CLASIFICACIÓN O TIPOS DE RODAMIENTOS Desde el punto de vista cinemático, pueden clasificarse los rodamientos en tres categorías:
1. Rodamientos para cargas radiales. Pueden soportar preferentemente cargas dirigidas en la dirección perpendicular al eje de rotación. Rodamientos radiales. Rodamientos axiales 2. Rodamientos para cargas axiales. Pueden soportar cargas que actúen únicamente en la dirección del eje de rotación. A su vez pueden ser: rodamientos de simple efecto, que pueden recibir cargas axiales en un sentido, y rodamientos de doble efecto, que pueden recibir cargas axiales en ambos sentidos. 3. Rodamientos para cargas mixtas. Pueden soportar esfuerzos radiales, axiales o ambos combinados.
Rodamientos Según el tipo de elementos rodantes utilizados: 1. Rodamientos de bolas. Son adecuados para altas velocidades, alta precisión, bajo par torsional, baja vibración. BOLA ESFERICA 2. Rodamientos de rodillos. Los rodillos pueden ser de diferentes formas: cilíndricos, cónicos, forma de tonel (la generatriz es un arco de circunferencia) y de agujas (cilindros de gran longitud y pequeno diámetro). Se caracterizan por tener una gran capacidad de carga, asegurando una vida y resistencia a la fatiga prolongadas. CILINDRICO CONICO FORMA DE TONEL FORMA DE AGUJA Otros aspectos relativos a la clasificación de los rodamientos pueden ser: número de hileras, de elementos rodantes (una o varias); desmontable o no-desmontable, según que los anillos puedan ser desmontados o no; disponibilidad de orificio de engrase, etc.
TIPOS DE RODAMIENTOS Rodamientos rígidos de bolas
Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atención o mantenimiento en servicio. Estas características, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los más populares de todos los rodamientos.
Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular
El rodamiento de una hilera de bolas con contacto angular tiene dispuestos sus caminos de rodadura de forma que la presión ejercida por las bolas es aplicada oblicuamente con respecto al eje. Como consecuencia de esta disposición, el rodamiento es especialmente apropiado para soportar no solamente cargas radiales, sino también grandes cargas
axiales, debiendo montarse el mismo en contraposición con otro rodamiento que pueda recibir carga axial en sentido contrario.
Rodamientos de agujas
Son rodamientos con rodillos cilíndricos muy delgados y largos en relación con su menor diámetro. A pesar de su pequeña sección, estos rodamientos tienen una gran capacidad de carga y son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado. Este tipo de rodamientos es comúnmente muy utilizado en los pedales para bicicletas.y en un coche es peor
Rodamientos de rodillos cónicos
El rodamiento de rodillos cónicos, debido a la posición oblicua de los rodillos y caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultáneas. Para casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ángulo es muy abierto. Este rodamiento debe montarse en oposición con otro rodamiento capaz de soportar los esfuerzos axiales en sentido contrario. El rodamiento es desmontable; el aro interior con sus rodillos y el aro exterior se montan cada uno separadamente. Son los de mayor aplicación.
Rodamientos de rodillos cilíndricos de empuje
Son apropiados para aplicaciones que deben soportar pesadas cargas axiales. Además, son insensibles a los choques,
axiales en una dirección. Su uso principal es en aplicaciones donde la capacidad de carga de los rodamientos de bolas de empuje es inadecuada. Tienen diversos usos industriales, y su extracción es segura. y así de manera rápida y sencilla se pueden usar cualquier tipo y donde sea los requeridos rodamientos.
Rodamientos axiales de rodillos a rótula
El rodamiento axial de rodillos a rótula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaña del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esférica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineación automática. Debido a la especial ejecución de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaña de guía, los rodillos giran separados de la pestaña por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales, éste puede resistir también cargas radiales.
Rodamientos de bolas a rótula
Los rodamientos de bolas a rótula tienen dos hileras de bolas que apoyan sobre un camino de rodadura esférico en el aro exterior, permitiendo desalineaciones angulares del eje respecto al soporte. Son utilizados en aplicaciones donde pueden producirse desalineaciones considerables, por ejemplo, por efecto de las dilataciones, de flexiones en el eje o por el modo de construcción. De esta forma, liberan dos grados de libertad correspondientes al giro del aro interior respecto a los dos ejes geométricos perpendiculares al eje del aro exterior. Este tipo de rodamientos tienen menor fricción que otros tipos de rodamientos, por lo que se calientan menos en las mismas condiciones de carga y velocidad, siendo aptos para mayores velocidades.
Rodamientos de rodillos cilíndricos
Un rodamiento de rodillos cilíndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestañas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestañas o no. Según sea la disposición de las pestañas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilíndricos:
Tipo NU: con dos pestañas en el aro exterior y sin pestañas en el aro interior. Sólo admiten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos. Tipo N: con dos pestañas en el aro interior y sin pestañas en el aro exterior. Sus características similares al anterior tipo. Tipo NJ: con dos pestañas en el aro exterior y una pestaña en el aro interior. Puede utilizarse para la fijación axial del eje en un sentido. Tipo NUP: con dos pestañas integrales en el aro exterior y con una pestaña integral y dos pestañas en el aro interior. Una de las pestañas del aro interior no es integral, es decir, es similar a una arandela para permitir el montaje y el desmontaje. Se utilizan para fijar axialmente un eje en ambos sentidos.
Los rodamientos de rodillos son más rígidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran diámetro.
Rodamientos de rodillos a rótula El rodamiento de rodillos a rótula tiene dos hileras de rodillos con camino esférico común en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineación automática. El número y tamaño de sus rodillos le dan una capacidad de carga muy grande. La mayoría de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino también cargas axiales considerables en ambas direcciones. Pueden ser reemplazados por rodamientos de la misma designación que se dará por medio de letras y números según corresponda a la normalización determinada.
Rodamientos axiales de bolas de simple efecto El rodamiento axial de bolas de simple efecto consta de una hilera de bolas entre dos aros, uno de los cuales, el aro fijo al eje, es de asiento plano, mientras que el otro, el aro apoyado en el soporte, puede tener asiento plano o esférico. En este último caso, el rodamiento se apoya en una contraplaca. Los rodamientos con asiento plano deberían, sin duda, preferirse para la mayoría de las aplicaciones, pero los de asiento esférico son muy útiles en ciertos casos, para compensar pequeñas inexactitudes de fabricación de los soportes. El rodamiento está destinado a resistir solamente carga axial en una dirección.
Rodamientos de aguja de empuje Pueden soportar pesadas cargas axiales, son insensibles a las cargas de choque y proveen aplicaciones de rodamientos duras requiriendo un mínimo de espacio axial.
Fallas de un Rodamiento Los rodamientos durante tienen una apmplia relación de la alta temperatura con la vida útil del rodamiento. Para calcular al vida de un rodamiento y asi evitar perdidas de tiempo en compras y reemplazo generalmente se hace atravez de analisis de vibración analisis de lubricación o de aceite. cualquier aumento en la fricción o cargas incrementa la Temperatura haciendo que el rodamiento se desgaste.
SUJETADORES Los sujetadores constituyen un método para conectar o unir dos piezas o más entre si, ya sean con dispositivos procesos. Los sujetadores se utilizan en la ingeniería de casi cualquier producto o estructura.
Terminología de rosca Los términos que se describen en esta sección son los más utilizados en la representación de roscas en dibujo técnico.
Angulo de rosca: ángulo entre las superficies de dos roscas adyacentes. Avance: distancia que recorre la rosca cuando gira 360 grados o una revolución. El paso: de una rosca es la distancia entre cualquier punto de la rosca y el punto correspondiente de la siguiente vuelta adyacente, medido paralelo al eje.
Diámetro mayor: diámetro más grande de una rosca interna o externa. Diámetro menor: diámetro más pequeño de una rosca interna o externa. Rosca por pulgada: número de roscas en una pulgada medido de forma axial (paralelo al eje). Especificaciones de rosca (Sistema Métrico) Las especificaciones de roscas métricas se basan en las recomendaciones de la ISO y son similares al estándar unificado. Cuando se especifican roscas métricas puede consultarse el ANSIY14.6aM-1981. Las tablas de roscas se utilizan para especificar notas de roscas en el dibujo técnico. Para especificar roscas en el sistema ingles es necesario proporcionar, al menos, cinco elementos: Forma de la rosca Serie de la rosca Diámetro mayor Clase de ajuste Roscas por pulgadas Se han formado muchos tipos de forma de roscas. La rosca en V afilada se utiliza solo donde es necesario aumentar la fricción. Esta rosca tiene una cresta y una raíz plana. En los anexos se muestran tablas normalizadas con especificaciones de cada tipo de rosca. La serie de la rosca se refiere al n umero estándar de roscas por pulgada y existen cuatro clases: Gruesa (C), Fina (F), Extra fina (EF) y de paso constante.
PERNOS Y TORNILLOS (sujetadores con rosca) Pernos Es un dispositivo mecánico con cabeza en uno de sus extremos y rosca en el otro. Los pernos hacen juego con tuercas. La tuerca es un dispositivo mecánico de seguridad con rosca que se utilizan en el extremo de un perno.
Pernos estándar Los pernos estándar americanos tienen cabezas hexagonales o cuadrados. Los pernos de cabeza cuadrada no están disponibles en formato métrico. Las tuercas utilizadas con pernos aparecen con distintas variaciones, dependiendo de la aplicación o de consideraciones en el diseño. Para especificar pernos se utiliza el ANSI B18.2.2-1972.
Pernos de cabeza hexagonal Normalmente, los pernos estándar no se incluyen en los dibujos técnicos, excepto en los de ensamble. Cuando se dibuja un pern o, es necesario conocer su tipo, diámetro nominal, longitud.
Tornillos Son elementos de sujeción, ajuste, o transmisión de fuerza, el cual cumple la función de sujetar un cuerpo con otro o con muchos. Es un dispositivo con cabeza en uno de sus extremos y rosca del otro. Existen en la actualidad diferentes tipos de tornillos para las distintas utilidades en el ámbito de ingeniería.
Tornillos métricos Los sujetadores métricos son estándar en una serie de roscas métricas. Los pasos de roscas estarán entre la serie de roscas g ruesas y de rosca fina, de las actuales roscas unificadas (en pulgadas).
Tornillos estándar Los productos comerciales de tornillos y tuercas manufacturan sus productos de acuerdo con especificaciones de normas aprobad as. La norma estadounidense actual abarca las tres series de tornillos y tuercas: Serie regular: se adopto para uso general. Serie reforzada: las cabezas de tornillos reforzadas están diseñadas para satisfacer la necesidad comercial especial de superficies de apoyo muy r esistentes. Tuercas de serie ligera: se usan en condiciones donde se requieren ahorros importantes en el peso y el material. Por lo común se suministran con rosca fina. Los tornillos de estándar American Standard se especifican dando el diámetro, él numero de hilos por pulgada, la serie, la clase de rosca, la longitud y el tipo de cabeza.
Tornillo prisionero Dispositivo mecánico con rosca con o sin cabeza que sirve para impedir el giro o movimiento entre piezas, tales como un eje y un collar. Los tornillos prisioneros tienen tipos diferentes de punta y cabezas para aplicaciones distintas. El tornillo prisionero pasa por la rosca de la primera pieza y tiene una punta que se presiona firmemente contra la segunda pieza, impidiendo de esta manera el movimiento.
También existen otros tipos de tornillos como son los de tope, que se utilizan mucho en la industria para mantener las piezas maquinadas unidas entre si. También están los autorroscantes que son sujetadores duros, con varios tipos de cabeza, y que forman sus propias roscas en materiales más suaves. La diferencia básica entre un perno y un tornillo es que normalmente el perno esta diseñado para ser apretado o aflojado utilizando una tuerca, mientras que el tornillo por lo común esta diseñado para penetrar dentro de la pieza, en una rosca interna, utilizando la cabeza para apretarlo o aflojarlo.
Tornillos de maquinas Los tornillos de maquina métricos pueden impulsarse a través de ranuras o de cruces cortadas sobre su cabeza, la cual tiene un avellanado plano, oval o de cazoleta. Además, el diseñador puede disponer de tornillos de maquina con cabeza hexagonal o cabeza con roldana hexagonal.
Tuercas La tuerca es un dispositivo mecánico con rosca que se emplea en los extremos roscados de un perno o tornillo para metales. Existen varios tipos de tuercas para diferentes aplicaciones. Las tuercas hexagonales y cuadradas son los tipos más comunes que se conocen en la industria, ya sea en clasificaciones comunes o pesadas. Otros tipos de tuercas son los hexagonales de presión, hexagonales ranuradas, hexagonales encastilladas y de corona.
NOTA: Todas las tablas normalizadas de los sujetadores se encuentran anexadas. Sujetadores sin rosca Los sujetadores sin rosca son dispositivos mecánicos que en general, sirven para impedir el movimiento entre piezas que acopl an. Los pasadores, remaches, chavetas y anillos de retención son ejemplos de este tipo de sujetadores. Las arandelas, que son también sujetadores sin rosca, se utilizan para asegurar sujetadores o proporcionarles una superficie lisa.
Arandelas planas estándar Las arandelas planas se utilizan con los pernos y tuercas para mejorar la superficie de ensamble y aumentar la fuerza. Las arandelas planas tipo A estándar ANSI se designan de acuerdo con sus diámetros interior y exterior, y su espesor. Las arandelas planas tipo B solo están disponibles en las series angosta, regular y ancha.
Arandelas de seguridad estándar Las arandelas de seguridad sirven para impedir que un sujetador se afloje a causa de la vibración o al movimiento. Las arandelas de seguridad más comunes son las de resorte helicoidal y la dentada.
Pasadores Los tipos mas comunes de pasadores son los pasadores guían, rectos, ahusados, de garganta y de resorte. Los pasadores guía se emplean para mantener las piezas en posición o para impedir que estas se des licen después del ensamble. La especificación de este tipo de pasador se lleva a cabo proporcionando el nombre, el diámetro nominal del pasador, el material y el acabado de protección. Otro tipo de pasador que se utiliza para mantener las piezas en posición es el pasador de chaveta, el cual tiene una cabeza redonda y extremos que se doblan después del e nsamble.
Cuñas (chavetas) Las cuñas se usan en el ensamble de partes de maquinas para asegurarlas contra su movimiento relativo, por lo general rotatorio, como es el caso entre flechas, cigüeñales, volantes, etc. Cuando las fuerzas relativas no son grandes, se emplea una cuña redonda, una cuña de silleta o una cuña plana. Para trabajo pesado son más adecuadas las cuñas rectangulares. La cuña cuadrada y la cuña Pratt and Whitney son las mas utilizadas en diseño de maquinas. La cuña de cabeza acodada se diseña dé modo que la cabeza permanezca fuera del mamelón para permitir que una clavija pueda impulsarla para remover la cuña.
Cuñas de Woodruff Una cuña Woodruff es un segmento de disco plano con un fondo que puede ser plano o redondeado. Se le especifica siempre mediante un numero, cuyo dos últimos dígitos indican el diámetro nominal en octavos de pulgadas, mientras que los dígitos que preceden a los últimos dan el ancho nominal en treintaidosavos de pulgada.
Remaches Los remaches son sujetadores permanentes que se usan principalmente para conectar miembros en estructuras como edificios y puentes y para ensamblar hojas y placas de acero para tanques, calderas y barcos. Son rodillos cilíndricos hechos de hierro forjado o acero suave, con una cabeza que se les forma al fabricarlos. Se forma una cabeza en el otro extremo después que el remache ha sido puesto en su lugar a través de los agujeros taladrados o perforados de l as partes que se ensamblan.
Soldadura La soldadura ha alcanzado en estos últimos decenios una importancia y un desarrollo sin precedentes; además de suplantar casi por completo el remachado, ha encontrado aplicación en muchísimos otros campos de construcciones mecánicas. Por soldadura se entiende el proceso mediante el cual se efectúa la unión de piezas metálicas por la acción del calor, con o sin el empleo de materiales metálicos, de modo que en los puntos de unión se realice la continuidad entre dichas piezas. Existen diferentes tipos de soldaduras: La soldadura por presión que se realiza por fuego o resistencia, Soldadura fuerte; soldadura por caldeo y soldadura de gas.
Clasificación de la soldadura La clasificación de las soldaduras se ha reunido por comodidad, en la tabla que se anexa.
Uniones soldadas Según la posición reciproca de las piezas unidas mediante soldadura, la tabla UNI 1307-1309 especifica 6 tipos distintos de uniones, que, para mayor claridad, se representan en la tabla anexada, primero en axometría y después esquemáticamente, según las normas UNI.
Formas diversas de soldaduras y modos de representarlos en el dibujo En las tablas UNI 1307-1309 se subdividen las soldaduras, desde el punto de vista de las secciones típicas, en numerosos tipos; en las tablas anexadas se continúa esta materia para indicar los símbolos o signos gráficos que corresponden a las diferentes secciones típicas.
NOTA: En las tablas anexadas de soldaduras se encuentran ejemplos de representación de soldaduras en el dibujo. Rodamientos Cojinetes de rodamiento Para sustituir la fricción de rozamiento por la de rodadura, siempre mucho menor, se usaban los cojinetes de rodamiento en lugar de los soportes con cojinetes de deslizamiento. En los cojinetes de rodamiento se obtiene la movilidad de la parte giratoria respecto a la fija, no por deslizamiento relativo, sino por la interposición de piezas de rodamiento, en forma de bolas o de rodillos (cilíndricos o cónicos), piezas que ruedan con pequeñísima fricción sobre superficies adecuadas. Daremos en primer lugar algunas ideas generales, todas de la mayor importancia, sobre los cojinetes de rodamiento en general. Desde el punto de vista de su función cinemática, pueden dividirse en tres categorías:
Cojinetes para cargas radiales: Están construidos para soportar preferentemente cargas dirigidas en sentido perpendicular al eje de rotación. La carga radial origina reacciones de los apoyos en sentido también radial.
Cojinetes para cargas axiales: Pueden soportar únicamente cargas que actúen según el eje de rotación. Para cargas axiales solo se utilizan cojinetes de bolas.
