Rodamientos

1. Que es rodamiento.

Los nombres de cojinete de Rodamiento o simplemente rodamiento, se emplean para describir la clase de soporte de eje en el que la carga principal se transmite a través de elementos que están en contacto rodante y no deslizante, es decir, su utilización se debe a la característica de transferir las cargas entre los elementos rotatorios y los estacionarios, permitiendo la rotación relativamente libre con un mínimo de fricción.

2. Partes principales de un cojinete de rodamientos

Los cojinetes rodantes, se fabrican para soportar cargas puramente radiales, cargas de empuje axial puro o una combinación de ambas cargas. La nomenclatura de un cojinete tipo bolas se muestra en la figura siguiente:

En la figura 2, se muestran las cuatro partes esenciales de un rodamiento. Dichas partes son: aro externo, aro interno, elementos rodantes y separador.

a. Aro externo. El anillo exterior está montado en el albergue de la máquina y en la mayoría de los casos no rueda. La parte de la trayectoria de los elementos rodantes se llama corredor o raceway, y la sección de los anillos donde los elementos giran, es llamada superficie de rodadura o raceway surface. En el caso de rodamientos de bola, como existen unos surcos o canales provistos para las bolas, a estas también se les denomina surcos, canales de rodadura o raceway grooves. Los anillos se fabrican normalmente con aceros SAE 52100 endurecido de 60 a 67 Rockwell C.

b. Aro interno. El anillo interno esta montado en el árbol de la máquina y en la mayoría de los casos está en la parte rodante. El anillo interno esta normalmente comprometido con un eje.

c. Elementos rodantes. Estos elementos pueden ser tanto bolas como rodillos. Existen muchos tipos de rodamientos con variadas formas de rodillos como ser: de bola, rodillo cilíndrico, rodillo cilíndrico largo, rodamiento de aguja, rodillo trapezoidal y rodillo convexo. Se utilizan también materiales como el acero inoxidable, cerámicos, monel, plásticos y materiales especiales en caso de trabajo con corrosivos.

d. Separador o jaula. Sirve para guiar los elementos de giro a lo largo de los anillos del rodamiento en una relativa posición correcta. Existen variadas clases de separadores que incluyen las prensadas (las más usadas), maquinadas (utilizadas para mayor resistencia o altas velocidades), moldeadas y en forma de clavija o chaveta. Debido a su menor resistencia a la fricción en comparación con los anillos y elementos rodantes, los rodamientos con separadores son más convenientes para trabajar bajo rotaciones de alta velocidad. Las jaulas se fabrican de bronce o plásticos sintéticos (que trabajan mejor a altas velocidades con un mínimo de fricción y 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.

e. Cubiertas. Todos estos cojinetes pueden obtenerse con cubiertas o protectores en uno o en ambos lados. Las cubiertas no proporcionan un cierre completo, pero sí ofrecen protección contra la entrada de polvo y suciedad. Una variedad de cojinetes se fabrica con sellos herméticos en uno o en ambos lados. Cuando los sellos están en ambos lados, los cojinetes se lubrican en la fábrica. Aunque se supone que un cojinete sellado tiene lubricación por toda la vida, algunas veces se proporciona un medio para su re- lubricación.

3. Tipos de rodamientos y sus aplicaciones.

Los rodamientos se fabrican normalmente en una amplia variedad para dimensiones estándar de diámetro interior, exterior y ancho, y con tolerancias también estandarizadas. Entre los rodamientos se puede nombrar los siguientes:

3.1 Rodamiento de bolas.

También llamado cojinete de bolas o balero. Con una sola y profunda ranura, soporta cargas radiales así como una carga axial o de empuje. Las bolas se introducen en las ranuras desplazando el aro interior lateralmente a una posición excéntrica. Las bolas se separan después de su introducción y luego se inserta el separador. Entre los rodamientos de bolas se encuentras:

a.) Radial de una hilera: A este rodamiento se le menciona muchas veces como rodamiento de ranura profunda, conrad o deep groove bearing. Se encuentra con muchas variaciones: protecciones o sellos sencillos o dobles. Se emplea normalmente para cargas radiales y de empuje (como máximo dos tercios de la radial). Es esencial un alineación cuidadosa, es decir que el máximo desalineamiento sea de 0.5°. Este rodamiento puede soportar una carga de empuje axial relativamente alta. Los cojinetes de bolas de una fila soportan un pequeño desalineamiento del eje, pero donde lo anterior puede ser grave, es posible utilizar cojinetes autoalineantes.

b.) De doble hilera. Este rodamiento está diseñado para admitir cargas radiales fuertes y de empuje ligeras, sin aumentar el diámetro exterior del mismo. Es, aproximadamente, de 60 a 80% más ancho que un rodamiento comparable de una hilera. A causa de la ranura de llenado, las cargas de empuje deben ser ligeras. Los cojinetes de bolas de doble fila se fabrican en una amplia variedad de tipos y tamaños para soportar cargas radiales y axiales más intensas. Algunas veces dos cojinetes de una fila se utilizan conjuntamente por la misma razón, aunque un cojinete de doble fila generalmente requerirá menor número de piezas y ocupará menos espacio.

c.) De doble hilera de autoalineamiento interno. Este rodamiento puede usarse para cargas preponderantemente radiales en donde se requiere autoalineamiento de 0.003 a 0.005 pulgadas. No se debe abusar de la característica del autoalineamiento, pues el desalineamiento o carga de empuje excesivos causan pronta falla.

d.) Rodamiento de contacto angular. Así llamados por que la línea que atraviesan las superficies que soportan la carga, forman un ángulo con el plano de la cara del rodamiento, están destinados a resistir pesadas cargas axiales. Se los utiliza frecuentemente en pares opuestos axialmente unos a otros, y son adecuados para la carga previa

e.) De máxima capacidad. Tiene la misma forma que un rodamiento de hilera, a excepción de la presencia de una ranura o canal de llenado que admite mas bolas y en consecuencia soportará cargas radiales más fuertes. Como su capacidad de empuje axial es pequeña, estos rodamientos se utilizan cuando la carga es principalmente radial.

f.) De tipo partido. Este tipo de rodamiento puede ser tanto de bolas como de rodillos. Tiene partido el anillo interior, el exterior y la jaula. Se ensamblan con tornillos, lo que le da facilidad de instalación o al quitar un rodamiento.

3.2 Rodamientos de rodillos.

a. De rodillos cilíndricos. Los cojinetes de rodillos cilíndricos soportan una carga radial mayor que los de bolas del mismo tamaño debido a su mayor área de contacto. Sin embargo, tienen la desventaja de requerir casi una perfecta configuración geométrica de pistas y rodillos. Un ligero desalineamiento originará que los rodillos se desvíen y se salgan de alineación. Por esta razón, el retén debe ser grueso y resistente. Desde luego, los rodillos cilíndricos no soportarán cargas de empuje. En este tipo de rodamientos la relación aproximada de la longitud - diámetro debe variar entre 1:1 y 1:3. Son los que permiten más velocidad rotacional de todos los rodamientos de rodillos.

b. De aguja. Estos rodamientos tienen rodillos cuya longitud es, por lo menos, cuatro veces su diámetro. Son de más utilidad en donde el espacio es un factor. Hay con anillo interior o sin él. Si se usa el árbol como el anillo interior, se debe endurecer y 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. Tiene una capacidad de carga radial alta respecto a su altura particular, pero limitado respecto a cargas axiales.

c. De rodillos cónicos. Debido a la disposición oblicua de los caminos de rodadura con respecto al eje del rodamiento, son especialmente adecuados para soportar importantes cargas axiales y radiales combinadas. Estos rodamientos son desmontables pudiendo separar el aro exterior del conjunto interior. Las generatrices de las superficies de rodadura de las pistas y el eje del rodillo convergen en un punto común 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 axial y radial del rodamiento en función del ángulo entre las superficies de rodadura y el eje de rotación del rodamiento. Tiene menor coeficiente de fricción y mayores velocidades de trabajo que otros rodamientos de rodillo.

d. De rodillos esféricos. Estos rodamientos son excelentes para cargas radiales fuertes y empuje moderado. Su característica de autoalineamiento interno es útil en muchas aplicaciones, pero no se debe abusar de ello. Los elementos esféricos tienen la ventaja de ampliar su área de contacto a medida que la carga aumenta.

3.3 Rodamientos de empuje

a. Rodamiento de empuje de bolas. Estos rodamientos se fabrican con protecciones de tipo abierto y usados para bajas velocidades. Se utilizan en combinación

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