COJINETES DE RODAMIENTOS

COJINETES DE RODAMIENTOS

• DEFINICION

• PARTES DEL COJINETE

• CLASIFICACION

• DISEÑO DE JAULA

DEFINICION

• Los rodamientos son elementos de máquinas que permiten el movimiento entre un elemento mecánico y otro. .

• Los rodamientos son los elementos mecánicos más críticos en un dispositivo de rotación, por ello se someten a múltiples inspecciones de calidad durante su proceso de fabricación.

COMPONENTES• En general, los rodamientos

consisten de dos anillos de acero y un juego de elementos rodantes. Los anillos son uno interior (el más pequeño) y otro exterior (el más grande). Los rulines o elementos rodantes, pueden ser bolas o rodillos. Una jaula o separador se encarga de separar y guiar a los elementos rodantes

0

50

100

1er trim. 2do trim. 3er trim. 4to trim.

Este

Oeste

Norte

CLASIFICACION

• DE ACUERDO AL TIPO DE RODAMIENTO : – DE BOLA

– DE RODAMIENTOS CILÍNDRICOS

• DE ACUERDO AL TIPO DE CARGA– AXIALES

– RADIALES

– CARGAS COMBINADAS

COJINETES DE BOLAS

• Llamados tambien cojinetes de Conrad , los rodamientos de bolas giran dentro de una ranura profunda tanto en anillos internos como externos. El espaciamiento dentro de las pistas se mantiene mediante jaulas. El radio de la bola es un poco más pequeño que el de la pista debido a las deformaciones que se dan en ellas. Aparte de los cojinetes de hilera única, se tienen:– De doble hilera

– De contacto angular

COJINETES DE DOBLE HILERA

• Este diseño mejora la capacidad de soportar cargas radiales debido a que es mayor el número de bolas que soportan la carga. Esto conlleva a que una carga mayor pueda ser soportada en un mismo espacio o una carga específica puede ser soportada en espacio más pequeño. La desventaja de este tipo de cojinetes es que la doble hilera afecta la capacidad de desalineación.

COJINETES DE BOLAS DE CONTACTO ANGULAR

• En este tipo de cojinetes, un lado de cada pista de rodamientos es más alto con el fin de mejorar su adaptación a cargas axiales considerables. Los cojinetes disponibles en el mercado tienen ángulos entre 15 y 40 grados.

Rodamiento de Bolas de Contacto Angular

RBCA con una Fila de Bolas

RBCA con dos Filas de BolasRBCA con 4 puntos de contacto

RBCA con una Fila de Bolas de Sección Fija

RBCA con 4 puntos de contacto de sección firme

RBCA sellado con 4 puntos de contacto

En la industria automotriz

Industria Automotriz

Determinación del Angulo Alfa

RBCA sin Rumbo Fijo

COJINETES DE RODAMIENTOS CILÍNDRICOS

• Este tipo de diseño permite tener una meyor capacidad de carga radial. El patrón de contacto entre el rodamiento y su collar es supuestamente una línea pero presenta forma rectangular debido a la deformación bajo las cargas. Sus desventajas son :– Escasa capacidad de desalineación

angular.

– No soportan cargas axiales.• También se tiene:

– De aguja– De rodillos cónicos– De rodillos esféricos

Rodamiento de Rodillos Cilíndricos

RRC de una Sola FilaRRC de dos Filas

RRC Multi-Filas RRC Multi-Filas (otra versión)

RRC Llenos de una sola filaRRC llenos de dos

filas

RRC lleno de Multi-Filas

Rodamiento de Agujas

Pareja de Rodamientos Rígidos

Rodamientos de rodillos cilíndricos laterales (componentes)

Rodamientos con Rodillos Convexos

Sección Recta del Rodamiento Convexo

COJINETES DE AGUJA

• Son un tipo especial de cojinetes de rodamientos cilíndricos, pero el diámetro es mucho menor. Entonces se hace necesario menos espacio radial para soportar una carga específica. Esto facilita su uso en equipos como bomba y aparatos para el hogar. Sin embargo, su capacidad de desalineamiento y sopore de carga axial es pobre.

Rodamientos de Aguja

COJINETES DE RODILLOS CÓNICOS

• También se les denomina rodamientos ahusados , están diseñados para soportar cargas de empuje y radiales simultáneamente. Se le utiliza con frecuencia en cojinetes de rueda para vehículos y en maquinaria de trabajo pesado donde son usuales las cargas axiales altas.

Rodamientos con Rodillos Cónicos

RRC de una sola fila

RRC de dos filasPareja de RRC de una fila

Rodamientos con Rodillos Cónicos

Rodamientos de Rodillos Cónicos para Tractores

Rodamientos con Rodillos Cónicos

Angulo alfa

de contacto

RRC con 4 filas

Carga Axial y Radial dependen del Angulo alfa

COJINETES DE RODILLOS A RÓTULA

• Tambien se les llama de rodamientos esféricos, es un tipo de cojinete autoalineado, ya que existe rotación relativa de la pista externa en relación a los rodamientos y al a pista interna cuando se presenta desalineamiento, manteniéndose la misma capacidad de carga

radial.

COJINETES DE EMPUJE

• Son aquellos diseñados para soportar unicamente cargas de empuje o axiales. Sus componentes son exactamente los mismos, es decir : pistas, jaulas y rodamientos, que pueden ser: rodillos, bolas, cónicos.

• No son capaces de soportar ninguna carga radial, y si lo hacen es en mínimo grado.

Rodamientos con Anillos Laterales

De Superficie plana

De superficie plana con dos filas

Se superficie inclinada con dos filas

De superficie inclinada

Parámetros del

Rodamiento

Rodamiento Lineal

DISEÑO DE JAULAS

• Las jaulas son componentes de los rodamientos destinados a mantener los elementos rodantes a una distancia correcta y también para guiarlos.

• Se usan en rodamientos desarmables como los rodillos cónicos.

• Se fabrican de bronce o en acero estampado. En algunos casos especiales se fabrican a partir de plástico, nylon, o plástico reforzado con tela.

• La jaula es mantenida en su posicián por los elementos rodantes o por el aro del rodamiento, debido a esto, se clasifican como sigue:– Centradas en elementos rodantes

– Centradas en el aro interior

– Centradas en el aro exterior

Mercado de Rodamientos en el Perú

• Entre las diferentes marcas de rodamientos que han utilizado al menos una vez las empresas encuestadas, figuran principalmente: SKF 92%, FAG 63% y Koyo 43%. Algo más distante se encontraría a NTN con 31% de respuestas y a Timken y Steyr con 22% y 21% de menciones, respectivamente

• Casi la totalidad de las empresas entrevistadas continúan utilizando estas mismas marcas de rodamientos, esto podría llevarnos a afirmar que podría existir una cierta lealtad hacia sus marcas. Entre las más utilizadas, la gran mayoría usa SKF (89%) y FAG (57%), mientras que a NTN y Koyo las adquieren en menor porcentaje (24% y 23%).

• Las marcas de rodamientos más utilizadas sería SKF (65%), muy lejos en segundo lugar se ubicaría FAG (22%), además estas mismas marcas son las preferidas por los entrevistados con un 72% y 17% de preferencia, respectivamente. Dichas marcas serían básicamente preferidas por ser rodamientos de calidad y durables. Las marcas Koyo y NTN recibirían en estas preguntas reducidas menciones (entre 3% y 4%).

• Los principales motivos por los cuales algunas de las empresas evaluadas dejaron de utilizar algunos rodamientos por la falta de stock, poco prestigio o pobre tecnología

MARCAS DE RODAMIENTO QUE HA UTILIZADO Y QUE UTILIZA ACTUALMENTE

TIPOS DE RODAMIENTO QUE MÁS UTILIZA

• Casi la totalidad de las empresas entrevistadas compran sus rodamientos en las distribuidoras nacionales (98%), mientras que sólo un 8% manifiesta comprar sus rodamientos en el extranjero. Entre los que acostumbran comprar a distribuidores nacionales, las empresas entrevistadas adquieren rodamientos básicamente de las distribuidoras SKF del Perú (38%), Vasco Peruana (30%),y en tercer lugar de RODARESA (22%).

Entre los pocos entrevistados que realizan sus compras en el extranjero, los países de donde las adquieren serían USA, Alemania, España e Italia (este resultado es referencial).

LUGARES DONDE COMPRAN RODAMIENTOS

Copyright, 1996 © Dale Carnegie & Associates, Inc.

Deterioro de los rodamientos y sus causas

Introducción

La duracion de un rodamiento depende del numero de pasos de los cuerpos rodantes sobre los caminos de rodadura y de la carga que actua sobre ellos.

Fatiga normal de un rodamiento.

• Descarrillado del aro interior de un rodamiento rígido de bolas.

Rotura total de un rodamiento.

• Si el rodamiento continua solicitado puede llegar a producirse la rotura total de un rodamiento.

Puntos a tocar

Los puntos que a continuación se van ha tocar son:

I. Importancia del tema

II. ¿por qué falla un rodamiento?

III. ¿cómo se reconoce el deterioro de un rodamiento?

IV. ¿qué medidas deben tomarse en caso de deteriorarse un rodamiento?

I. Importancia del tema.

• El rodamiento constituye uno de los elementos de maquina mas utilizados en la industria, y representa mas del 10% de los costos de mantenimiento en una empresa, por lo tanto es conveniente tener una idea de cuando y por que remplazar un rodamiento antes que expire su vida útil, para poder tomar las medias correctivas del caso.

• Si el rodamiento se deteriora mucho antes de lo que cabe esperar a raíz del calculo de la duración a la fatiga, hay que examinar si ha actuado alguna carga excesiva. En caso contrario debe existir un error de montaje o de mantenimiento o bien un desgaste debido a las condiciones de servicio. A continuación veremos algunos de los deterioros mas frecuentes y sus posibles causas.

II. ¿por qué falla un rodamiento?

La falla de un rodamiento antes de tiempo puede ser debido a dos causas fundamentales:

• montaje o mantenimiento defectuoso

• errores constructivos

• daños por corrosión

• por ensuciamiento

• o por rayado transversal.

Además existen causas de deterioro por condiciones de

servicio.

II.1 Montaje defectuoso

• Una huella de rodadura irregular indica que actúo una tensión interna indebida. Estas tensiones se originan p.e por ajustes demasiado fuertes, ajuste axial excesivo,por errores de forma del eje o del alojamiento, por errores de alineación o por fijación del rodamiento libre.

Exfoliación unilateral debida a un arriotrado

oblicuo del aro interior de un rodamiento de rodillo

cónico.

•Huella de rodadura oblicua del aro interior de un rodamiento rígido de bolas en reposo debida a un arriostrado oblicuo

• Rayas de adherencia en el camino de rodadura del aro interior

• Fatiga prematura en el aro exterior debida a la formación de rayas de adherencia

II. Errores constructivos

• Los aros de los rodamientos han de apoyarse bien en el eje y en el alojamiento. Si p.e el asiento esta interrumpido por una ranura se originan tensiones excesivamente elevadas que producen el deterioro de los caminos de rodadura.

• Formación de grietas en el aro exterior de un rodamiento rígido de bolas producida por un tornillo de apriete.(izquierda)

• exfoliación local en el camino de rodadura del aro exterior del mismo rodamiento (derecha).

II.3 Deterioros por condiciones de servicio.

Una obturación defectuosa frente a :la humedad, vapores ácidos, lubricantes con aditivos ácidos,agua de condensación,y almacenamiento indebido de los rodamientos.

Daños por corrosión a causa de:

Ejemplos de estos deterioros• Daños producidos por

oxidación en el aro interior de un rodamiento de rodillos cónicos(izq.)

• marcas de corrosión en el camino de rodadura del aro exterior de un rodamiento oscilante de bolas(der.)

Daños por ensuciamiento debido a:

• Partes anexas sucias, arena de moldeo en el alojamiento, obturación defectuosa, lubricantes sucios, abrasivo metálicos, que han penetrado en el rodamiento con el lubricante.

Ejemplos de estos deterioros

• Concavidades producidas por herrumbre de contacto en el camino de rodadura en el aro exterior de un rodamiento oscilante de

bolas. (izq.)

• Rayado transversal en el camino de rodadura del aro interior de un rodamiento de rodillos cilíndricos.(der.)

Daños por rayado transversal debido a

• Cargas estáticas excesivas, vibraciones y golpes sobre el rodamiento en reposo (p.e durante el transporte), y por paso de corriente a través del rodamiento.

• Formación de estrías en los rodillos de un rodamiento oscilante, debidas al paso de corriente.(izq.)

Ejemplos de estos deterioros

• Formación de estrías en el camino de rodadura del aro exterior de un rodamiento oscilante de rodillos debidas al paso de corriente.(der.)

III. ¿Como se reconoce el deterioro de un rodamiento?

comportamiento del rodamiento causas posibles ejemplosdaños en aros y cuerpos de automovilesrodadura; oscilamiento cada vez

mas acusado de la ruedamarcha irregular suciedad; ventiladores

vibraciones cada vez mas intensasjuego interno excesivo. motores de combustion

vibraciones cada vez mas intensas en le cigueñal

desgaste debido a ensuciamiento tornosdisminucion de la presicion o a lubricacion insuficiente aparicion paulatina de rayas transversales de mecanizado daños en aros y cuerpos de en la pieza mecvanizada.

rodadura rectificadorasaspecto ondulado de la superficie rectificadalaminadores en frioaparicion periodica de defectos superficiales(sombreado, ondulaciones)

ruidos silbantes juego radial demasiado pequeñojuego radial excesivo motores electricos

ruidos de golpes daños en la superficie de rodadura, variadores de velocidad (discontinuos) suciedad, lubricante inapropiado en estas maquinas es dificil reconocer el

variacion del juego interno debido ruido del rodamiento, ya que en general es mas intenso el ruido de las ruedas dentadasvariacion paulatina del a la temperatura, averia del ruido caminode rodadura

por fatga o suciedad

IV. ¿qué medidas deben tomarse en caso de deteriorarse un rodamiento?

No siempre resulta fácil en la practica reconocer en un rodamiento deteriorado, la causa primaria que produjo el daño.

No podrán darse recomendaciones eficaces para evitar daños futuros si no se conocen las condiciones de servicio, la lubricación y la construcción de toda la aplicación

Las medidas ha tomar se presentan en tres etapas bien definidas:

Antes del desmontaje :

observar el comportamiento en servicio y anotar el resultado.

Los puntos que a observar; (ensuciamiento, perdidas de lubricante, ruidos durante la marcha)

Durante el desmontaje

hay que observar los cuatro puntos siguientes

• no lavar el rodamiento, separar muestras o probetas del lubricante .

• Comprobar el apretado de las tuercas de sujeción

• dibujar un esquema

• medir los diámetros del eje y del alojamiento controlar el error de redondez de los asientos

Durante el examen

una vez finalizado el desmontaje puede comenzarse con el examen del rodamiento. Las señales del deterioro y los pormenores registrados facilitan en la mayoría de los casos, una determinación aproximada de las causas de un deterioro y de la manera en que se produjo.

Importante

Lógicamente en muchos casos no es necesario seguir las indicaciones dadas. Tampoco se procederá de forma tan minuciosa si el valor del rodamiento nuevo es tan reducido que no resulte rentable una investigación detallada. Hay que llevar a cabo un análisis beneficio/costo.