Lubricacion y tipos de cojinetes y rodamientosInvestigación sobre Lubricación y Tipos de cojinetes para la Carrera de Ingeniería Mecánica Con Énfasis en Energías Renovables.Lubricacion y tipos de cojinetes y rodamientosInvestigación sobre Lubricación y Tipos de cojinetes para la Carrera de Ingeniería Mecánica Con Énfasis en Energías Renovables.Oscar Norberto Espinoza Castro.Oscar Norberto Espinoza Castro.
Lubricacion y tipos de cojinetes y rodamientos
Investigación sobre Lubricación y Tipos de cojinetes para la Carrera de Ingeniería Mecánica Con Énfasis en Energías Renovables.
Lubricacion y tipos de cojinetes y rodamientos
Investigación sobre Lubricación y Tipos de cojinetes para la Carrera de Ingeniería Mecánica Con Énfasis en Energías Renovables.
Oscar Norberto Espinoza Castro.
Oscar Norberto Espinoza Castro.
Clasificación de los rodamientos
Los rodamientos se dividen en dos grupos principales: rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos.
Los rodamientos de bolas se clasifican de acuerdo con la forma del anillo: rígidos de bolas y de magneto.
Los rodamientos de rodillos a su vez se clasifican de acuerdo al tipo de rodillo: cilíndrico, de agujas, cónicos y esféricos.
Los rodamientos también pueden ser clasificados de acuerdo con la dirección de la carga aplicada: rodamientos radiales y rodamientos axiales. Otros métodos de clasificación pueden hacerse teniendo en cuenta:
números de filas de rodamientos
separables o no separables
En cualquier caso, también existen otro tipo de rodamientos, diseñados según requerimientos del cliente, o fabricados en materiales especiales, como cerámica, resinas, aceros inoxidables, etc., o sometidos a tratamientos especiales.
Características de los rodamientos
Los rodamientos se fabrican en muchos tamaños y variedades, cada cual con sus propias características. Sin embargo, cuando los comparamos con los casquillos, los rodamientos tienen las siguientes ventajas:
Su par inicial es bajo y la diferencia entre su par inicial y su par de funcionamiento es pequeña
Con el avance de la normalización a nivel mundial, los rodamientos están disponibles y son intercambiables internacionalmente
Son fáciles de lubricar y consumen menos lubricante
Como regla general, un rodamiento puede soportar cargas radiales y axiales simultáneamente o independientemente
Los rodamientos se pueden precargar para obtener un juego negativo y obtener una mayor rigidez
Pueden ser utilizados dentro de un gran rango de temperaturas
Las características de los rodamientos más comunes se describen a continuación:
Rodamientos de 1 hilera de bolas de ranura profunda
Los rodamientos rígidos de bolas son el tipo más común. Su campo de aplicación es muy amplio. Las ranuras de los carriles de rodadura de los aros interior y exterior constan de arcos circulares con un radio ligeramente mayor que el de las bolas. Además de las cargas radiales, pueden soportar cargas axiales en ambas direcciones. Dado que su par es bajo, no son aconsejables en aplicaciones con altas velocidades y bajas pérdidas de potencia. Además de los rodamientos de tipo abierto, estos rodamientos frecuentemente incorporan blindajes de acero o sellados de caucho en una o ambas caras y están prelubricados de grasa. A veces también se utilizan anillos de resorte sobre el aro exterior. El tipo más común de jaula es el de acero estampado.
Rodamientos de 1 hilera de bolas de contacto angular
Los rodamientos individuales de este tipo son capaces de soportar cargas radiales y axiales en una dirección. Están disponibles en cuatro ángulos de contacto: 15º, 25º, 30º y 40º. Cuanto mayor es el ángulo de contacto, mayor carga axial. Para aplicaciones a altas velocidades son preferibles los de menor contacto angular. Habitualmente se montan emparejados y se debe ajustar correctamente el juego entre ambos. Las jaulas de acero estampado son las más usuales.
Rodamientos dúplex
A la combinación de 2 rodamientos radiales se les denomina par duplex. Estas combinaciones se suelen formar utilizando rodamientos de bolas de contacto angular o rodamientos de rodillos cónicos. Las posibles combinaciones son: cara-a-cara, la cual une las caras del aro exterior (tipo DF); espalda-a-espalda, (tipo DB), o bien las dos caras en la misma dirección (tipo DT). Los rodamientos duplex del tipo DF y DB pueden soportar cargas radiales y axiales en cualquier dirección. El tipo DT se utiliza cuando existe una gran carga en una dirección y es necesario repartirla equitativamente sobre los dos rodamientos.
Rodamientos de 2 hileras de bolas de contacto angular
Los rodamientos de doble hilera de bolas de contacto angular constan de 2 rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular montadas espalda-a- espalda. La diferencia con los anteriores está en que constan sólo de 1 aro interior y 1 aro exterior que contienen 2 caminos de rodadura cada uno. Pueden soportar cargas axiales en cualquier dirección.
Rodamientos de bolas de 4 puntos de contacto
Los rodamientos de 4 puntos de contacto tienen los aros interior y exterior separables, ya que el aro interior está seccionado en sentido radial. Ambos pueden soportar cargas axiales. Las bolas tienen un ángulo de contacto de 35º con cada aro. Este tipo de rodamiento puede sustituir una combinación cara-a-cara o espalda-a-espalda de rodamientos de contacto angular. Las jaulas suelen ser de latón mecanizadas.
Rodamientos de rodillos cilíndricos
En este tipo de rodamientos, los rodillos cilíndricos están en contacto lineal con los caminos de rodadura. Tienen una alta capacidad de carga radial y son aconsejables para altas velocidades. Existen los siguientes tipos. NU, NJ, N o NF para rodamientos de una hilera, y NNU o NN para rodamientos de doble hilera. Los aros interior y exterior de todos estos tipos son separables. Algunos rodamientos de este tipo carecen de reborde en ambos aros, lo que permite que ambos aros puedan desplazarse axialmente uno respecto al otro. Este rodamiento puede ser utilizado como rodamiento de extremo libre. Los rodamientos de rodillos cuyo aro interior o exterior consta de rebordes a ambos lados, mientras que el otro aro no consta de reborde alguno, pueden soportar cargas axiales en una dirección. Los rodamientos de doble hilera de rodillos cilíndricos poseen alta rigidez radial y se usan principalmente en máquinas-herramientas de precisión. Generalmente se utilizan jaulas de acero pretensado o de latón mecanizado, aunque a veces se utilizan de poliamida moldeada.
Rodamientos de agujas
Los rodamientos de agujas están compuestos de finos rodillos de una longitud que va de tres a diez veces su diámetro. Por lo tanto, la relación entre el diámetro exterior del rodamiento y el diámetro del círculo inscrito es pequeña y poseen una capacidad de carga bastante alta. Existen muchos tipos, de los cuales bastantes carecen del aro interior. El tipo de copa-estirada consta de aro exterior de acero pretensado, mientras que el tipo sólido consta de aro exterior mecanizado. Existen también montajes de jaula y agujas que carecen de aros. La mayoría de estos rodamientos tienen jaulas de acero pretensado, aunque algunos carecen de jaula.
Rodamientos de rodillos esféricos
Los rodamientos de rodillos esféricos constan de rodillos en forma de barril. El aro interior tiene dos caminos de rodadura, mientras que el aro exterior tiene un solo camino de forma esférica. Debido a que el centro de curvatura del camino de rodadura del aro exterior coincide con el eje del rodamiento, son autoalineantes. Estos rodamientos pueden soportar grandes cargas radiales y algunas cargas axiales en cualquier dirección. Tienen una gran capacidad de carga radial. Algunos rodamientos tienen agujero cónico y pueden ser montados directamente sobre ejes cónicos o bien sobre ejes cilíndricos con la ayuda de un manguito. Las jaulas son de acero pretensado, latón mecanizado o de poliamida moldeada.
Rodamientos de rodillos cónicos
Los rodamientos de este tipo constan de rodillos cónicos guiados por un reborde en la parte posterior del cono. Pueden soportar altas cargas radiales y también cargas axiales en una sola dirección. Normalmente son montados de manera similar a la de los rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular. Puesto que son separables los conjuntos de conos y aros pueden ser montados independientemente. Estos rodamientos se dividen en tres tipos atendiendo al ángulo de contacto: de ángulo normal, de ángulo medio y de ángulo pronunciado. Generalmente se utilizan jaulas de acero pretensado.
Rodamientos de bolas de empuje de una sola dirección
Los rodamientos axiales de bolas de una sola dirección constan de aros en forma de arandela con caminos de rodadura. Al aro ajustado al eje se le denomina aro del eje, mientras que al aro fijado en el alojamiento se le denomina aro del alojamiento. En los rodamientos axiales de bolas de doble dirección hay 3 aros, de los cuales el central es el que se fija al eje. También existen rodamientos axiales de bolas con asiento de alineación debajo del aro exterior, cuya finalidad es compensar errores de montaje o desalineamientos del eje. Normalmente las jaulas son de acero pretensado para tamaños pequeños y de latón mecanizado para tamaños grandes.
Rodamientos de rodillos a rótula
Estos rodamientos poseen un camino de rodadura esférico en el aro del alojamiento y de rodillos en forma de barril dispuestos oblicuamente a su alrededor. Ya que el camino de rodadura del aro exterior es esférico, este tipo de rodamientos son autoalineantes. Tienen una gran capacidad de carga axial y pueden soportar cargas radiales moderadas una vez aplicada la carga axial. Las jaulas suelen ser de acero pretensado o latón mecanizado.
Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos
Los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos soportan cargas axiales en una única dirección. Soportan cargas axiales muy altas pero no fuerzas radiales. Los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos son sólo adecuados para aplicaciones de baja velocidad.
Rodamientos completamente llenos de rodillos
Los rodamientos NNF completamente llenos de rodillos tienen un anillo interior compuesto por 2 piezas y 3 pestañas integrales y se mantienen unidos mediante un anillo de retención. Este rodamiento se fabrica con 2 obturaciones como estándar. Se utilizan principalmente en poleas o máquinas elevadoras.
Tipos de Lubricación de Cojinetes
LUBRICANTE
Es una sustancia que cuando se introduce entre superficies móviles reduce la fricción, el desgaste y el calentamiento disminuyendo el contacto relativo de estas.
Hidrodinámica: las superficies de soporte de carga de un cojinete están separadas por una capa de sustancia lubricante relativamente gruesa, que impide el contacto directo metal con metal
Hidrostática: se obtiene introduciendo el lubricante en el área de soporte de carga a una presión lo bastante elevada para separar las superficies con una capa relativamente gruesa de lubricante
Elastohidrodinámica: fenómeno que ocurre cuando se introduce un lubricante entre superficies en contacto rodante
Al límite: se genera cuando se impide la formación de una película de lubricante lo suficientemente gruesa, lo que produce que las asperezas de más altura queden separadas por película de lubricante de sólo unos cuantos diámetros moleculares de espesor
De película sólida: se emplea cuando la temperatura de operación es extrema. Un lubricante como el grafito o el disulfuro de molibdeno son del tipo sólido
