial que C3. Para un 6210 abarca de 30 a 51 µm según la ISO 5753-1. Se necesita cuando las condiciones de funcionamiento reducen mucho el juego, por ejemplo, debido a una temperatura muy alta, una gran diferencia de temperatura entre el aro interior y el exterior o un ajuste con gran interferencia. En esos casos, un juego inicial CN o C3 daría lugar a un juego de funcionamiento negativo.
P: ¿Cómo reducen el juego interno el ajuste de interferencia y la temperatura de funcionamiento?
Ambos reducen el valor inicial: Δe = Δ0 − δf − δt. La pérdida por ajuste (δf) equivale aproximadamente al 70 a 90 % de la interferencia efectiva, y la reducción debida a la diferencia de temperatura entre aros se calcula como δt = 0,012 × ΔT × dm, donde dm es el diámetro medio del rodamiento. El juego de funcionamiento real es siempre menor que el valor de catálogo.
Conclusión
El juego interno es un valor pequeño que determina si un rodamiento alcanza su vida nominal con un funcionamiento silencioso o si se sobrecalienta y se gripa. La selección se resume en unos pocos puntos:
- El valor especificado al pedir el rodamiento, de C2 a C5 según la ISO 5753-1, es el juego inicial. El juego de funcionamiento es menor tras las reducciones debidas al ajuste y a la temperatura.
- Elija la clase según el ajuste y la temperatura, usando Δe = Δ0 − δf − δt para comprobar el resultado. El objetivo es un valor ligeramente positivo.
- CN es el valor por defecto. Pase a C3, C4 o CM para ajustes a presión y temperaturas de funcionamiento elevadas, y a C2 solo para ajustes ligeros donde predominen el bajo ruido o el posicionamiento preciso.
- La clase de juego interno y la clase de precisión son especificaciones separadas. Un rodamiento C3 puede tener cualquier grado ABEC.
Si está especificando un rodamiento con ajustes definidos en el eje y el alojamiento, así como una velocidad y una temperatura determinadas, y desea comprobar la clase mediante un cálculo del juego residual antes de cursar el pedido, envíe los datos de la aplicación al equipo de ingeniería de ANDE Bearing. Le indicaremos el grupo recomendado y el juego de funcionamiento previsto. También puede buscar el tamaño que necesita en nuestra gama de 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. Contacte con él a través de LinkedIn.
