INTRODUCCION 1n las má2uinas * mecanismos mecanismos por lo general se utili3an elementos de transmisión de mo4imiento * potencia5 * mu* especialmente5 de mo4imiento de rotación5 entre los cuales se destacan los ejes. 6n eje es un elemento dinámico de sección circular 2ue transmite un par motor mediante los elementos 2ue lle4a montados solidariamente5 girando com7nmente apo*ado en soportes. 1stos 7ltimos se encuen encuentran tran por lo genera generall dispuest dispuestos os en los e8tremo e8tremos s del eje5 eje5 de-iend de-iendo o estar estar suficie suficientem ntemente ente dimensionados para poder resistir los esfuer3os 2ue les transmitan a2uellos. 9ora -ien5 los ejes no giran directamente directamente so-re los soportes5 soportes5 sino 2ue entre am-os se sit7a un elemento intermedio denominado cojinete. 1n este cojinete5 el ro3amiento 2ue se produce como consecuencia del giro del eje no de-e so-repasar los l;mites admisi-les5 reducillamados cas2uillos?. =%ojinetes de rodadura >llamados rodamientos?. 1l ro3ami ro3amient ento o por por roda rodadur dura a 2ue 2ue pres present entan an los roda rodamie miento ntos s es muco muco más reduc reducido ido 2ue 2ue el ro3amiento por desli3amiento de los cas2uillos. +e esto 7ltimo se deri4an una serie de 4entajas al utili3ar rodamientos frente a la utili3ación de cas2uillos5 entre las 2ue se pueden se@alar:
1scaso ro3amiento5 so-re todo en el arran2ue. /a*or 4elocidad admisi-le. /enor consumo de lu-ricante >algunos 4ienen lu-ricados de por 4ida?. /enor costo de mantenimiento. /enor temperatura de funcionamiento. /enor tama@o a igualdad de carga. Reducido desgaste de funcionamiento. Facilidad * rapide3 de recam-io. Gran capacidad de carga.
Por lo anterior5 en la actualidad las má2uinas rotati4as utili3an ma*oritariamente rodamientos.
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Función del rodamiento 6n rodamiento5 es un tipo de cojinete cojinete55 2ue es un elemento mecánico 2ue mecánico 2ue reduce la fricción entre un eje eje * * las pie3as conectadas a
6n rodamiento radial es el 2ue soporta esfuer3os radiales5 2ue son esfuer3os de dirección normal a la dirección 2ue pasa por el centro de su eje5 como por ejemplo una rueda5 es a8ial si soporta esfuer3os en la dirección de su eje5 ejemplo en 2uicio5 * a8ial=radial si los puede soportar en los dos5 de forma alternati4a o com-inada.
,os rodamientos utili3ados en la construcción del 9rtifle85 se denominan rodamientos r;gidos de -olas5 los cuales son con4enientes considerando la poca mantención 2ue necesitan * su -ajo precio.
9demás5 su principal principal función función es reducir reducir el roce del del mo4imiento mo4imiento de piernas5 piernas5 facilitando facilitando la la oscilación. oscilación.
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Componentes del rodamiento ,os rodamientos son elementos normali3ados en dimensiones * tolerancias. 1sta normali3ación facilita la intercam-ia-ilidad5 pudiaro >aro e8te e8teri rior or?? * el otro otro 4a montado en el eje >aro interior?. 1ntre los dos aros se disponen los elemen mentos tos rodante ntes >-o >-olas las5 rodillo illos s cil;n il;ndr dric ico os5 rod rodill illos cónico icos5 rod rodill illos esf
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Clasificación de los rodamientos +esde un punto de 4ista cinemático5 esto es5 de acuerdo a las caracter;sticas del mo4imiento relati4o de sus partes conformantes5 los rodamientos pueden clasificarse en las siguientes tres categor;as: ". Rodamientos Rodamientos para cargas cargas radiales. radiales. Pueden Pueden soportar soportar preferentemente preferentemente cargas dirigidas dirigidas en la dirección perpendicular al eje de rotación. $. Rodamientos Rodamientos para cargas cargas a8iales. a8iales. Pueden Pueden soportar soportar cargas 2ue 2ue act7en 7nicamente 7nicamente en en la dirección del eje de rotación. 9 su 4e3 pueden ser clasificados como rodamientos de simple efecto5 2ue pueden reci-ir cargas a8iales en un sentido5 * rodamientos de do-le efecto5 2ue pueden reci-ir cargas a8iales en am-os sentidos. !. Rodamientos Rodamientos para cargas cargas mi8tas. mi8tas. Pueden Pueden soportar esfuer3os esfuer3os radiales5 radiales5 a8iales5 o am-os am-os com-inados.
Rodamientos Radiales
Rodamientos 98iales 98iales
Rodamientos %argas /i8tas
,os rodamientos tam-ila generatri3 es un arco de circunferencia?5 o de agujas >cilindros de gran longitud * pe2ue@o diámetro?. Se caracteri3an por tener una gran capacidad de carga5 asegurando una 4ida * resistencia a la fatiga prolongadas.
%il;ndrico
%ónico
Forma de tonel
Forma de aguja
Atros aspectos relati4os a la clasificación de los rodamientos pueden ser el n7mero de ileras de -olitas o rodillos5 el n7mero de elementos rodantes5 si son o no desmonta-les5 si disponen o no de orificio de engrase5 entre otros.
Tipos de rodamientos Rodamiento r!"ido de #olas 1sto 1stos s roda rodamie mient ntos os son son de uso uso gener general5 al5 *a 2ue 2ue puede pueden n a-so a-sor-e r-err carg cargas as radiales * a8iales en am-os sentidos5 as; como las fuer3as resultantes de estas cargas com-inadas. Pueden a su 4e3 operar a 4elocidades ele4adas. 18ist 18isten en 4ario 4arios s * mu* 4ariad 4ariados os tipos tipos de ellos5 ellos5 entre entre los 2ue pued pueden en ser mencionados los desmonta-les5 con ranura circunferencial en el anillo e8terior para poder fijarlos a8ialmente mediante arandelas de retención5 con agujero interior cónico5 de una o dos ileras de -olas5 etc. Se fa-rican tam-illamados tam-i
un lado5 están contacto con el anillo presentando as; una pol4o e impure3as. encuentran en para las aplicaciones
$
Rodamiento de #ola con contacto an"ular 1n este tipo de rodamientos5 la l;nea 2ue une los puntos de contacto de las -olas de acero con los anillos interior * e8terior5 forma un ángulo con la l;nea 2ue define la dirección radial5 llamado ángulo de contacto. 1ste ángulo es por lo general de !CD5 e8istiendo tam-i,os de "'E fa4orecen su aplicación en circunstancias de 4elocidades ele4adas.?
1n adición a las cargas radiales5 una de las principales caracter;sticas de este tipo de rodamientos es 2ue pueden soportar grandes cargas a8iales en un sentido >de-ido a la pesta@a generada por el ángulo presente en sus aros interior e e8terior * la consecuente disposición de sus -olitas?. 1ste 1ste tipo tipo de rodam rodamien iento tos s suel suelen en ser dispu dispuest estos os en pares pares * en posic posición ión sim
%
Rodamiento de #olas o Rotula 1ste 1ste tipo tipo de rodam rodamien iento tos s dispon dispone e de dos dos ilera ileras s de -olas -olas.. ,a pista pista de rodadura del anillo e8terior forma una superficie esf
Rodamiento de rodillo cil!ndrico 1ste tipo de rodamientos son por lo general desmonta-les >esto es5 sus partes componentes componentes pueden ser separadas?5 lo 2ue facilita su montaje * desmontaje desmontaje desde su alojamiento. +ado 2ue los rodillos están en contacto lineal con las pistas de rodadura5 pueden soportar soportar grandes cargas radiales5 siendo su capacidad capacidad de carga a8ial más -ien limitada.
Sus rodillos pueden ser guiados por los re-ordes del anillo e8terior o del anillo interior. 18isten tam-i
&
Rodamientos radiales de a"u'a 1stos rodamientos reci-en su nom-re por tener como elementos rodantes cilindros mu* largos con respecto a su diámetro5 denominados agujas. 1n general5 tienen las mismas aplicaciones 2ue los rodamientos radiales de rodillos cil;ndricos normales5 es decir5 grandes cargas radiales5 pero siendo además adecuados para montajes con reducido espacio * gran precisión en el centrado. (am-i
(
Rodamiento de rodillo a rotula 1stán constituidos por dos ileras de rodillos en forma de tonel. 9l igual 2ue los rodamientos de -olas a rótulas5 la pista de rodadura del anillo e8terior forma una superficie esf
1)
Rodamientos de rodillos cónicos 1n este tipo de rodamientos5 rodamientos5 los rodillos * las pistas de rodadura tienen forma cónica. ,os rodillos son guiados por el contacto entre el e8tremo ma*or del rodillo * el re-orde ma*or del anillo interior. 1l contacto lineal entre los rodillos * las pistas de rodadura ace 2ue estos rodamientos tengan una ele4ada capacidad de carga5 resistiendo5 a su 4e35 4elocidades de operación relati4amente ele4adas tam-i
de
contacto5
más
%uando una carga radial pura es colocada so-re el inducida una carga en la dirección a8ial5 *5 en montarse generalmente en pares5 opuestos el uno al
rodamiento5 es consecuencia5 su suelen otro.
Se caracteri3an tam-i
decir5 cada anillo utili3ar ajustes
Se encuentran disponi-les tam-i
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Rodamientos a*iales de #olas de simple efecto 1n este tipo de rodamientos5 las -olas están alojadas en una jaula porta -olas dispue dispuest sta a entre entre una arand arandela ela ajusta ajustada da en el alojam alojamien iento to del del sopor soporte te * una una arandela ajustada al eje5 imitando una estructura de sándicH. 1l ángulo de conta contact cto o es de 0CD5 0CD5 de-ie de-iend ndo o ser ser as; as; el plan plano o de rodad rodadura ura perf perfect ectame amente nte perpendicular al eje de rotación. Se caracteri3an por ser desmonta-les5 siendo as; su montaje mu* simple5 dado 2ue los componentes pueden ser ensam-lados por separado. Por su dise@o5 este tipo de rodamientos puede soportar cargas a8iales en un sentido5 no siendo apropiados a su 4e3 para operar a 4elocidades ele4adas. Para asegurar el guiado de las -olas en sus caminos de rodadura5 de-en estar sometidos permanentemente a una carga a8ial m;nima5 o precarga.
Rodamientos a*iales de rodillos cil!ndricos
Similares en su composición a los rodamientos a8iales de -ola -olas s de simp simple le efec efecto to55 pero pero en 2ue 2ue los los elem elemen ento tos s roda rodant ntes es son son rodi rodill llos os cil;ndricos en 4e3 de -olas5 esto es5 están constituidos por dos aros5 uno ajustado al eje * otro al alojamiento del soporte5 * rodillos cil;ndricos cil;ndricos alojados en una jaula porta rodillos. Se puede conseguir as; tam-i
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Rodamientos a*iales de #olas do#le efecto 1stán constituidos por una arandela ajustada al eje dotada de dos caminos de rodadura5 uno en cada una de sus caras5 dos conjuntos de -olas alojadas en sus respecti4as jaulas porta -olas5 * dos arandelas e8tremas ajustadas en el alojamiento del soporte. Su dise@o admite grandes cargas a8iales en los dos sentidos5 no de-iendo estar estar someti sometido dos s a grand grandes es esfuer esfuer3o 3os s radia radiales les.. Por Por lo gener general5 al5 no admit admiten en gran grande des s 4elo 4eloc cidad idades es de oper operac ació ión. n. 1l plan plano o de roda rodami mien ento to de-e de-e ser ser perfectamente perpendicular al eje de rotación. Para Para aseg asegura urarr el guiad guiado o de las las -olas -olas en sus respec respecti4 ti4os os camin caminos os de rodad rodadur ura5 a5 de-e de-en n estar estar sometidos permanentemente a una carga a8ial m;nima5 o precarga.
Rodamientos a*iales De rodillo esf+rico
+isponen de una ilera de rodillos en forma de tonel como element elementos os rodantes rodantes55 con un ele4ado ele4ado ángulo de contacto contacto con sus pistas de rodadura. 9l utili3ar rodillos en forma de tonel como elementos elementos rodantes5 rodantes5 son de naturale3a oscilante5 permitiendo as; alg7n error de alineación o fle8ión del eje. %uando se aplican cargas a8iales grandes5 pueden manejar tam-i
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Tolerancia , a'uste de los rodamientos Para la precisión dimensional5 ISA prescri-e tolerancias * l;mites de errores permisi-les para las dimensio dimensiones nes principa principales5 les5 a sa-er sa-er55 diámetro diámetros s interior interior * e8terio e8terior5 r5 ancos * radios radios de re-ordes re-ordes redondeados5 necesarias para el montaje de rodamientos so-re ejes * alojamientos de soportes. 1l ajuste del rodamiento e8ige tolerancias estrecas para garanti3ar un correcto funcionamiento. ,as tolerancias del eje so-re el cual 4a montado el rodamiento5 as; como la del alojamiento cil;ndrico cil;ndrico en el soporte5 son determinadas determinadas en función de criterios tales como naturale3a5 magnitud * dirección de la carga5 condiciones de temperatura5 diámetro * 4elocidad del rodamiento5 * m
-elección de rodamientos ,os rodamientos se encuentran disponi-les en una gran 4ariedad de tipos5 formas * dimensiones. %ada tipo de rodamiento rodamiento presenta propiedades * caracter;sticas caracter;sticas 2ue dependen dependen de su dise@o * 2ue lo acen más o menos adecuado para una determinada aplicación. ,a consideración más importante en la selección de un rodamiento es escoger a2uel 2ue permita a la má2uina o mecanismo en la cual se instala un funcionamiento satisfactorio. Para facilitar el proceso de selección5 * lograr la especificación del rodamiento más apropiado para una determinada aplicación o tarea5 se de-en considerar di4ersos factores5 2ue además de-en ser contrastarlos entre s;5 tales como: ". $. !. &. '. ). .
1spa 1spacio cio disp disponi oni-l -le. e. /agnitud /agnitud55 direcci dirección ón * sentid sentido o de la carga carga.. +esa +esali line neac ació ión. n. eloci locida dad. d. i4 i4el de de rui ruido do.. Rigide3. /ontaj /ontaje e * desmo desmont ntaje aje..
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-olo car"as radiales ,a selección de un rodamiento considera la capacidad de carga5 como *a se descri-ió5 * la geometr;a del rodamiento asegurará 2ue se pueda instalar en forma adecuada en la má2uina. Primero5 se descri-irán los rodamientos sin montar5 los cuales solo resisten cargas radiales. +espu
.ro#lema modelo Seleccione un rodamiento de una ilera de -olas * ranura profunda5 para soportar )'C l- de carga radial pura5 de un eje 2ue gira a )CC rpm. ,a duración de dise@o de-e ser de !CCCC . 1l rodamiento será montado en un eje cu*o diámetro m;nimo acepta-le es de ".& pulgadas Solución A-ser4e 2ue se trata de una carga radial pura5 * 2ue 4an a montar la pista interior en el eje a presión. K girará con "&='?5 * la carga de dise@o es igual a la carga radial. 1stos son los mismos datos usados en el pro-lema modelo "&=$5 donde se
determinó 2ue la capacidad de carga dinámica -ásica re2uerida5 %5 era de ))C l-. +onde de acuerdo a la ta-la "&=!5 para los datos de dise@o * dos clases de rodamientos5 se encuentro 2ue se podr;a usar un rodamiento )$"" o )$C. %ual2uiera de ellos tiene una % nominal un poco ma*or 2ue ))C l-. Pero o-ser4e 2ue el )$"" tiene un -arreno de '' mm >$.")'& pulgadas? * el )!C tiene un -arreno de &C mm >".'& pulgada?. 1l )!C concuerda más con el tama@o deseado de eje
Resumen de datos para el rodamiento seleccionado umero de rodamiento: )!C5 de una ilera de -olas5 ranura profunda Barreno: dL&C mm >".'& ulg? +iámetro e8terior: + L 0C mm >!.'&!! pulg? 9nco: B L $! mm >C.0C'' pulg? pulg? Radio má8imo de caflán: r L C.C'0 pulg %apacidad de carga dinámica -ásica: % L C'C l-. =
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Desi"nación de rodamiento ,a identificación de rodamientos ace referencia a su dise@o5 dimensiones5 precisión5 * constitución interna5 entre otros. 1sta identificación está formada por el nom-re del rodamiento5 seguida de la denominación a-re4iada del mismo5 la cual se compone de una serie de n7meros * códigos de letras5 agrupados en un código numserie de diámetro e8terior5 serie de anco5 serie de ángulo de contacto5 etc.? * su diámetro interior. +e as; re2uerirse5 * si las condiciones condiciones de la aplicación en cuestión e8igen una 4ersión especial del rodamie rodamiento5 nto5 se a@aden a@aden caracte caracteres res adiciona adicionales les a la denomin denominació ación n a-re4ia a-re4iada5 da5 constit constitu*e u*endo ndo un código suplementario.
1ste código 4iene fijado por cada fa-ricante5 * designa aspectos tales como tratamiento t
•
=
-olas. • •
• •
•
! Serie de diámetro e8terior. C) %ódigo de diámetro interior >el diámetro interior en mil;metros se o-tiene de multiplicar este código por '5 en este caso5 !C mil;metros5 o sea ! cent;metros?. $RS %ódigo de sellos laterales de contacto correspondientes a tapas de o-turación de cauco. %! %ódigo de juego radial interno ma*or 2ue lo normal. =
=
=
=
Respecto a este 7ltimo código >%!?5 ca-e mencionar 2ue el juego radial interno corresponde al intersti intersticio cio creado creado entre entre las -olitas -olitas * sus correspond correspondient ientes es caminos caminos de rodadura rodadura en los aros aros e8terior e interior.
1$
%uando este juego radial es distinto al estándar estándar >%C?5 se denomina como %M5 siendo el caso con M L ! el más usua usual5 l5 * corr corresp espon ondie diend ndo o a un jueg juego o radial radial ma*or ma*or55 re2ue re2ueri rido do para para un adec adecua uado do funcionamiento generalmente a altas 4elocidades >producto de la e8pansión t
• • • • •
%C %$ %! %& %'
Juego radial normal5 Juego radial N %C5 Juego radial O %C5 Juego radial O %!5 Juego radial O %&5
= = = = =
encontrándose encontrándose cada uno de estos juegos definidos definidos con precisión en las normas +I )$C=&5 ISA ' '!.
/u#ricación de rodamiento Para un adecuado funcionamiento * 4ida 7til de los rodamientos5 es condición indispensa-le una -uena * correcta lu-ricación. 1sta reduce el ro3amiento por rodadura5 protege las distintas partes del rodamiento de la errum-re * el pol4o5 a-sor-e a-sor-e el calor 2ue se genera producto del mo4imiento mo4imiento relat relati4o i4o de sus sus parte partes s >aros >aros 4s -olas -olas o cilind cilindro ros? s?55 * aten7a aten7a las 4i-ra 4i-racio ciones nes sufrid sufridas as por por el rodamiento durante su operación. 18iste una amplia gama de grasas * aceites para la lu-ricación de rodamientos. ,a selección del lu-ricante depende fundamentalmente de las condiciones de funcionamiento5 en especial de la gama de 4elocidades * temperaturas. ,a grasa es el lu-ricante más utili3ado en rodamientos5 *a 2ue es de fácil manejo * re2uiere además de un dispositi4o de o-turación mu* simple. Su empleo está recomendado cuando e8iste la posi-ilidad de 2ue el lu-ricante pueda escapar por los soportes5 * se 2uiera precisamente e4itar goteras peligrosas para los materiales de tra-ajo in4olucrados >te8tiles5 alimentos5 etc.?5 cuando la forma de los rodamientos permite una fácil afluencia de la grasa a las endiduras5 * cuando se re2uiera de una protección segura contra toda suerte de agentes corrosi4os5 umedad5 o pol4o. ,a lu-ricación por aceite se utili3a en caso de altas 4elocidades de giro * ele4adas temperaturas5 cuando la forma o disposición de o los rodamientos no permita regular la afluencia de grasa5 o cuando sea preciso enfriar los soportes por circulación de lu-ricante.
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0ateriales de los rodamientos ,a carga so-re un cojinete de rodadura se ejerce so-re un área pe2ue@a. ,os esfuer3os de contacto resultantes son -astante grandes5 independientes del tipo de rodamiento. o son raros los esfuer3os de contacto de !CCCCC psi5 apro8imadamente5 en los rodamientos comerciales. Para resistir esos esfuer3os tan altos5 las -olas5 rodillos * pistas son fa-ricados con acero o cerámica mu* duros de alta resistencia 1l material 2ue más se usan en los rodamientos es el acero 9ISI '$"CC5 el cual tiene un contenido de car-ono mu* alto5 de C.0' a "."CQ. Junto con ".!C a ".)CQ de cromo C.$' a C.&'Q de manganeso5 C.$CQ a C.!'Q de silicio5 * otros elementos de aleación en cantidades -ajas5 pero controladas.se reducen al m;nimo las impure3as5 en forma cuidadosa para o-tener un acero mu* limpio. 1l material se endurece totalmente asta el inter4alo de ' a )' en la escala rocell %. para darle la capacidad de resistir un gran esfuer3o de contacto. (am-i
)$C5 para alcan3ar alcan3ar la gran resistencia resistencia superficial re2uerida5 pero conser4ando conser4ando un n7cleo resistente.se re2uiere un control cuidadoso de la profundidad de cementación5 por2ue en las 3onas superficiales se desarrollan esfuer3os cr;ticos. 9lgunos rodamientos con menores cargas * los 2ue están e8puestos a am-ientes corrosi4os5 usan elementos de acero ino8ida-le 9ISI&&C%. ,os elementos elementos de rodadura * demás componentes pueden fa-ricarse con materiales cerámicos5 como el nitruro de silicio. 9un2ue su costo es ma*or 2ue el del acero5 la cerámica tiene importantes 4entajas5 su poco poco peso5 peso5 alta alta resis resisten tenci cia a * capa capacid cidad ad a altas altas tempe temperat ratura uras s los los ace acen n adecu adecuad ados os para para aplicaciones aeroespaciales5 en motores de com-ustión5 militares * otra aplicación mu* rigurosa.
