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 pequeísima fricción sobre superficies adecuadas. !aremos en primer lugar algunas ideas generales, todas de la ma"or importancia, sobre los cojinetes de rodamiento en general. !esde el punto de vista de su función cinem#tica, pueden dividirse en tres categorías$ Cojinetes para cargas radiales: Est#n radiales: Est#n construidos para soportar preferentemente cargas dirigidas en sentido perpendicular al eje de rotación. %a carga radial origina reacciones de los apo"os en sentido tambi&n radial.
Cojinetes para cargas axiales: Pueden soportar 'nicamente cargas que act'en seg'n el eje de rotación. Para cargas aiales solo se utilizan cojinetes de bolas.
Cojinetes para cargas mixtas: %as cargas tienen dos componentes, una seg'n el eje de rotación " otra perpendicular al mismo. no de los dos cojinetes a de soportar la carga aial, mientras que los dos soportan la componente radial, dando cada uno su propia reacción.
*&ngase presente, sin embargo, que si desean mas detalles sobre los cojinetes de rodamientos, es mu" conveniente consultar los cat#logos generales " los folletos " op'sculos especiales editados por las principales f#bricas de cojinetes.
Introducción
%os nombres de cojinete de +odamiento o simplemente rodamiento, se emplean para describir la clase de soporte de eje en el que la carga principal se transmite a trav&s de elementos que est#n en contacto rodante " no deslizante, es decir, su utilización se debe a la característica de transferir las cargas entre los elementos rotatorios " los estacionarios, permitiendo la rotación relativamente libre con un mínimo de fricción. %a carga, la velocidad " la viscosidad de operación del lubricante afectan las características características de fricción de un cojinete de rodamiento. unque no es mu" correcto el nombre de cojinete antifricción, se usa com'nmente en la industria. El especialista en el diseo de cojinetes antifricción, se enfrenta al problema de disear un grupo de elementos que componen un cojinete de rodamiento- estos elementos deben disearse para adaptarlos a un espacio cu"as dimensiones se especifiquen- de igual forma deben estar diseados para resistir una determinada carga " finalmente estos elementos deben estar diseados para tener una duración o vida 'til satisfactoria cuando la operación se realice seg'n las condiciones especificadas. especificadas. Para el diseo de un rodamiento, se deben considerar los siguientes factores$ •
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arga por fatiga.
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/ricción.
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alentamiento.
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+esistencia a la corrosión.
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Problemas cinem#ticos.
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Propiedades de los materiales.
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%ubricación.
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*olerancias al maquinado.
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Ensamble.
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so " costo.
2. Partes de un cojinete de rodamientos %os cojinetes rodantes, se fabrican para soportar cargas puramente radiales, cargas de empuje aial puro o una combinación de ambas cargas. %a nomenclatura de un cojinete tipo bolas se muestra en la figura siguiente$
En la figura 0, se muestran las cuatro partes esenciales de un rodamiento. !ichas partes son$ aro externo, aro interno, elementos rodantes y separador. •
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Aro externo. El anillo eterior esta montado en el albergue de la m#quina " en la ma"oría de los casos no rueda. %a parte de la tra"ectoria de los elementos rodantes se llama corredor o race1a", " la sección de los anillos donde los elementos giran, es llamada superficie de rodadura o race1a" surface. En el caso de r odamientos de bola, como eisten unos surco o canales provistos para las bolas, a estas tambi&n se les denomina surcos, canales de rodadura o race1a" grooves. %os anillos se fabrican normalmente con aceros 2E 30455 endurecido de 65 a 67 +oc81ell . Aro interno. El anillo interno esta montado en el #rbol de la m#quina " en la ma"oría de los casos est# en la parte rodante. El anillo interno esta normalmente comprometido con un eje. Elementos rodantes. Estos elementos pueden ser tanto bolas como rodillos. Eisten muchos tipos de rodamientos con variadas formas de rodillos como ser$ de bola, rodillo cilíndrico, rodillo cilíndrico largo, rodamiento de aguja, rodillo trapezoidal " rodillo conveo. 2e utilizan tambi&n materiales como el acero inoidable, cer#micos, monel, pl#sticos " materiales especiales en caso de trabajo con corrosivos.
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Separador o jaula. 2irve para guiar los elementos de giro a lo largo de los anillos del rodamiento en una relativa posición correcta. Eisten variadas clases de separadores que inclu"en las prensadas (las m#s usadas), maquinadas (utilizadas para ma"or resistencia o altas velocidades), moldeadas " en forma de clavija o chaveta. !ebido a su menor resistencia a la fricción en comparación con los anillos " elementos rodantes, los rodamientos con separadores son m#s convenientes para trabajar bajo rotaciones de alta velocidad. %as jaulas se fabrican de bronce o pl#sticos sint&ticos (que trabajan mejor a altas velocidades con un mínimo de fricción " ruido). En los cojinetes de costo relativamente bajo algunas veces se omite el separador, pero este tiene una función importante de evitar el contacto de los elementos rodantes a fin de que no ocurra rozamiento entre ellos. Cubiertas. *odos estos cojinetes pueden obtenerse con cubiertas o protectores en uno o en ambos lados. %as cubiertas no proporcionan un cierre completo, pero sí ofrecen protección contra la entrada de polvo " suciedad. na variedad de cojinetes se fabrica con sellos herm&ticos en uno o en ambos lados. uando los sellos est#n en ambos lados, los cojinetes se lubrican en la f#brica. unque se supone que un cojinete sellado tiene lubricación por toda la vida, algunas veces se proporciona un medio para su re9 lubricación.
Tipos de rodamientos.
%os rodamientos se fabrican normalmente en una amplia variedad para dimensiones est#ndar de di#metro interior, eterior " ancho, " con tolerancias tambi&n estandarizadas. Por lo general los fabricantes se rigen a normas internacionales que permiten su intercambiabilidad (:2;). En este trabajo presentaremos una selección de los diversos tipos de rodamientos estandarizados que se fabrican. %a ma"oría de los fabricantes de rodamiento proporcionan a sus distribuidores manuales de ingeniería " folletos t&cnicos que contienen descripciones profusas de los diversos tipos disponibles. El objetivo del trabajo es mostrar los tipos de rodamientos mas utilizados " comunes en el mercado. El #ngulo de contacto es el #ngulo formado por la dirección de la carga aplicada a los anillos " los elementos rodantes del rodamiento " el plano perpendicular al centro del eje cuando el rodamiento esta cargado. Por lo tanto &l los rodamientos se clasifican en 0 tipos de acuerdo con su #ngulo de contacto ()$ •
+odamientos +adiales (5 < < =3). !iseados principalmente para cargas radiales.
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+odamientos iales (=3 > < ?5). !iseados principalmente para cargas aiales
3.1 Rodamiento de bolas. *ambi&n llamado cojinete de bolas o balero. on una sola " profunda ranura, soporta cargas radiales así como una carga aial o de empuje. %as bolas se introducen en las ranuras desplazando el aro interior lateralmente a una posición ec&ntrica. %as bolas se separan despu&s de su introducción " luego se inserta el separador. •
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Radial de una hilera: este rodamiento se le menciona muchas veces como rodamiento de ranura profunda, conrad o deep groove bearing. 2e encuentra con muchas variaciones$ protecciones o sellos sencillos o dobles. 2e emplea normalmente para cargas radiales " de empuje (como m#imo dos tercios de la radial). Es esencial un alineación cuidadosa, es decir que el m#imo desalineamiento sea de 5.3@. Este rodamiento puede soportar una carga de empuje aial relativamente alta. %os cojinetes de bolas de una fila soportan un pequeo desalineamiento del eje, pero donde lo anterior puede ser grave, es posible utilizar cojinetes autoalineantes. De doble hilera. Este rodamiento est# diseado para admitir cargas radiales fuertes " de empuje ligeras, sin aumentar el di#metro eterior del mismo. Es, aproimadamente, de 65 a A5B m#s ancho que un rodamiento comparable de una hilera. causa de la ranura de llenado, las cargas de empuje deben ser ligeras. %os cojinetes de bolas de doble fila se fabrican en una amplia variedad de tipos " tamaos para soportar cargas radiales " aiales m#s intensas. lgunas veces dos cojinetes de una
fila se utilizan conjuntamente por la misma razón, aunque un cojinete de doble fila generalmente requerir# menor n'mero de piezas " ocupar# menos espacio. •
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De doble hilera de autoalineamiento interno. Este rodamiento puede usarse para cargas preponderantemente radiales en donde se requiere autoalineamiento de 5.55C a 5.553 pulgadas. :o se debe abusar de la característica del autoalineamiento, pues el desalineamiento o carga de empuje ecesivos causan pronta falla. Rodamiento de contacto angular. sí llamados por que la línea que atraviesan las superficies que soportan la carga, forman un #ngulo con el plano de la cara del rodamiento, est#n destinados a resistir pesadas cargas aiales. 2e los utiliza frecuentemente en pares opuestos aialmente unos a otros, " son adecuados para la carga previa De máxima capacidad. *iene la misma forma que un rodamiento de hilera, a ecepción de la presencia de una ranura o canal de llenado que admite mas bolas " en consecuencia soportar# cargas radiales m#s fuertes. omo su capacidad de empuje aial es pequea, estos rodamientos se utilizan cuando la carga es principalmente radial. De tipo partido. Este tipo de rodamiento puede ser tanto de bolas como de rodillos. *iene partido el anillo interior, el eterior " la jaula. 2e ensamblan con tornillos, lo que le da facilidad de instalación o al quitar un rodamiento.
3.2 Rodamientos de rodillos. •
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De rodillos cilndricos. %os cojinetes de rodillos cilíndricos soportan una carga radial ma"or que los de bolas del mismo tamao debido a su ma"or #rea de contacto. 2in embargo, tienen la desventaja de requerir casi una perfecta configuración geom&trico de pistas " rodillos. n ligero desalineamiento originar# que los rodillos se desvíen " se salgan de alineación. Por esta razón, el ret&n debe ser grueso " resistente. !esde luego, los rodillos cilíndricos no soportar#n cargas de empuje. En este tipo de rodamientos la relación aproimada del la longitud 9 di#metro debe variar entre 4$4 " 4$C. 2on los que permiten mas velocidad rotacional de todos los rodamientos de rodillos. De aguja. Estos rodamientos tienen rodillos cu"a longitud es, por lo menos, cuatro veces su di#metro. 2on de m#s utilidad en donde el espacio es un factor. Da" con anillo interior o sin &l. 2i se usa el #rbol como el anillo interior, se debe endurecer " rectificar. El tipo de complemento pleno se usa para cargas altas, oscilantes o para bajas velocidades. El tipo de jaula se debe emplear para movimientos rotacional- no puede soportar cargas de empuje. *iene una capacidad de carga radial alta respecto a su altura particular, pero limitado respecto a cargas aiales. De rodillos cónicos. !ebido a la disposición oblicua de los caminos de rodadura con respecto al eje del rodamiento, son especialmente adecuados para soportar importantes cargas aiales " radiales combinadas. Estos rodamientos son desmontables pudiendo separar el aro eterior del conjunto interior. %as generatrices de las superficies de rodadura de las pistas " el eje del rodillo convergen en un punto com'n sobre el eje de rotación del rodamiento. Esto permite asegurar un movimiento de rodadura sin deslizamientos de los rodillos sobre las pistas. Puede variar la relación entre la capacidad de carga aial " radial del rodamiento en función del #ngulo entre las superficies de rodadura " el eje de rotación del rodamiento. *iene menor coeficiente de fricción " ma"ores velocidades de trabajo que otros rodamientos de rodillo. De rodillos es!"ricos. Estos rodamientos son ecelentes para cargas radiales fuertes " empuje moderado. 2u característica de autoalineamiento interno es 'til en muchas aplicaciones, pero no se debe abusar de ello. %os elementos esf&ricos tienen la ventaja de ampliar su #rea de contacto a medida que la carga aumenta.
3.3 Rodamientos de empuje
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Rodamiento de empuje de bolas. Estos rodamientos se fabrican con protecciones de tipo abierto " usados para bajas velocidades. 2e utilizan en combinación con otros rodamientos que podrían soportar la carga radial. Rodamiento de empuje de rodillos rectos. Estos rodamientos constan los rodillos cortos para minimizar el deslizamiento " se les pude aplicar cargas " velocidades moderadas. Rodamiento de empuje de rodillos cónicos :o eiste el deslizamiento característico de los rodillos rectos pero causa una ma"or carga de empuje entre los rodillos " la brida de los anillos del rodamiento, lo que no les permite trabajar en velocidades altas.
3.4 Rodamientos Axiales En el tipo de rodamiento aial de rodadura, los elementos rodantes son bolas, rodillos cilíndricos cortos, rodillos cónicos o rodillos esf&ricos que ruedan en caminos esf&ricos, " por consiguiente son a rotula. Estos rodamientos pueden estar soportados rígidamente, o bien uno de los aros puede estar soportado en un asiento esf&rico para que sea de autoalineación. #. Duración o $ida %til de un cojinete. uando el elemento rodante de un cojinete antifricción entra en la zona de carga, se originan esfuerzos hertzianos en el aro interno, el propio elemento rodante " aro eterno. !ebido a que la curvatura de los elementos de contacto es diferente en la dirección aial respecto de la dirección radial, las fórmulas para estos esfuerzos son mucho m#s complicadas que las ecuaciones hertzianas. 2i un cojinete se mantiene limpio " bien lubricado, se monta " se sella contra la entrada de suciedad o polvo, se conserva en esta condición " es operado a temperaturas razonables, entonces la fatiga del metal ser# la 'nica causa de falla. Puesto que esto corresponde a muchos millones de aplicaciones de esfuerzo, se aplica a tal consideración el t&rmino duración o vida del cojinete. %a duración o vida 'til de un cojinete en particular se define como el n'mero total de revoluciones, o el n'mero de horas de giro a una velocidad constante dada, de operación del rodamiento para que se desarrolle el tipo de falla considerado. En condiciones ideales la falla por fatiga consistir# en una astilladura o descascarado de las superficies que soportan la carga. %a norma de la nti9/riction earing Fanufacturers ssociation (/F) indica que el criterio de falla es la primera evidencia de aparición de la fatiga. 2in embargo, se observa que la duración efectiva con frecuencia se usa como definición de la duración a la fatiga. %a duración nominal es un t&rmino autorizado por la /F " lo emplean la ma"oría de los fabricantes de cojinetes. %a duración nominal de un grupo de cojinetes de bolas o de rodillos evidentemente id&nticos se define como el n'mero de revoluciones, u horas a una velocidad constante dada, que ?5B de un grupo de rodamientos completar# o eceder# antes de desarrollar el criterio de falla. %os t&rminos duración mínima, duración %45 " duración 45 tambi&n se emplean para designar la vida nominal. %os t&rminos duración promedio " duración mediana se usan en sentido mu" general al describir la longevidad de rodamientos. 2e considera que ambos t&rminos tienen el mismo significado. uando grupos que constan de grandes n'meros de cojinetes se prueban hasta la falla, las vidas medianas de los grupos se promedian. Por tanto, estos t&rminos realmente designan la vida mediana promedio. En el presente trabajo se usar# el t&rmino vida mediana con el significado de promedio de duraciones medianas. l probar grupos de rodamientos, el objetivo es determinar la vida mediana " la vida %45, o nominal. uando se prueban muchos grupos de cojinetes, se halla que la vida mediana est# entre = " 3 veces %45. &. Carga en los cojinetes. 2e han desarrollado formulas est#ndar para predecir la vida nominal est#tica de un rodamiento en cualquier conjunto especificado de condiciones. Para ello es necesario conocer algunos conceptos b#sicos para su calculo. Carga nominal básica C . Es la carga que un rodamiento de bolas puede r esistir por un millón de revoluciones del anillo interior. Este valor depende del tipo, geometría, eactitud de la fabricación " del material del mismo.
*ambi&n se la denomina
n! G velocidad de diseo requerida, revHmin El problema del diseador es$ /!, %!, n!. Iqu& valor de /+ debe usarse para entrar al cat#logo " seleccionar el cojinete apropiadoJ Este problema puede resolverse empleando la ecuación 4. El n'mero total de revoluciones de diseo es$ " el n'mero total de revoluciones del cojinete del cat#logo es$ 2ustitu"endo en la ecuación 4 se obtiene$ o bien$ Esto significa que el cojinete seleccionado para este diseo debe tener una carga radial nominal de cat#logo igual a o ma"or que /+. '. (ontaje ) alojamiento. Es necesario usar el m&todo correcto en el montaje " observar las reglas de limpieza para que el rodamiento funcione satisfactoriamente " alcance la vida calculada. El montaje debe ser realizado preferiblemente en local seco " limpio. F#quinas que produzcan partículas met#licas, limaduras de fierro no deber#n estar cercas. Es importante antes de iniciar el montaje seleccionar las herramientas correctas para la tarea. ;nspeccionar cuidadosamente los componentes que posesionar#n los rodamientos. %uego remover las partes sobresalientes del material " limpiar el eje " los costados. Kerificar la precisión de forma " dimensiones de los asientos del eje " de la caja, pues los mismos pueden haber sido daados durante el desmontaje. Kerificar los selladores " cambiar los que est#n gastados o daados. En caso de que el rodamiento necesite ser substituido, no sacar el rodamiento nuevo de su embalaje original antes del momento de su montaje. :o retirar el protector antioidante del rodamiento, ecepto sobre las superficies del di#metro eterno " del hueco del rodamiento. Es necesario limpiar esas superficies con queroseno o aguarr#s " secar con un pao limpio. '.* +juste con inter!erencia en la caja 2e debe proteger el asiento con una leve capa de aceite. Es recomendable usar una LcanecaM o un pedazo de tubo limpio, pero colocarlo contra la cara del anillo eterno. ertificar que el rodamiento no entra torcido en la caja. na prensa mec#nica o hidr#ulica podr# ser usada tambi&n, para facilitar. %as mismas reglas para montaje de rodamientos con ajuste con interferencia en el eje son v#lidas cuando se debe tener un ajuste con interferencia en la caja. Podr#, a veces, ser necesario calentar la caja para montar el rodamiento. na l#mpara el&ctrica, una herramienta de calentamiento 2N/, aceite caliente o una llama directa, pueden ser usadas para calentar la caja. 2i fuese usada una llama directa, debe ser tomar un gran cuidado, caso contrario la caja podr# partirse o deformarse. Kerificar las dimensiones del asiento despu&s cali&ntelo " no se olvide de limpiar el mismo antes de montar el rodamiento. Presionar fuertemente el rodamiento contra la cara del encosto, hasta que la caja se enfríe suficientemente para que el rodamiento tenga ajuste interferente. '.2 +juste con inter!erencia en el eje ntes del montaje se debe proteger ligeramente los asientos del rodamiento con una capa de aceite fino. Esto es hecho a fin de impedir averías en el eje durante el montaje. :unca aplicar golpes directos en los rodamientos siempre usar un pedazo de tubo o una herramienta similar. aso contrario, los anillos se pueden partir, la jaula se daa, o partículas de metal pueden destacarse " causar averías en el rodamiento cuando este colocado en operación. %os rodamientos pequeos pueden ser montados con a"uda de una LcanecaM o un pedazo de tubo. El tubo debe estar bien limpio " tener etremidades planas, paralelas " sin partes sobresalientes. olocar la herramienta contra el anillo interno " aplicar golpes, siempre distribuidos alrededor de la cara en la etremidad del tubo, con un martillo com'n (los
martillos de chumbo u otro metal macizo no son indicados, puesto que algunos fragmentos pueden soltarse " penetrar el rodamiento). Kerificar si el rodamiento no entra torcido en el eje. :unca debe aplicarse una fuerza contra el anillo eterno cuando el rodamiento fuera montado en el eje. %as pistas " los cuerpos rodantes pueden daarse f#cilmente ", en consecuencia, la vida del rodamiento ser# considerablemente reducida. 2i el eje posee roscas internas o eternas, estas pueden ser usadas en el montaje del rodamiento. uando se dispone de una prensa mec#nica o hidr#ulica, &sta podr# ser usada en el montaje de los rodamientos pequeos " medios. Puede usarse una LcanecaM o un pedazo de tubo limpio entre la prensa " el anillo interno. %os rodamientos grandes son montados con ma"or facilidad si fuesen primeramente calentados a una temperatura de A5 a ?5O encima de la temperatura ambiente. %os rodamientos nunca deber#n tener una temperatura encima de 405O. n m&todo adecuado para calentar es el bao de aceite. El aceite debe ser limpio " tener un punto de vaporización encima de 035O. %impiar un recipiente adecuado " vacíe una cantidad de aceite suficiente para cubrir completamente el rodamiento. El rodamiento no debe estar en contacto directo con la base del recipiente, debiendo ser colocado en una plataforma o calza adecuado para evitar un calentamiento directo. n rodamiento nunca debe ser calentado utilizando una llama directa. sar paos limpios para agarrar el rodamiento caliente. !ebe escurrirse el eceso de aceite del anillo eterno " enjuagar el hueco del rodamiento. El rodamiento debe colocarse r#pidamente para su posición. Presionando el rodamiento con fuerza contra el resalto hasta que este enfriado los suficiente para que el anillo interno quede bien apegado. '., Rodamientos montados sobre bujes El anillo interno de los rodamientos con hueco cónico es siempre montado con un ajuste interferente, generalmente en un buje de fijación o de desmontaje. El grado de interferencia depende de la distancia que el rodamiento es dislocado sobre la superficie cónica. %a holgura interna radial original del rodamiento es gradualmente reducida, a medida que el rodamiento es dislocado. Esta reducción de holgura es, por tanto, una medida del grado de interferencia. '.# -uje de !ijación. olocar el buje en el eje, en el lugar marcado antes del desmontaje- esto puede ser hecho con facilidad, si el rasgo del buje fuera abierto levemente, usando una llave de fenda, por ejemplo. 2i, por alg'n motivo, la posición del buje en el eje no fue marcada, entonces la posición correcta del rodamiento debe ser establecida, para entonces colocar el buje con relación a este. !ebe removerse el protector antioidante del agujero del rodamiento antes del montaje. %uego colocar el rodamiento en el buje " enrosque la tuerca de fijación. !islocar el rodamiento en el buje apretando la tuerca. l montar un rodamiento autocompensador de esferas sobre el buje de fijación, la reducción de la holgura interna radial debe ser verificada, girando el rodamiento " desalineando el anillo eterno. uando la tuerca tenga alcanzado el torque correcto, ser# posible girar el anillo eterno con facilidad, pero comenzar# a haber cierta resistencia al tentar desalinear el mismo. ntes de montar los rodamientos autocompensadores de rodamientos en bujes de fijación, la holgura interna radial debe ser medida con un calibrador de l#minas. olocar el rodamiento de pie en la bancada, gire el anillo interno algunas veces para que los rodillos asuman sus posiciones correctas, " entonces introduzca la l#mina del calibrador entre el rodillo superior " la pista del anillo eterno. sar una l#mina fina para comenzar " luego aumentar gradualmente la espesura, hasta que la l#mina entre bien ajustada. %a holgura medida deber# ser la misma para ambas carreras de los rodillos. '.& Precarga El objeto de la precarga es eliminar la holgura interna que se tiene com'nmente en los rodamientos, a fin de aumentar la duración a la fatiga, " disminuir la pendiente o inclinación del eje en el rodamiento. %a precarga de cojinetes de rodillos cilíndricos puede obtenerse por$
Fontaje del cojinete en un eje o manguito cónico para epandir el aro interior.
tilización de un ajuste de interferencia para el aro eterior.
so de un cojinete con el aro eterior precontraído sobre los rodillos.
%os cojinetes de bolas generalmente est#n precargados por la carga aial introducida durante el montaje. 2iempre es buena pr#ctica seguir las recomendaciones de los fabricantes al determinar la precarga, puesto que un valor demasiado alto conducir# a una falla prematura. '.' +lineamiento on base en la eperiencia general con los cojinetes de rodamiento, como se epresa en los cat#logos de los fabricantes, el desalineamiento permisible en los cojinetes de rodillos cónicos " de rodillos cilíndricos se limita a 5.554 rad. on cojinetes de bolas esf&ricos, el desalineamiento no debe eceder de 5.55A7 rad. Pero en el caso de cojinetes de bolas con ranura profunda, el intervalo permisible de desalineamiento es de 5.55C3 a 5.55=7 rad. %a duración de un cojinete disminu"e significativamente cuando se eceden los límites del desalineamiento permisible. %a protección adicional contra el desalineamiento se obtiene mediante las medidas de hombros recomendadas por el fabricante. simismo, si eiste cualquier grado de desalineamiento, es buena pr#ctica proporcionar un factor de seguridad aproimadamente igual a 0 para tener en cuenta posibles incrementos durante el montaje. '. +lojamientos Para evitar la entrada de polvo " materias etraas " retener el lubricante, el montaje de un cojinete debe incluir un sello. %os tres tipos principales de sellado son con sello de fieltro, con sello comercial " con sello de laberinto. %os sellos de fieltro pueden usarse en la lubricación por grasa cuando las velocidades son bajas. %as superficies en roce o frotamiento deben tener un alto pulimento. %os sellos de fieltro deben protegerse contra el polvo " la suciedad coloc#ndolos en ranuras maquinadas o utilizando piezas estampadas de metal como broqueles o cubiertas. El sello comercial es un dispositivo que consta del elemento de frotamiento ", generalmente, un respaldo de resorte que est# retenido por una cubierta de l#mina met#lica. Estos sellos, por lo general, se colocan por ajuste a presión dentro de un hueco ensanchado en la cubierta del cojinete. Puesto que desarrollan la acción de sellado por roce, no deben ser utilizados en aplicaciones de alta velocidad. El sello de laberinto es especialmente eficaz para aplicaciones de alta velocidad " puede emplearse con aceite o grasa. lgunas veces se usa con aditamentos. Por lo menos deben emplearse tres ranuras " &stas deben hacerse en el hueco del cojinete o en su parte eterior. %a holgura puede fluctuarse entre 5.545 " 5.5=5 pulgadas, seg'n la velocidad " la temperatura. . /ubricación. %as superficies de contacto de los cojinetes de rodamiento tienen un movimiento relativo que es de rodadura " de deslizamiento, " por ello es difícil comprender eactamente lo que sucede. 2i la velocidad relativa de las superficies deslizantes es lo suficientemente elevada, entonces la acción del lubricante es hidrodin#mica. %a lubricación elastohidrodinámica (ED!) es el fenómeno que ocurre cuando se introduce un lubricante entre superficies que est#n en contacto rodante puro. 2on ejemplos típicos el contacto entre dientes de engranes " el que ocurre en los cojinetes de rodamiento " en las superficies de los mecanismos de leva " seguidor. uando un lubricante queda atrapado entre dos superficies en contacto rodante, se origina un incremento mu" grande en la presión interna de la película de lubricante. Pero como la viscosidad est# relacionada en forma eponencial con la presión, tambi&n se produce un incremento mu" grande en la viscosidad del
lubricante confinado entre las superficies. %eibensperger seala que el cambio de viscosidad dentro " fuera de la presión de contacto, equivale a la diferencia que eiste entre la viscosidad del asfalto frío " el aceite delgado para m#quina de coser. %os objetivos de un lubricante para cojinetes de rodamiento o antifricción pueden resumiese como sigue$
/ormar una película de lubricante entre las superficies deslizante " rodante.
"udar a distribuir " disipar el calor.
;mpedir la corrosión de las superficies del cojinete.
Proteger las piezas contra la entrada de materias etraas.
%os lubricantes utilizados son$ •
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rasa. ceite base o mineral. Espesantes o sustancias inorg#nicas. ditivos (para presiones altas " condiciones corrosivas)
.* 0lección del sistema de lubricación l construir una m#quina es aconsejable determinar lo m#s pronto posible si se desea lubricar los rodamientos con aceite o con grasa. En casos especiales puede preverse una lubricación con lubricantes sólidos. .*.* /ubricación con grasa %a lubricación con grasa se usa en un ?5B de todas las aplicaciones de rodamientos. %as ventajas esenciales de una lubricación con grasa son$ •
onstrucciones mu" sencillas
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Fa"or eficacia de la obturación debido a la grasa
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Elevada duración de servicio mediante una lubricación con poco mantenimiento bajo condiciones normales de servicio " de medio ambiente, la lubricación por grasa puede realizarse muchas veces como lubricación a vida (for 9 life).
En el caso de elevadas solicitaciones (revoluciones, temperatura, carga) debe preverse una re9 lubricación con períodos de re9 engrase adecuados. En el caso de tiempos de re9 engrase cortos ha" que prever una bomba para in"ección de la grasa, canales de alimentación de la grasa, eventualmente un disco regulador de la grasa " un recinto colector para la grasa usada. Cantidad de grasa requerida uando ninguna recomendación es dada, la cantidad de grasa a ser usada, puede ser calculada por la ecuación$ 1 3.33& D -
donde$ G cantidad de grasa, en gramos ! G di#metro eterno del rodamiento, en mm G largura del rodamiento, en mm .*.2 /ubricación con aceite Este sistema de lubricación resulta adecuado si los elementos próimos a la m#quina deben lubricarse tambi&n cuando sea necesario evacuar el calor mediante el lubricante. %a evacuación de calor puede ser necesaria en el caso de elevadas velocidades de giro altas solicitaciones a carga o si el apo"o esta sometido al calor desde afuera. l lubricar con pequeas cantidades de aceite (la lubricación con cantidades mínimas), como por ejemplo lubricación por goteo, por neblina de aceite o por aceite 9 aire es posible dosificar la cantidad de aceite eactamente. Esto ofrece la ventaja de poder mantener bajo tanto el rozamiento debido al chapoteo, como la potencia perdida del rodamiento. l usar aire como medio portante de la lubricación puede conseguirse una alimentación dirigida " una corriente favorable para la obturación. %a lubricación por in"ección de aceite con grandes cantidades facilita la alimentación precisa de todos los puntos de contacto en rodamientos altamente revolucionados " una buena refrigeración. Eisten muchos m&todos de lubricación con aceites$ •
aos de aceite.
•
2umergido de aceite.
•
oteo de aceite.
•
;n"ección de aceite.
•
irculación forzada del aceite.
•
%ubricación de aceite pulverizado. (aire conteniendo aceite)
%ubricación ceiteHaire (el aire comprimido se mezcla con el aceite en una v#lvula especial " es rociado)
4tilcese 1rasa cuando:
%a temperatura no sea superior a 445@ .
4tilcese +ceite cuando:
%a velocidad es baja.
2e requiere protección especial contra la entrada de materias etraas.
2e desean alojamientos sencillos para cojinetes.
%as velocidades son altas.
%a temperaturas son elevadas.
2e emplean f#cilmente sellos a prueba de aceite. El tipo de cojinete no es apropiado para lubricación con grasa.
Es necesario operar durante periodos largos sin proporcionar atención.
El cojinete se lubrica desde un sistema central que sirve tambi&n para otras piezas de m#quina.
8. Mantenimiento de los rodamientos 5.* +lmacenamiento de rodamientos Para evitar paradas largas en la producción debidas a fallas de rodamientos, es necesario asegurar que algunos de estos est&n disponibles para la reposición. Para esto es aconsejable saber, con anticipación, cu#les rodamientos son usados en las m#quinas, " si son necesarias herramientas especiales para el desmontaje " montaje de los mismos. %os rodamientos son baados en un protector contra oidación, antes de ser embalados, " pueden ser almacenados en sus embalajes originales por muchos aos. !e preferencia deben ser almacenados en locales donde la humedad relativa no pase el 65B " la temperatura ambiente sea constante. %ógicamente no debe almacenarse en el mismo recinto ning'n producto químico agresivo. +odamientos con placas de protección, sufijo 90Q, no deber#n ser almacenados por m#s de 0 aos, " los rodamientos con placas de sellado, sufijo 90+2, por no m#s de C aos. Estos rodamientos son Llubricados para toda la vidaM, adem#s la grasa envejece " se torna mu" consistente si fueran almacenados por mucho tiempo. seg'rese de que los rodamientos que no est#n en su embalaje original, est&n limpios, bien protegidos con aceite o grasa, " envueltos en papel parafinado de buena calidad. %os rodamientos ma"ores deben almacenarse en posición horizontal de tal forma que quede apo"ada toda su superficie frontal. %a protección anticorrosiva es neutra frente a las grasas standard para rodamientos (grasas saponificadas a base de aceite mineral). 5.2 ("todos de análisis de !allas de los rodamientos •
hequeo del ruido
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hequeo de la temperatura de operación
•
hequeo del lubricante
•
2istema de emisión ac'stica (acoustic emission) de diagnosis de anormalidad.
5., /impie6a de los rodamientos sucios Para limpiar los rodamientos pueden usarse gasolina de lavado, petróleo, alcohol de quemar " detergentes acuosos neutros o alcalinos, !ebe tenerse en cuenta que la gasolina de lavado, el petróleo son inflamables " los agentes alcalinos son c#usticos. %os hidrocarburos dorados corren el peligro de ocasionar incendios, eplosiones " descomposiciones adem#s, son nocivos para la salud. Para limpiar los rodamientos pueden usarse pinceles, cepillos o trapos no deshilachados. !espu&s del lavado " de la evaporación del detergente fresco, debe evitarse la corrosión en los rodamientos embal#ndolos inmediatamente. 2i los rodamientos contienen residuos de aceites o grasas, se recomienda una limpieza previa mec#nica " un remojo en un detergente altamente alcalino. arga previa. onsiste en colocar un rodamiento bajo el efecto de una carga aial inicial independiente de la carga de trabajo, a fin de mantener una alineación casi constante, reduciendo el movimiento aial " en cierto grado la desviación radial bajo las cargas de trabajo.
%. %eibensperger,
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Rodamiento De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada, como revistas especializadas, monografías, prensa diaria o páginas de nternet fidedignas! "uedes a#adirlas así o avisar al autor principal del artículo en su página de discusión pegando$
{{subst:Aviso referencias|Rodamiento}} ~~~~
%ulemán rotativo de rodillos!
Distintos tipos de rodamientos! &n rodamiento, tambi'n denominado rulemán, rúleman, rolinera, cojinete, balinera o balero (en )'*ico+ o rodaje (en "erú+ o caja de bolas (en uba - "uerto %ico+ o tambi'n bolillero en .rgentina, es un elemento mecánico que reduce la fricción entre un e/e - las piezas conectadas a 'ste, que le sirve de apo-o - facilita su desplazamiento!
Contenido 0ocultar 1 •
2 Descripción
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3 4ipos de rodamientos o
3!2 %odamientos rígidos de bolas
o
3!3 %odamientos de una 5ilera de bolas con contacto angular
o
3!6 %odamientos de agu/as
o
3!7 %odamientos de rodillos cónicos
o
3!8 %odamientos de rodillos cilíndricos de empu/e
o
3!9 %odamientos a*iales de rodillos a rótula
o
3!: %odamientos de bolas a rótula
o
3!; %odamientos de rodillos cilíndricos
o
3!< %odamientos de rodillos a rótula
o
3!2= %odamientos a*iales de bolas de simple efecto
o
3!22 %odamientos de agu/a de empu/e
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6 >'ase tambi'n
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7 Enlaces e*ternos
[editar] Descripción
De acuerdo con el tipo de contacto que e*ista entre las piezas, el rodamiento puede ser deslizante o lineal - rotativo! El elemento rotativo que puede emplearse en la fabricación del rodamiento, pueden ser$ bolas, rodillos o agu/as! ?os rodamientos de movimiento rotativo, según el sentido d el esfuerzo que soporta, los 5aa*iales, radiales - a*iales@radiales! &n rodamiento radial es el que soporta esfuerzos radiales, que son esfuerzos de dirección normal a la dirección que pasa por el centro de su e/e, como por e/emplo una rueda, es a*ial
si soporta esfuerzos en la dirección de su e/e, e/emplo en quicio, - a*ial@radial si los puede soportar en los dos, de forma alternativa o combinada! ?a fabricación de los co/inetes de bolas es la que ocupa en tecnología un lugar muespecial, dados los procedimientos para conseguir la esfericidad perfecta de la bola! ?os ma-ores fabricantes de ese tipo de co/inetes e mplean el vacío para tal fin! El material es sometido a un tratamiento abrasivo en cámaras de vacío absoluto! El producto final no es casi perfecto, tambi'n es atribuida la gravedad como efecto adverso! ?os suecos, fabricantes de acero para partes de alta fricción en máquinas, 5an conseguido llevar al espacio e*terior la t'cnica para el tratamiento final de las bolas, evitando el efecto gravedad, con el fin de conseguir la esfericidad deseada! ?os co/inetes o rulemanes son llamados rodajes en algunos países de 5abla 5ispana!
[editar] Tipos de rodamientos ada clase de rodamientos muestra propiedades características, que dependen de su dise#o - que lo 5ace más o menos apropiado para una aplicación dada! "or e/emplo, los rodamientos rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas así como cargas a*iales peque#as! 4ienen ba/a fricción - pueden ser producidos con gran precisión! "or lo tanto, son preferidos para motores el'ctricos de medio - peque#o tama#o! ?os rodamientos de rodillos esf'ricos pueden soportar cargas radiales mu- pesadas - son oscilantes, lo que les permite asumir fle*iones del e/e, - peque#as desalineaciones entre dos rodamientos, que soportan un mismo e/e! Estas propiedades los 5acen mu- populares para aplicaciones por e/emplo en ingeniería pesada, donde las cargas son fuertes, así como las deformaciones producidas por las cargas, en máquinas grandes es tambi'n 5abitual cierta desalineación entre apo-os de los rodamientos!
[editar] Rodamientos rígidos de bolas
%odamientos rígidos de bolas! Son usados en una gran variedad de aplicaciones! Son fáciles de dise#ar, no separables, capaces de operar en altas e incluso mu- altas velocidades - requieren poca atención o mantenimiento en servicio! Estas características, unidas a su venta/a de precio, 5acen a estos rodamientos los más populares de todos los rodamientos!
[editar] Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular El rodamiento de una 5ilera de bolas con contacto angular tiene dispuestos sus caminos de rodadura de forma que la presión e/ercida por las bolas es aplicada oblicuamente con respecto al e/e! omo consecuencia de esta disposición, el rodamiento es especialmente apropiado para soportar no solamente cargas radiales, sino tambi'n grandes cargas a*iales, debiendo montarse el mismo en contraposición con otro rodamiento que pueda recibir carga a*ial en sentido contrario! Este rodamiento no es desmontable!
[editar] Rodamientos de agujas Son rodamientos con rodillos cilíndricos mu- delgados - largos en relación con su menor diámetro! . pesar de su peque#a sección, estos rodamientos tienen una gran capa cidad de carga - son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado!
[editar] Rodamientos de rodillos cónicos El rodamiento de rodillos cónicos, debido a la posición oblicua de los rodillos - caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales - a*iales simultáneas!
"ara casos en que la carga a*ial es mu- importante 5a- una serie de rodamientos cu-o ángulo es mu- abierto! Este rodamiento debe montarse en oposición con otro rodamiento capaz de soportar los esfuerzos a*iales en sentido contrario! El rodamiento es desmontableA el aro interior con sus rodillos - el aro e*terior se montan cada uno separadamente!
[editar] Rodamientos de rodillos cilíndricos de empuje Son apropiados para aplicaciones que deben soportar pesadas cargas a*iales! .demás, son insensibles a los c5oques, son fuertes - requieren poco espacio a*ial! Son rodamientos de una sola dirección - solamente pueden aceptar cargas a*iales en una dirección! Su uso principal es en aplicaciones donde la capacidad de carga de los rodamientos de bolas de empu/e es inadecuada! 4ienen diversos usos industriales, - su e*tracción es segura!
[editar] Rodamientos axiales de rodillos a rótula
%odamiento a*ial! El rodamiento a*ial de rodillos a rótula tiene u na 5ilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pesta#a del aro fi/o al e/e, giran sobre la superficie esf'rica del aro apo-ado en el soporte! En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga - es de alineación automática! Debido a la especial e/ecución de la superficie de apo-o de los rodillos en la pesta#a de guía, los rodillos giran separados de la pesta#a por una fina capa de aceite! El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga! ontrariamente a los otros rodamientos a*iales, 'ste puede resistir tambi'n cargas radiales!
[editar] Rodamientos de bolas a rótula
%odamiento de bolas a rótula! ?os rodamientos de bolas a rótula tienen dos 5ileras de bolas que apo-an sobre un camino de rodadura esf'rico en el aro e*terior, permitiendo desalineaciones angulares del e/e respecto al soporte! Son utilizados en aplicaciones donde pueden producirse desalineaciones considerables, por e/emplo, por efecto de las dilataciones, de fle*iones en el e/e o por el modo de construcción! De esta forma, liberan dos grados de libertad correspondientes al giro del aro interior respecto a los d os e/es geom'tricos perpendiculares al e/e del aro e*terior! Este tipo de rodamientos tienen menor fricción que otros tipos de rodamientos, por lo que se calientan menos en las mismas condiciones de carga - velocidad, siendo aptos para ma-ores velocidades!
[editar] Rodamientos de rodillos cilíndricos
%odamiento de rodillos cilíndricos del tipo B&"! &n rodamiento de rodillos cilíndricos normalmente tiene una 5ilera d e rodillos! Estos rodillos son guiados por pesta#as de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pesta#as o no! Según sea la disposición de las pesta#as, 5a- varios tipos de rodamientos de rodillos cilíndricos$ •
4ipo B&$ con dos pesta#as en el aro e*terior - sin pesta#as en el aro interior! Sólo admiten cargas radiales, son desmontables - permiten desplazamientos a*iales relativos del alo/amiento - e/e en ambos sentidos!
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4ipo B$ con dos pesta#as en el aro interior - sin pesta#as en el aro e*terior! Sus características similares al anterior tipo!
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4ipo BC$ con dos pesta#as en el aro e*terior - una pesta#a en el aro interior! "uede utilizarse para la fi/ación a*ial del e/e en un sentido!
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4ipo B&"$ con dos pesta#as integrales en el aro e*terior - con una pesta#a integral - dos pesta#as en el aro interior! &na de las pesta#as del aro interior no es integral, es decir, es similar a una arandela para permitir el monta/e - el desmonta/e! Se utilizan para fi/ar a*ialmente un e/e en ambos sentidos!
?os rodamientos de rodillos son más rígidos que los de bolas - se utilizan para cargas pesadas - e/es de gran diámetro!
[editar] Rodamientos de rodillos a rótula El rodamiento de rodillos a rótula tiene dos 5ileras de rodillos con camino esf'rico común en el aro e*terior siendo, por lo tanto, de alineación automática! El número - tama#o de sus rodillos le dan una capacidad de carga mu- grande! ?a ma-oría de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino tambi'n cargas a*iales considerables en ambas direcciones! "ueden ser reemplazados por co/inetes de la misma designación que se dará por medio de letras - números según corresponda a la normalización determinada!
[editar] Rodamientos axiales de bolas de simple efecto El rodamiento a*ial de bolas de simple efecto consta de una 5ilera de bolas entre dos aros, uno de los cuales, el aro fi/o al e/e, es de asiento plano, mientras que el otro, el aro apo-ado en el soporte, puede tener asiento plano o esf'rico! En este último caso, el rodamiento se apo-a en una contraplaca! ?os rodamientos con asiento plano deberían, sin duda, preferirse para la ma-oría de las aplicaciones, pero los de asiento esf'rico son mu- útiles en ciertos casos, para compensar peque#as ine*actitudes de fabricación de los soportes! El rodamiento está destinado a resistir solamente carga a*ial en una d irección!
[editar] Rodamientos de aguja de empuje "ueden soportar pesadas cargas a*iales, son insensibles a las cargas de c5oque - proveen aplicaciones de rodamientos duras requiriendo un mínimo de espacio a*ial!
[editar] !ase tambi!n •
4ribología
[editar] "nlaces externos •
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/as primeras operaciones 8a) dos grandes !amilias de primeras operaciones : por arranque de virutas (torneado o tronzado)
por deformación (embutido, forjado o rodadura)
(ateria prima Barras o tubos de acero tipo 100 Cr6
0mbutido Deformación en frío de a materia (c!apa) " cortado (t#cnica parecida a forjado) o 9orjado Deformación de un nóduo de materia, previamente caentado
o Rodadura Deformación en caiente de a materia, por rotación
o Tron6ado $rranque de virutas en frío, con una !erramienta cortante (rueta de forma o paca) con un torno muti!usios o Torneado %#cnica parecida a tronzado pero que se efect&a con un torno mono!usio
Tratamiento T"rmico El Tratamiento Térmico
tiene como objetivo aumentar a dureza de a materia.
'isten varios procedimientos para cada etapa, se&n e p roducto* * Calentamiento 5&3;C $ustenitización para cambiar a estructura de a materia
2 Temple #3;C 'nfriamiento r+pido para cuajar a estructura de a materia " obtener una dureza superior
, Re$enido *3;C -ecaentamiento. para disminuir os efectos de ope t#rmico (tempe) dentro de a estructura " estabiizar a materia
/a Recti!icación La rectificación es
(aspereza)*
da su forma fina. a os anios desbastados " mejora e estado de superficie
/e reaizan varias operaciones con varias mueas /a recti!icación de las caras
/a recti!icación del diámetro exterior del anillo exterior
/a recti!icación del diámetro interior del anillo interior
/a recti!icación del diámetro exterior del anillo interior
/a recti!icación del diámetro interior del anillo exterior
>uperacabado mejora e estado de superficie de as pistas, por puido con una !erramienta bruidora
0l ensamblaje 9in de gama 7peraciones ?ue consisten en: juntar os distintos eementos
aportar funciones adicionaes (enrase, marcado, etc)
'n cada etapa, a ama de fabricación de rodamiento se reaiza cumpiendo con a caidad tota (auto2contro, /3C " %34)*
