Rodamientos

Jose María Luna Bonilla Dan Horatiu Anca

Partes del trabajo•Definición y función del rodamientos•Características, partes rodamiento,

materiales de los que están hechos•Tipos de rodamientos •Vida útil•Esfuerzos de rodadura•Tipos de rodamientos•Selección de un rodamiento•Cuidados de un rodamiento, lubricación

de un rodamiento

Indice:•Definición y función del rodamientos.•Características, partes rodamiento,

materiales de los que están hechos.•Tipos de rodamientos .•Vida útil.•Esfuerzos de rodadura.•Tipos de rodamientos.•Selección de un rodamiento.•Cuidados de un rodamiento, lubricación

de un rodamiento.

Definición de Rodamiento

Es un tipo de cojinete: elemento mecánico que reduce la fricción en el giro de un componente que gira respecto a otro, le sirve de apoyo, y facilita su desplazamiento.

Constituidos básicamente por:•Anillo exterior •Anillo interior•Elementos rodantes, situados entre

ambos anillos.

Partes de un rodamiento

FuncionesProporciona una posición relativa, y libertad de

rotación al componente que gira.

Reduce notablemente la fricción (y por tanto el desgaste) entre componentes, originada en la aplicación de una carga, por medio de los elementos rodantes.

Funciona como apoyo de los elementos portadores:Soporte de ejes: anillo interior fijo, anillo exterior

móvil.Soporte de árboles: anillo interior móvil, exterior fijo.

Características. Pro’s y contrasPRO’S

• Cubren un amplio abanico de aplicaciones.• Baja fricción en el arranque, habiendo poca diferencia

con la de funcionamiento: especialmente indicados para maquinas con arranques y paradas frecuentes.

• Baja fricción, casi independiente de la carga, velocidad y tiempo de servicio.

• Temperatura de funcionamiento dado el bajo rozamiento.

• Requieren poco lubricante y mantenimiento.• Ocupan poco espacio axial.• Están normalizados: facilidad de recambio.• Tolerancias y acabados rígidos.• Pueden admitir carga radial, axial, o ambas.• Posible mejora de la rigidez mediante precargas.

Características. Pros y contrasCONTRAS

• Ruidosos.• Duración limitada.• Son caros.• Sensibles a impactos, sobrecargas,

humedad, suciedad…• Montaje complejo y preciso.• Considerado punto crítico dentro de un

mecanismo: por ello, es elemento de referencia para establecer intervalos de mantenimiento.

Materiales de Fabricación • Elementos rodantes (bola o rodillo) y elementos

soporte (anillo o disco): fabricados en aceros duros, con alta resistencia a la fatiga y al desgaste, con una dureza del orden de 500-700º Brinell. Dos tipos:- Aceros al temple total: Aceros al Cromo (1 % de

Carbono y 1,5 % de Cromo). - Aceros de cementación: Aceros al Cromo-Manganeso o

al Cromo-Níquel (0,15 % de Carbono).• Los elementos rodantes y las pistas de rodadura

tienen un tratamiento superficial especial, variando su dureza respecto a la de los soportes.

• Las jaulas se realizan en aceros más blandos, poliamida, resina fenólica, latón o bronce: se fabrican por prensado, mecanizado o forjado.

Vida útil •La vida útil de un rodamiento es el

número total de revoluciones que soporta para que aparezcan fallos de funcionamiento.

•La fatiga se muestra por agrietamiento o descascarillado de las superficies. Se considera fallo cuando aparece la primera señal de fatiga.

Se considera fatiga cuando aparece un defecto superficial sobre una superficie de .

• El funcionamiento de un rodamiento puede prolongarse después de su vida útil.

• Se define como vida mínima del conjunto de rodamientos idénticos como el número de horas de trabajo a una velocidad constante que puede completar el 90% del grupo antes del primer fallo.

• Es importante conocer la duración posible de un rodamiento o grupo de rodamientos.

• La vida de un conjunto en especial no se puede predecir con totalidad, siendo imprevisible también la vida mínima, pues dependen de cada situación particular.

Vida útil

Esfuerzos durante la rodadura

• Debido a que la superficie de las bolas en contacto con la pista es muy pequeña , cargas reducidas en los rodamientos ocasionan esfuerzos o tensiones elevadas.

• Gracias a la curvatura de los caminos de rodadura de las bolas, la superficie de contacto es mayor de la que se prevé y reducen el esfuerzo por unidad de superficie.

• Cuando las velocidades de giro son elevadas comienzan a tener importancia las fuerzas centrifugas

Esfuerzos durante la rodadura

Clasificación

Los rodamientos se pueden clasificar en función de:

La geometría de los elementos rodantes: bolas, rodillos cilíndricos, rodillos esféricos, rodillos cónicos, agujas, etc.

Las cargas a las que están sometidos los rodamientos: axial, radial, lineal o combinada.

Rodamientos de bolas

Son los más usados en cuanto al tipo de elementos rodantes.

Aplicables a cargas que son principalmente radiales o axiales.

Admiten altas velocidades.

1.Rodamientos rígidos de bolas

Usados en gran variedad de aplicaciones.

Fáciles de diseñar.

Capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades.

Requieren poca atención o mantenimiento en servicio.

Bajo precio.

2.Rodamientos de bolas de dos hileras

Diseñados para soportar cargas radiales más elevadas que los rodamientos de una hilera de bolas, así como cargas axiales en los dos sentidos.

Poca fricción y desgaste.

Apropiado donde se pueda producir desalineaciones o flexiones del eje.

3.Rodamiento de bolas de contacto angular

Admiten carga radial y axial combinadas.

La línea que une los dos puntos de contacto de los elementos rodante con las pistas forma un ángulo con el plano radial.

Pueden alojar más elementos rodantes.

Admiten altas velocidadesLos ángulos de contacto nominales de

los rodamientos son 15º, 25º, 35º y 40º. Los ángulos más altos se usan en aplicaciones con cargas axiales elevadas

Rodamientos de rodillos cilíndricos

Los rodillos cilíndricos proporcionan una mayor capacidad de carga radial que las bolas esféricas.

Los niveles de tensión debida al contacto son más bajos que los que corresponden a cojinetes de bola de un tamaño equivalente, lo que permite que cojinetes más pequeños soporten una carga particular o que un cojinete de un tamaño específico soporte una carga mayor.

La capacidad para soportar carga de empuje es pobre. Los rodamiento de rodillos cilíndricos suelen ser muy anchos, lo cual les confiere escasa capacidad para adaptarse a la desalineación angular.

Rodamientos de rodillos cilíndricos

Soportan pesadas cargas axiales o radiales.

Son insensibles a los choques.

Son rodamientos de una sola dirección y solo aceptan cargas axiales en una dirección.

Rodamientos de agujas

Similares a los de rodillos cilíndricos, pero con un diámetro de rodillos menor.

La capacidad de empuje y desalineación es pobre.

Gran capacidad de carga y adaptación a aplicaciones con espacio radial limitado.

Diferencias entre Bolas y Rodillos

Los rodillos admiten más carga que las bolas. Los de bolas pueden giran a más velocidad que

los de rodillos.Los de bolas pueden soportar una carga

combinada con una pequeña carga en sentido diferente al principal, los de rodillos no.

Los rodamientos de rodillos necesitan tolerancias y acabados de las pistas muy rígidos pues no admiten desalineación.

Los rodamientos de contacto angular admiten carga en ambos sentidos.

Rodamientos de rodillos cónicos

Este tipo de rodamientos están diseñados para soportar cargas de empuje sustanciales con cargas radiales altas.

Adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultáneas.

Generalmente es necesario un segundo rodamiento de rodillos cónicos montados simétricamente para el guiado en sentido opuesto.

Rodamientos esféricos

Alta capacidad de soportar cargas radiales, o axiales, en cualquier dirección y cargas combinadas.

También son adecuados para aplicaciones donde se presenten vibraciones y cargas de choque.

Comparación entre tipos de rodamientos

Selección de RodamientosDeben considerarse varios factores:

• Espacio disponible.• Magnitud y dirección de la carga.• Capacidad de soportar momentos flectores.• Capacidad de absorber desalineaciones

angulares.• Limites de velocidad.• Precisión.• Rigidez.• Montaje y desmontaje.• Duración nominal que requiera la aplicación.

Selección de Rodamientos

Selección de Rodamientos

Selección de Rodamientos

Series Normalizadas• Marcan las características técnicas con una

combinación de números y letras, para facilitar las equivalencias entre fabricantes.

• Las más importantes: ISO, DIN, AFBMA.• Los elementos rodantes no están normalizados:

varios tipos y dimensiones según la aplicación.

• Serie de rodamientos: grupo de rodamientos con el mismo diámetro interior, pero diferentes capacidades de carga.

Series Normalizadas12345

• 1: designa el tipo de rodamiento.• 2: indica la serie de anchos.• 3: indica la serie de diámetros.• 45: caracterizan el diámetro interior:

Intervalo 20-480mm: se multiplica por 5Superior a 480mm: se indica directamente.

23996: d. interior = 96x4 = 480mm 239/500: d. interior = 500mm

Para d. interiores < 20mm:

La numeración puede ir precedida o seguida de letras que identifican alguna característica especial del rodamiento.

D. Interior (mm)

10 12 15 17

Nº de serie 00 01 02 03

Juegos en el Rodamiento• El juego radial interno está normalizado según

normas ISO.• Los juegos radiales pueden deberse a:

Deformaciones en los anillos debidas al ajuste en su instalación. Dilataciones debidas a la temperaturaen funcionamiento.

Montaje y DesmontajeLos procedimientos varían según las características del rodamiento y las condiciones del alojamiento del mismo. Pueden usarse:• Procedimientos mecánicos.• Procedimientos hidráulicos.• Procedimientos térmicos: contracción y

dilatación de los materiales.El buen montaje de un rodamiento asegura un buen funcionamiento del mismo, y por tanto, una mayor vida útil.

LubricaciónInfluye directamente en la vida útil del rodamiento.Una buena lubricación:•Reduce el rozamiento y el desgaste.•Evita la corrosión.•Contribuye a la estanqueidad, reduciendo

deterioros debido a la humedad y las partículas sólidas.

•Permite un mejor control de la temperatura.

El intervalo de engrase, tipo y cantidad de lubricante vienen determinados por el tipo de rodamiento y las condiciones de funcionamiento del mismo.

Videos:

•https://www.youtube.com/watch?v=RihQOUNsN9c

•https://www.youtube.com/watch?v=oQ2kVz_PtV4