MONTAJE Y DESMONTAJE de RODAMIENTOS
INTRODUCCION
Los rodamientos son elementos de máquinas destinados a soportar cargas de ejes de árboles de transmisión originados por el propio peso, acciones de engranajes, correas, cadenas, etc., y a facilitar su giro. En función de la tipología de cargas que existan en un determinado montaje, deberemos montar alguno de los numerosos tipos de rodamientos que existen. Los rodamientos de rodillos cónicos, serán los apropiados para soportar empujes radiales y axiales o combinados, de cierta importancia. Además, estos estos rodamientos rodamientos y debido a su forma geométrica, geométrica, se montarán montarán siempre siempre por parejas y contrapuestos. Diseño
Los rodamientos cónicos constan de 4 componentes fundamentales: Pista interior Pista exterior Rodillos cónicos Jaula
Una característica singular de estos rodamientos, es que es posible separar el aro exterior del resto del conjunto, facilitando asi el montaje de los mismos. De la misma forma, el diseño interno del rodamiento, en el cual la prolongación de las generatrices de los caminos de rodadura del aro exterior y del aro interior convergen en un punto común del eje de rotación del rodamiento, lo
cual permite un movimiento de rodadura sin deslizamientos de los rodillos sobre las pistas en todos puntos de contacto.
Material
En función de las solicitaciones a que podemos someter a los rodamientos de rodillos cónicos, necesitaremos un acero que tenga las siguientes características: Alta resistencia a la rodadura Alta dureza Alta resistencia al desgaste Alta estabilidad dimensional Suficiente límite elástico
El tipo de acero que responde a todas estas solicitaciones, es un acero al cromo con alto contenido de carbono cuya denominación es: F 1310 (100 Cr 6) (S/ISO 683/XVII)
Tras el tratamiento térmico de los componentes del rodamiento con este acero, obtenemos durezas comprendidas entre 59 y 64 HRc. Las jaulas de los rodamientos que no soportan cargas y que sirven para distanciar los rodillos en unas posiciones determinadas, se fabrican con una chapa de acero de bajo contenido de carbono y especializada para embutición profunda, cuya denominación es:
Fe PO3 B (S/ en 10130) En aplicaciones especiales, se fabrican jaulas con materiales alternativos (plásticos).
Precauciones del Montaje
Deberemos tener en cuenta estas instrucciones básicas:
Elegir un lugar limpio. Revisar el eje, alojamiento y radios de acuerdo en sus dimensiones, acabado y formas geométricas
Limpiar el eje, alojamiento y radios. Tener cuidado al tocar las superficies rectificadas del rodamiento para impedir posibles rastros de óxido. Al montar los anillos interior y exterior por separado, aplicar fuerza también a cada uno por separado evitando montar, por ejemplo, el aro exterior golpeando el aro interior montado.
Una vez advertidos de las buenas maneras a utilizar en el montaje de rodamientos, pasemos a hablar del caso concreto de rodamientos de rodillos cónicos. Los rodamientos de rodillos cónicos se montan ajustándolos contra otro rodamiento, generalmente del mismo tipo. Este ajuste se realizará con tuercas de apriete o discos de compensación entre otros métodos. Estos ajustes suponen una precarga para los rodamientos, que deberá considerar la carga a soportar, una vez alcanzada la temperatura de funcionamiento deseada.
Este factor de temperatura en trabajo es importante considerarlo, ya que al calentarse el mecanismo, es diferente la disipación de calor en los ejes, los cubos y los componentes del rodamiento y por lo tanto el juego inicial puede verse muy reducido llegando incluso a bloquear el sistema.
Manejo y Montaje
Puesto que los rodamientos son componentes de alta precisión deben ser manejados como tales. Los métodos de manejo y montaje de los rodamientos afectan en gran medida a su precisión y vida útil. Por este motivo, se debe prestar mucha atención en el manejo y montaje de los rodamientos. Se recomienda inspeccionar con detalle los procesos de manejo y montaje por parte de los ingenieros de mantenimiento Precauciones de Manejo Correcto de los Rodamientos •
Guarde los rodamientos en un lugar limpio y seco con mínima vibración.
•
Mantenga los rodamientos en el embalaje (caja y plástico original) hasta el momento de montaje.
•
Las manos deben de estar limpias y secas. Si es posible use guantes.
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Mantenga el área de trabajo limpia.
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Maneje los rodamientos con cuidado (no caídas, no golpes).
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No limpie un rodamiento nuevo (tiene antioxidante).
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Cubra los rodamientos cuando no están en uso.
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Precauciones de Montaje Correcto de los Rodamientos •
Use herramientas adecuadas que no tengan desgaste.
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Mantenga limpio el eje y el alojamiento.
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Verifique las dimensiones del eje y alojamiento. 1. Diámetro, 2. Redondura, 3. Radio de chaflán y bordón Asegure que el rodamiento esté alineado.
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Soporte el aro debido del rodamiento.
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Evite impactos. ¡No use MARTILLO directamente al rodamiento!
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Use un lubricante adecuado para la aplicación.
•
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Aplique una cantidad adecuada de lubricante. Nunca calentar un rodamiento con llamas.
Tipos de montajes Montaje por Presión
En este tipo de montaje, idealmente, la fuerza se aplica con una prensa hidráulica. En los rodamientos más pequeños se puede usar un martillo para aplicar la fuerza. En este caso se debe de usar un martillo con cabeza de caucho. iiiiiiiiiiiiNunca golpee un rodamiento directamente con un martillo. Siempre presione el aro con ajuste de interferencia.
Ajuste apretado del aro interno. En este caso se soporta el aro interno del rodamiento.
Ajuste apretado con ambos aro (interno y externo). En este caso se soporta ambos aros del rodamiento simultáneamente.
Montaje en caliente
En este proceso se busca la expansión por calor del anillo interior para facilitar el montaje. Método utilizado comúnmente para rodamientos grandes y rodamientos con un ajuste apretado, este se puede hacer de varias formas. Usando un horno, plancha caliente, calentador por inducción o baño de aceite. Al montar un rodamiento por calor se deben tomar las siguientes precauciones: •
Limpie el equipo de montaje y el área de trabajo antes de empezar.
•
No exceda 120ºC (248ºF)
•
Normalmente se calienta los rodamientos entre 30 y 40ºC por encima de la temperatura ambiental. Después del montaje, durante el enfriamiento, los rodamientos se
contraerán en dirección axial y radial. Consecuentemente, presione el rodamiento firmemente contra el chaflán del eje. La mejor manera de montar un rodamiento es con un calentador por inducción. Con este tipo de montaje, se obtiene un calentamiento uniforme en un corto
periodo de tiempo, sin necesidad de aceite o llamas, consiguiéndose un ajuste limpio y eficiente. El método más común es la inmersión del rodamiento en un recipiente que contenga aceite caliente (esta es la manera más peligrosa y difícil de montar un rodamiento). Utilizándose aceite limpio para este proceso, suspenda el rodamiento en el aceite con un alambre o un soporte empleando una malla metálica para el calentamiento uniforme de los elementos del rodamiento. La temperatura a la cual se debe calentar el anillo interior depende de que tan apretado será el ajuste (ejem: el diámetro de las superficies de ajuste). Para prevenir la formación de espacios entre el anillo interior y el hombro del eje, el rodamiento debe ser presionado contra el hombro hasta que se haya enfriado por completo.
Observaciones: 1. Los rodamientos nunca deben ser calentados arriba de 120º C. 2. Este método de montaje en caliente no puede ser empleado con rodamientos pre-engrasados, sellados o con tapas de protección.
Calentamiento por inducción
En este método, los rodamientos se calientan en seco y en un periodo de tiempo corto. Luego de utilizar el método, aplique un tratamiento desmagnetizador al rodamiento. Para verificar que el rodamiento ha sido montado correctamente, realice un giro de prueba.
1. Primero, gire el eje o el alojamiento para ver si detecta algo inusual. 2. Luego, arranque el equipo sin aplicarle cargas a los rodamientos. Luego de observar sus condiciones de rotación a baja velocidad, aumente lentamente
la velocidad y la carga mientras verifica cualquier incremento en los niveles de ruido, vibración y temperatura. 3. Si algo inusual es detectado durante la operación, detenga el equipo y realice una inspección. La revisión de ruidos inusuales o niveles de ruidos debe ser realizada por alguien familiarizado con el sonido que producen los rodamientos montados correctamente operando bajo condiciones normales. Para evitar daños a la maquinaria y peligros a los trabajadores durante el cambio o desmontaje de rodamientos, se debe utilizar el equipo de seguridad y el equipo para remover rodamientos que sean apropiados. Como norma general, no se recomienda la reutilización de los rodamientos.
Calentamiento por inducción ajustable
Los calentadores de inducción ajustable son usados para frecuentes desmontajes de aros interiores de rodamientos de rodillos cilíndricos. Cuando dichos aros no se desmontan frecuentemente, están disponibles los aros de aluminio para calentamiento. Para grandes aros cilíndricos interiores, normalmente usados en la industria del acero
Calentadores por inducción no ajustable
En la laminación de perfiles estrechos y de alambre, suelen usarse rodamientos de cuatro hileras de rodillos cilíndricos
para soportar cargas de
laminación. Debido al desgaste rápido, a las fuertes cargas y a las contaminaciones severas, los cilindros deben ser cambiados frecuentemente. Esto implica tener que desmontar los aros interiores de los rodamientos y volver a montar éstos u otros aros nuevos sobre los nuevos cilindros.
Calentador por inducción para grandes rodamientos
Este calefactor de inducción esta diseñado para el calentamiento de rodamientos grandes de hasta 700Kg y otras piezas metálicas de hasta 300Kg. Este calentador incorpora los últimos adelantos en electrónica que permite controlar el calentamiento con gran precisión. Algunas de las especificaciones de este calentador son:
Rápido calentamiento de rodamientos de gran tamaño
Calienta un rodamiento de 445Kg en solo 10 minutos
Desmagnetización automática
Placa eléctrica de calentamiento
Esta es un dispositivo profesional especialmente diseñado para el
pre-
calentamiento de pequeños rodamientos antes de su montaje. La temperatura de esta pude ser regulada entre 50° y 200°C, además trae incorporada una tapa de protección para evitar contaminación durante el calentamiento.
Aro de calentamiento de aluminio
Los aros de aluminio para calentamiento están diseñados para el desmontaje de aros interiores de rodamientos de rodillos cilíndricos. Están disponibles para rodamientos sin pestaña lateral o con una única pestaña en el aro interior. Estos aros de aluminio están disponibles para los siguientes tamaños de rodamientos: 204 a 252, 304 a 340, 406 a 430. Estos tipos de aros son simples, fáciles de usar y evitan daños al eje y a los aros interiores. Nota: No se recomienda la reutilización de un rodamiento que estaba montado en un ajuste apretado en el eje y se desmonta aplicándole fuerza al anillo exterior. Montaje mecánico Consideraciones acerca del montaje de rodamientos en frió
El fallo prematuro puede ocasionarse como consecuencia del daño producido al montar un rodamiento incorrectamente. Los problemas típicos que pueden fallos prematuros son:
Daños causados durante el procedimiento de montaje
Ejes y soportes incorrectos: ajustes demasiado fuertes o demasiado flojos
Las tuecas de retención se aflojan durante el funcionamiento
Ejes y soportes arañados y dañados
Rodamientos montados incorrectamente Ajustes de interferencia : Ejes cilíndricos
Ajustes de interferencia : Ejes cónicos
Los extractores de para el desmontaje de rodamientos en algunos casos, se pueden también utilizar para desmontar acoplamientos, engranajes y otros componentes. Existen tres reglas básicas para seleccionar un extractor:
1. inspeccionar la aplicación para determinar que tipo de extractor requiere. Seleccionar el tipo de extractor adecuado para dicha aplicación. Los tipos de extractores son: A.- Extractores de exterior Extractores que agarran el componente por detrás y por fuera B.- Extractores de interior. Extractores que agarran el componente por el agujero y por iiiiiiiiiiiiiiiiiiiidentro. C.- Extractores para alojamientos ciegos. Extractores que se han de introducir entre los dos aros del iiiiiiiiiiiiiiiiiiiirodamiento.
2. Asegúrese de que el extractor se puede abrir lo suficiente como para poder agarrar al componente y de que hay suficiente espacio para las garras alrededor del componente.
3.
Seleccione un extractor que pueda generar la fuerza máxima requerida por la aplicación. Esta depende del área de contacto, del ajuste de interferencia, de la forma en que se agarre al componente con el extractor y otras posibles influencias como la corrosión por contacto.
Para el montaje de rodamientos existen diversa herramientas para efectuar la labor, dentro de las cuales tenemos: Llave de gancho
Las llaves de gancho están diseñadas para asegurar un fácil apriete y aflojamiento de las tuercas utilizadas para asegurar y ajustar rodamientos.
Un tamaño de llave para cada tamaño de tuerca permite un ajuste adecuado. •
Evitan daño en eje
•
Seguro y fácil de usar Este tipo de llaves los podemos encontrar en juegos de 13 apropiadas para
apretar y aflojar tuercas de tamaño entre 4 y 16. En el esquema se puede apreciar las dimensiones de las llaves para su eventual utilización: Dimensiones
D= diámetro de la tuerca de sujeción
F= espesor L= largo de ranura de la llave
Cubos axiales
Los cubos axiales están diseñados para apretar de forma segura y fácil las tuercas de fijación. Se usan para fijar y ajustar los rodamientos montados en sobre ejes con asientos cónicos y sobre manguitos de montaje y desmontaje. Dentro de la cualidades de los cubos axiales tenemos: •
Conexión en pulgadas para herramientas de potencia o llaves de par.
•
Necesita menos espacio alrededor del rodamiento que las llaves de
gancho. En
la
figura se puede apreciar las
Dimensiones d= diámetro interior
D= diámetro exterior
H= altura del cubo
C= espesor de la conexión a la llave
dimensiones del cubo para su elección:
Llave de impacto
Estas son de un funcionamiento similar a la llave de gancho, con la excepción que estas se utilizan con la fuerza ejercida por un golpe en su parte superior, permitiendo así el posterior afloje de la tuerca de sujeción del rodamiento. El dibujo muestra las forma de este tipo de llaves :
Dimensiones
D= diámetro de la tuerca de sujeción F= espesor de la ranura L= largo del mango
Llave para el montaje de rodamientos de bola a rótula
Está diseñada para hacer el montaje de rodamientos de bola a rotula más profesional. Para asegurar la fiabilidad del montaje y funcionamiento de estos rodamientos es vital montarlos con el correcto juego radial. Este tipo de llaves están compuestas por un set de 7 llaves de tamaños diferentes para ajustar tuercas de tamaño de 5 a 11, otras cualidades de estas llaves son: •
Cada llave esta claramente marcada con el ángulo correcto de apriete
•
4 puntas de agarre en cada llave dan un mejor y mas seguro agarre en la tuerca
•
Reducen el riesgo de daño en el rodamiento por sobre ajuste. La manera de utilizar este tipo de llaves es el siguiente:
1.
apretar la tuerca con la llave y solo con la fuerza de la mano,
hacemos que la superficie metal-metal cónicas entren en contacto. No usar el mango. 2.
se marca el eje en el punto coincidente con el extremo de la marca
de color que tiene la llave. se aprieta la tuerca usando ahora el mango de la llave hasta que la
3.
marca del eje coincida con el otro extremo de la marca que tiene la llave. Fije la tuerca.
Nota: asegúrese de que el manguito de montaje no se mueva
mientras se esta apretando. 1
2
3
También existen herramientas para el desmontaje de rodamientos, dentro de las cuales tenemos: Extractores de garras estándar
Una de las más fáciles y efectivas maneras de desmontar un rodamiento de pequeño o mediano tamaño es utilizar un extractor mecánico. Con el uso de estos
se asegura que no se causen daños al rodamiento o a su alojamiento durante el desmontaje. Existe una gama de 5 diferentes extractores de garras, con 2 y 3 garras que tienen las siguientes cualidades: •
Máxima distancia entre garras desde 65 a 300 mm.
•
Sistema de cono para el auto-centrado y posicionamiento automático de las garras.
•
Fuertes ballestas que mantienen las garras separadas permitiendo una fácil operación.
•
Hechas de acero al carbono de alta calidad. Templado y protegido contra la corrosión. Extractor de garras reversibles
Los Extractores de garras reversibles multifunción son capaces de engancharse con igual fuerza tanto por el lado externo como interno de un componente. Este tipo de extractores se caracterizan por tener la cualidad de extracción interna y externa, otras ventajas de esto son: •
Extractores para utilizar en cualquier taller
•
Garras de auto ajuste
•
Cuello de seguridad especial que evita el daño de roscas y garras
•
Cabeza extra hexagonal sobre la palanca que permite la rotación durante el desmontaje
•
Ancho de agarre desde 23 a 350 mm Extractor hidráulico
El extractor hidráulico combina el manejo fácil y seguro con aplicación de energía sin esfuerzo, gracias al husillo hidráulico que se ha integrado. El extractor hidráulico tiene una fuerza máxima de desmontaje de 80 kN (8 toneladas), y una válvula de seguridad incluida en el husillo hidráulico que previene la sobrecarga. Dentro de las cualidades del extractor hidráulico tenemos: •
Preparado para usar. Incluye cilindro hidráulico, bomba y extractor no requiere husillo ni bomba hidráulica independientes.
•
El novedoso y único mecanismo de apertura de los anillos rojos por muelle, permite situar las garras del extractor detrás del componente con un único movimiento de las manos.
•
Sus garras de auto-ajuste facilitan un agarre firme detrás del componente, reduciendo así al mínimo el riesgo de que el extractor resbale mientras soporta una carga.
•
Su largo recorrido de 80 mm facilita el desmontaje en una sola operación.
•
Válvulas de seguridad que previenen sobrecargas en el husillo y en el extractor cuando se aplica una fuerza excesiva.
•
La pieza de apoyo con muelle del husillo hidráulico permite centrar fácilmente el extractor en el eje sin dañarlo.
•
Extractores de garras súper-potentes.
Los extractores de garras súper-potentes ofrecen una perfecta extracción alineada con el eje evitando su daño, así como un excepcional agarre para medianos y grandes rodamientos. Una de las cualidades de los extractores súper-potentes es que viene incorporado un dispositivo de auto-centrado, teniendo también las siguientes cualidades: •
Sistema único de pantógrafo para ajustes del agarre que evitan la desalineación durante la extracción.
•
Rápido, eficiente y cómodo manejo.
•
Hechos de Acero al carbono de alta calidad. Optima resistencia a la corrosión.
•
3 extractores de garras con una máxima fuerza de extracción de 6 a 15 toneladas.
En el recuadro podemos apreciar la forma constructiva del extractor de garras súper-potente.
Extractores de garras súper-potentes - asistidos hidráulicamente.
Los extractores hidráulicos ofrecen potentes capacidades de extracción con excelentes condiciones de seguridad. Cuando se requieren grandes fuerzas de extracción es indispensable, el uso del sistema de auto-centrado, el cual se vuelve imprescindible. Dentro de las cualidades de este tipo de extractores tenemos: •
Sistema de pantógrafo para alinear las fuerzas de extracción y evitar daños en el eje o el rodamiento.
•
Fuerzas extremas aplicadas con facilidad (auto-centrado, gancho de elevación, etc.)
•
Pueden suministrarse con o sin la bomba hidráulica.
•
Extractores hidráulicamente asistidos con fuerzas de extracción máximas de 15, 30 ó 50 toneladas.
En el recuadro se puede apreciar la forma constructiva de extractor de garras súper-potente asistido hidráulicamente.
Extractores de cuchillas
Los potentes extractores de cuchillas se suministran con todos los accesorios necesarios para cubrir las más dificultosas operaciones de extracción. Los extractores más grandes están equipados con un único y potente ariete hidráulico que aporta hasta 8 toneladas, mientras que el extractor más pequeño se suministra con un husillo roscado normal. Nota: Enganchar el aro interior del rodamiento, asegurando que no se hace fuerza a través de los caminos de rodadura ni de los elementos rodantes que podrían dañar el rodamiento. Componentes tratados para una óptima protección contra la corrosión.
Dentro de las cualidades de este tipo de extractor se encuentran:
•
Extracción de hasta 8 toneladas
•
Gran alcance, hasta 860 mm
•
Diámetro de eje hasta 150 mm
•
Pistón hidráulico para un desmontaje sin esfuerzo
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Descripción Viga Husillo Barras principales y arandelas (conjunto), pasadores y tuercas (2)
Método de Prueba de Funcionamiento (después de montaje)
Una vez se ha completado el montaje de los rodamientos, se debe llevar a cabo una prueba de funcionamiento que determine si los rodamientos han sido montados correctamente. Este prueba se debe hacer con cuidado y con paciencia usando la siguiente tabla. Método de Prueba de Funcionamiento
Tamaño de Proceso de Operación Condición del Rodamiento la Maquina Operación manual. Gire el No gira suavemente rodamiento con la mano. Si no (contaminación, abolladuras). Par existe problema comience la desigual (montaje incorrecto). Par operación de la maquina. excesivo (montaje incorrecto, juego interno insuficiente) Maquinas Pequeñas
Operación con poder. Arranque a Busque por ruido irregular, alta baja velocidad y sin carga. temperatura del rodamiento, Gradualmente aumente la velocidad derrame del lubricante. y carga.
Maquinas Grandes
Arranque a baja velocidad. Apague Vibración, ruido irregular o excesivo, el poder y deje que gire libremente etc. hasta que pare. Si no hay problemas, entonces pruebe la maquina con carga. Opresión con poder. Igual que con Busque por ruido irregular, alta la maquinas pequeñas. temperatura del rodamiento, derrame del lubricante.
Si no hay anormalidades se puede comenzar el funcionamiento normal. El desmontaje de rodamientos puede ser motivado por dos razones principalmente, o se desmonta debido a algún tipo de mantenimiento preventivo para volverlo a montar después, o se desmonta porque su vida útil ha terminado y su deterioro nos hace cambiarlo por otro.
En el primer caso, los cuidados que tendremos con el rodamiento serán los mismos que si fuese nuevo y por lo tanto seguiremos las recomendaciones hechas en este capítulo. En el segundo caso, los procedimientos pueden ser muy variados e incluso violentos, ya que el rodamiento no va a servir, ahora bien, intentaremos no dañar asientos y ejej ya que en ellos montaremos otro rodamiento. De todas las maneras y tanto en un caso como en otros, recomendamos el uso de utillajes específicos para el trabajo que estamos realizando.
