BUJES Y COJINETES

MIGUEL ÁNGEL RODRÍGUEZ CARVAJALCÓDIGO: 201523268

Presentado a:Ingeniero Alfredo Igua

Como requisito para el área de: Dibujo de máquinas

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIAFACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS TECNOLÓGICASTECNOLOGÍA EN MÁQUINAS Y HERRAMIENTAS

TUNJA2016

INTRODUCCIÓN

Los requisitos que la industria moderna impone sobre útiles, herramientas y componentes mecánicos obligan a realizar un constante esfuerzo en cuatro direcciones: empleo de nuevos materiales, rediseño de los útiles, modificación de los procesos y empleo de tratamientos de superficie avanzados. Esta última solución, cuando es posible, tiene la ventaja de ser la menos traumática para los procedimientos de las empresas.

La superficie de un material es la región más sensible a las agresiones del entorno. En comparación con otras causas de deterioro de un material, los problemas que afectan a la superficie (desgaste, fricción, oxidación, corrosión), requieren un consumo energético mínimo debido a que son sólo los átomos de unas pocas capas superficiales y los enlaces que los unen entre sí los que deben hacer frente a las fuerzas y ataques químicos de entorno. Estas interacciones siempre van a estar presentes y ningún proyecto de ingeniería puede considerarse completo si no se ha previsto cuál va a ser el comportamiento de la superficie.

COJINETES Y RODAMIENTOS

Los apoyos donde giran árboles y ejes pueden asumir detalles constructivos muy diferentes, pero tienen en común la característica de permitir el movimiento traslativo o giratorio de las piezas que en ellos descansan y disminuir en lo posible la fricción resultante. Estos elementos de máquinas reciben el nombre genérico de cojinetes. Estos a su vez pueden clasificarse en:

Cojinetes de fricción

Los cojinetes de fricción son un elemento de máquina relativamente sencillo y de uso más común en la mayoría de máquinas y mecanismos, porque presentan grandes cualidades de soporte de carga y velocidad de trabajo, también al apoyo de áreas de contacto con adecuada resistencia al desgaste por fricción, se usan por ejemplo al eje de transmisión o árbol de levas, presentan una desventaja que deben estar correctamente lubricados para su correcto funcionamiento.

Sobre este tipo de montajes se han hecho casi todos los estudios hidrodinámicos de lubricación. Al cojinete en sí, especie de tubo de metal de paredes delgadas con las características buscadas se le suele llamar BUJE.

Cojinetes de rodadura

Cuando entre las piezas en movimiento relativo se intercalan cuerpos rodantes con el objeto de disminuir la fricción, a los cojinetes resultantes se les llama RODAMIENTOS.

Características a tener en cuenta en el dimensionamiento:

- Espacio disponible- Carga incidente.- Sentido de la carga- Desalineación- Velocidad de rotación- Alternancias en la carga o en la rotación- Tipo de lubricación- Costos

Elementos utilizados en la construcción de cojinetes de fricción

EJE & BUJE USOS YRECOMENDACIONES

EJEMPLOS DEUTILIZACIÓN

Acero / fundición de hierro

Cargas altas, velocidades bajas Rastras de discos

Acero / bronce y compuestos

afines

Cargas medias, velocidades medias a

altas

Cigüeñales, levas, siempre con buena

lubricación.

Acero / aluminio y sus aleaciones Similares Similares. Admite

cargas mayores.Acero / metal

blanco Similares Funde a baja temperatura

Acero / bronce

sinterizado

Proceso de pulvimetalurgia. Los bujes se cargan de

aceite y resultan autolubricados

Bujes axiales con difícil lubricación. Árboles de hélices

de barcos.

Acero / mat. sintético Teflón, grilón. Sin lubricación Cargas bajas. Telares

Mientras más cargado se encuentre el cojinete y mayor sea la velocidad, debe prestarse mayor cuidado a la lubricación. Para cargas bajas y medias con velocidades de rotación reducidas es suficiente utilizar grasa. A medida que éstas aumentan se utilizan aceites lubricantes minerales o sintéticos, los que deben tener una circulación activa para hacerse cargo del calor generado.

Para cargas muy elevadas con velocidades bajas (Ej.: trenes de laminación, rodillos de tractores pesados de carriles) y para cargas bajas con velocidades altas (Ej.: turbinas de gas y de vapor, turboalimentadores) los cojinetes de fricción no han sido aún reemplazados por los rodamientos. Para cargas y velocidades intermedias, se puede optar según las limitaciones del diseño.

Rodamientos

Partes que componen un rodamiento

Anillo interno

Bola

Armadura

Anillo externo

Cuando entre los cuerpos giratorios se intercalan elementos rodantes con el objeto de disminuir la fricción o aumentar la velocidad, estamos frente a los cojinetes denominados rodamientos.

La mayoría de los rodamientos están constituidos por un anillo interior y un anillo exterior, elementos rodantes (bolas o rodillos), y un separador de elementos rodantes, llamado armadura o comúnmente jaula. La jaula separa los elementos rodantes a intervalos iguales, los mantienen en su lugar entre la pista interna y la externa, y les permite rodar libremente. Los elementos rodantes son provistos en dos formas generalmente bolas o rodillos. Los rodillos se suministran en cuatro estilos básicos: cilíndricos, de agujas, cónicos y esféricos.

El contacto geométrico de las bolas con la superficie de las pistas de rodadura de los anillos internos y externos es un punto; mientras que el contacto de los rodillos es una línea.

Teóricamente, los rodamientos de bolas y de rodillos se construyen para permitir que los elementos rodantes giren orbitalmente, al mismo tiempo lo hacen sobre sus propios ejes.

Mientras que los elementos rodantes y los anillos soportan cualquier carga aplicada al rodamiento (en los puntos de contacto entre los elementos rodantes y las superficies de las pistas), la jaula, no soporta carga alguna en forma directa. Su objetivo básico es para mantener os elementos rodantes a distancias iguales entre si y, para lograr una buena distribución de las cargas sobre el rodamiento

Clasificación de los rodamientos

Los rodamientos se clasifican en dos categorías principales: rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos.

Los rodamientos de bolas se clasifican de acuerdo a la configuración de sus anillos: (rodamientos rígidos, oscilantes, de contacto angular y de carga radial o axial entre otros. En contraste, los rodamientos de rodillos se clasifican en función de la forma de los rodillos: cilíndricos, de agujas, cónicos y oscilantes o esféricos.

Los rodamientos pueden clasificarse adicionalmente de acuerdo a la dirección en la que se aplica la carga: rodamientos, rodamientos para carga axial, para carga radial y para carga combinada radial - axial.

Otros aspectos de clasificación incluyen:

El número de hileras de elementos rodantes (una, dos o 4 hileras)

No separables o separables, en el cual, el anillo interior o el anillo exterior pueden ser separados o desmontados

Rodamientos de empuje, los cuales pueden tomar cargas axiales en un sentido y, rodamientos de empuje de doble sentido, los cuales pueden tomar carga axial en ambos sentidos de una misma dirección.

También existen rodamientos diseñados para aplicaciones especiales, tales como: Una unidad de rodamiento de rodillo cónico para vagones de ferrocarril (rodamientos RCT), rodamientos tipo plato giratorio (tornamesa), así como rodamientos de movimiento rectilíneo (rodamientos lineales de bola, rotulas), etc.

Tipos de rodamientos

1. Rodamiento de bolas Pueden ser rígidos o autoalineantes, para cargas radiales, axiales o combinadas

El dibujo 1 muestra un rodamiento autoalineante de doble hilera de bolas y sin obturaciones. Se observa la pista externa con senda de rodadura esférica de modo que permite pequeñas desalineaciones o movimientos del eje. Este rodamiento está diseñado para cargas radiales.

El dibujo 2 muestra un rodamiento rígido de simple hilera de bolas y sin obturaciones. Se observa ambas pistas con senda de rodadura circular profunda de modo que no permite desalineaciones o movimientos del eje. Este rodamiento está diseñado fundamentalmente para cargas radiales. Además las pistas profundas permiten absorber también mayores cargas axiales.

El dibujo 3 muestra un rodamiento similar al anterior. Es rígido de simple hilera de bolas pero con obturaciones laterales que lo protegen de partículas o polvo. Esto permite además, contener un lubricante adecuado, muchas veces de por vida. Se observa ambas pistas con senda de rodadura circular profunda de modo tal que no permite desalineaciones o movimientos del eje. Este rodamiento está diseñado fundamentalmente para cargas radiales. Además las pistas profundas permiten absorber también mayores cargas axiales.

El dibujo 4 muestra un rodamiento de simple hilera de bolas y sin obturaciones. Se observa ambas pistas con senda de rodadura de contacto angular. Este rodamiento está diseñado para cargas radiales y axiales pero en un solo sentido

El dibujo 5 muestra un rodamiento de doble hilera de bolas y sin obturaciones. Se observa ambas pistas con senda de rodadura de contacto angular. Este rodamiento está diseñado para cargas radiales y axiales en los dos sentidos

2. Rodamientos 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.

Estos rodamientos se emplean por parejas y en su montaje han de ser reglados para obtener el juego necesario (precarga) para un óptimo funcionamiento.

Prestaciones añadidas de estos rodamientos frente a los demás:

Elevada capacidad de carga radial y axial combinada. Montaje y desmontaje sencillo al ser sus pistas separables. Menor coeficiente de fricción y mayores velocidades de trabajo que

otros rodamientos de rodillo.

En la figura 8 se muestra un rodamiento de simple hilera de rodillos cilíndricos (izquierda) y doble hilera rodillos autoalineantes (derecha) Se observa la pista externa con senda de rodadura esférica. Estos rodamientos están diseñado para cargas radiales altas. Ambos sin obturaciones.

El dibujo 5 muestra un rodamiento de doble hilera de rodillos autoalineantes y sin obturaciones. Se observa la pista externa con senda de rodadura esférica. Este rodamiento está diseñado para cargas radiales altas.

El dibujo 6 y 7 muestra un rodamiento de simple hilera de rodillos cilíndricos. Una de las pistas presenta una pestaña que le permite al eje un juego axial. Esto es una gran ventaja para el caso de ejes expuestos a grandes variaciones de temperatura que se dilatan o contraen. Este rodamiento está diseñado para cargas radiales altas.

El dibujo 8 doble hilera de rodillos cilíndricos para cargas radiales.

El dibujo 9 es un tipo de rodamiento de rodillos muy largos llamado “de agujas”. Son de elevada capacidad de carga en relación a su tamaño.

El dibujo 10 es un rodamiento de rodillos cónicos. Está especialmente diseñado para soportar importantes cargas radiales y axiales unilaterales.

Cuadro resumen

RODAMIENTOS NORMALIZADOS

Desde hace varios años existe una nomenclatura universal y tablas con las dimensiones principales de los rodamientos, que son respetadas por los distintos fabricantes, lo cual permite que un rodamiento original francés pueda reemplazarse por uno japonés, australiano o nacional, y el mismo número de código garantiza la uniformidad de dimensiones.

Las dimensiones, límites de carga admisibles y velocidades máximas recomendadas figuran en tablas proporcionadas por los fabricantes, como también las tolerancias constructivas y juegos internos:

d D T Nº B M

(Kg.)

Vel. G Vel. A C. est. C. din. Fac.

C

40 80 18 6208 19 0.620 5600 8500 20000 50000 0.3-1

75 130 25 6215 26 2.420 2400 6000 50000 95000 0.44-1

En esta tabla los encabezados indican lo siguiente:

d diámetro de montaje sobre el ejeD diámetro de montaje en el alojamiento T.-altura del rodamientoNº identificación del rodamientoB Altura libre necesaria para el montaje M (Kg) masa en KilogramosVel. G velocidad máxima de rotación con lubricación por grasaVel. A velocidad máxima de rotación con lubricación por aceiteC. est. Carga estática máxima admisible en newtonC. Din. Carga dinámica máxima admisible en newtonFac. C. Factor de carga admisible según condiciones de servicio

BIBLIOGRAFÍA

BERMEJO ZUAZUA, Antonio. Manual práctico del mecánico agrícola. MAG España, 1972.

COLOMBINO, Alfredo y otros. Apuntes de mecánica y maquinaria agrícola. UBA, 1986.

DOVROBOLSKY, Victor y otros. Elementos de máquinas. MIR Moscú. 1970. FAO. Elementos de maquinaria agrícola. Trillas, México, 1982.

LILJEDAHL, J. Y otros. Tractores, diseño y funcionamiento. Limusa. México 1984 NIEMANN, G. Elementos de máquinas. Labor España, 1967RENAUD, Adolfo. Mecánica técnica. Cesarini, Argentina 1968.