En particular, se conoce que en piezas que trabajan a
bajas velocidades o en oscilación pueden producirse
deformaciones permanentes en los elementos rodantes y
caminos de rodadura de los cojinetes de rodamiento.
Estas deformaciones pueden ocurrir bajo cargas
estáticas de magnitud moderada y pueden aumentar
gradualmente con el crecimiento de la carga.
A menudo, es poco práctico establecer deformaciones
permisibles probando el cojinete en aplicaciones
específicas, por lo que son establecidos patrones de
referencia. Las experiencia muestra que una deformación permanente total de 0.0001 del diámetro
del elemento rodante, en el centro del contacto
elemento/camino de rodadura más fuertemente cargado,
puede ser tolerada en muchas aplicaciones de los
cojinetes sin afectar su funcionabilidad del cojinete. Por
consiguiente, una definición racional de capacidad
nominal de carga estática establecerá una magnitud de
carga que produzca aproximadamente esta deformación.
Como resultado, se requiere de una norma que
especifique los procedimientos y relaciones para
calcular la capacidad nominal de carga estática y la
capacidad de carga estática equivalente para los
cojinetes de rodamiento dentro de los rangos del tamaño
de mayor aceptación en las máquinas modernas,
fabricados con acero endurecido de buena calidad, de
acuerdo con la buena práctica industrial y con un diseño
convencional de la forma de rodamiento de las
superficies en contacto.
Leomar Marcano
15-06-2011 22:16
los cojinetes de rodamientos requieren una conciliación entre dimensiones y capacidad de trabajo que facilite la intercambiabilidad de este elemento entre diferentes productores y posibilite un racional empleo de este multifuncional componente mecánico.
La selección de un cojinete de rodamiento para una aplicación se fundamenta en la elección del tipo de rodamiento y el tamaño. Para elegir el tipo de
rodamiento se toma en consideración la magnitud y
dirección de las cargas, la autoalineación necesaria y las
formas de montaje y desmontaje, entre otros aspectos,
en cambio para establecer el tamaño del rodamiento se
toman en cuenta los criterios de cálculo que permiten
prever el deterioro o alargar el plazo de servicio sin que
se manifieste el desperfecto, motivo por el cual se
emplean como criterios fundamentales para la selección
del tamaño los criterios de capacidad de carga estática y
capacidad de carga dinámica.
Leomar Marcano
15-06-2011 22:07
Si un cojinete tiene un defecto tal como una grieta en
uno de sus aros (falla local), habrá un impacto cada vez
que los elementos rodantes pasen sobre él. Esos
impactos excitan las frecuencias resonantes del cojinete
y del bloque que lo soporta, de la misma forma que una
campana suena cuando es golpeada. Esto resulta en una
serie de “golpes resonantes” muy cortos que suceden a
la frecuencia de paso de las piezas rodantes.
Leomar Marcano
15-06-2011 22:06
Las principales causas de fallas de los cojinetes, falla de
lubricación, fatiga, suciedad, corrosión, corrientes
eléctricas, precarga excesiva, vibraciones, montaje
incorrecto y altas temperaturas, entre otros, y la
aparición de los defectos puede acortar
significativamente su tiempo de vida. Las fallas ocurren
cuando la acumulación de desperfectos causa
atascamientos, calentamientos, etc., llevando a la
pérdida del cojinete.
Gissel Rivas
15-06-2011 14:17
CÁLCULO DE CARGAS PARA UN RODAMIENTO
CARGA RADIAL DINÁMICA EQUIVALENTE:
•Para rodamientos de bolas con contacto angular y radial y para rodamientos de rodillo radiales con cargas axiales y radiales constantes
Pr = (X Fr + Y Fa). fd
•Para rodamientos de rodillo radiales con a = 0 y sujetos únicamente a carga radial
Pr = Fr fd
CARGA AXIAL DINÁMICA EQUIVALENTE:
•Para rodamientos axiales de bolas y rodamientos axiales de rodillos con a ≠ 0
Pa = (X Fr + Y Fa). fd
•Los rodamientos axiales de bolas y de rodillos con a = 90 grados sólo pueden soportar cargas axiales.
Pa = Fa fd
CARGA RADIAL ESTÁTICA EQUIVALENTE:
•Para rodamientos de bolas con contacto radial y angular es el mayor de los dos valores dados por
P0r = X0 Fr + Y0 Fa
P0r = Fr
CARGA AXIAL ESTÁTICA EQUIVALENTE:
•Para rodamientos axiales de bolas y de rodillos
P0a = X0 Fr + Y0 Fa
CARGA EQUIVALENTE RESULTANTE
•Cuando la carga del rodamiento es constante
P = Pr o P = Pa
•Cuando la carga del rodamiento no es constante durante la vida útil
SIGNIFICADO DE LAS VARIABLES UTILIZADAS:
Fa carga axial del rodamiento = componente axial de la carga real del rodamiento, [lbfuerza, N]
Fr carga radial del rodamiento = componente radial de la carga real del rodamiento, [lbfuerza, N]
Pr carga radial dinámica equivalente, [lbfuerza, N]
Por carga radial estática equivalente, [lbfuerza, N]
Pa carga axial dinámica equivalente, [lbfuerza, N]
Poa carga axial estática equivalente, [lbfuerza, N]
X factor de carga radial dinámica
X0 factor de carga radial estática
Y factor de carga axial dinámica
Y0 factor de carga axial estática
P exponente para determinar la vida útil
fd factor de fuerzas adicionales
i índice del periodo de vida útil de servicio
ni rotaciones del periodo de vida útil de servicio
ti la duración del periodo de vida útil de servicio , la carga del rodamiento Pi y las rotaciones ni son constantes
Pi carga radial o axial equivalente del periodo de vida útil de servicio (dependiendo del tipo de rodamiento)
Gissel Rivas
15-06-2011 13:40
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE UN LUBRICANTE
•VISCOSIDAD
Propiedad más importante de un fluido, siendo la resistencia que presenta el mismo a fluir. Un fluido de baja viscosidad, en las mismas condiciones de presión y temperatura, fluirá más fácilmente que otro de mayor viscosidad. Entre mayor sea la viscosidad, mayor será la resistencia interna que ofrece el lubricante.
•CONSISTENCIA en el caso de las grasas
La consistencia es el grado de rigidez de una grasa. Se clasifica de acuerdo al Nacional Lubricating Grease Institute (NLGI) esta clasificación es aceptada universalmente.
•CAPACIDAD DE FORMACIÓN DE PELÍCULA
Los factores determinantes más importantes del espesor de la película son la velocidad de rotación (en el caso de cojinetes), la temperatura y la viscosidad. Otro factor importante es la vida de servicio requerida.
Gissel Rivas
15-06-2011 12:55
RECOMENDACIONES PARA EL MANTENIMENTO DE RODAMIENTOS
•Las grasas deben permanecer en sus envases originales hasta que se usen y nunca se han de dejar destapadas o abiertas.
•Las herramientas de lubricación, envases, pistolas, entre otras, se han de lavar con disolventes limpios y secar antes de usarlos. La grasa captará rápidamente el polvo y las partículas dañinas del ambiente de trabajo.
•Nunca deben usarse espátulas de madera para sacar la grasa de los tambores o contenedores, debido al riesgo de contaminación.
•Cuando se lubrica un rodamiento, lo primero que hay que hacer es limpiar el engrasador y la zona que lo rodea.
•La grasa utilizada para la relubricación debe cumplir los mismos requisitos de limpieza que la grasa original.
•La grasa empleada para la lubricación de los rodamientos debe ser de una calidad alta y continua.
•El aceite nuevo se debe filtrar preferiblemente antes de suministrarlo a la disposición de rodamiento.
•En los sistemas de circulación de aceite también se pueden instalar filtros en las posiciones adecuadas para eliminar la contaminación que se produce en la aplicación.
Gissel Rivas
15-06-2011 12:51
IMPORTANCIA DEL MANTENIMIENTO DE LOS RODAMIENTOS
La limpieza tiene una gran importancia para el rendimiento correcto de los rodamientos, esto se refleja en el alargamiento de la vida del rodamiento, donde la influencia de la contaminación en la fatiga del rodamiento depende de cierto número de parámetros, incluyendo el tipo y el tamaño del rodamiento, el espesor relativo de la película de lubricante y el tamaño, dureza y distribución de las partículas contaminantes sólidas.
Por consiguiente, es importante lubricar los rodamientos con grasa o aceites limpios y que el lubricante se mantenga limpio durante el funcionamiento. Esto significa que la disposición de obturación en una aplicación del rodamiento que tiene que impedir de forma eficaz que entren contaminantes externos.
Gissel Rivas
15-06-2011 12:26
PRINCIPIOS PARA LA SELECCIÓN DE RODAMIENTOS
Los componentes adyacentes a éstos como son el eje y el soporte, forman una parte integral de la disposición completa de rodamientos. La importancia del lubricante y las obturaciones no tiene límite. Para que un rodamiento funcione a pleno rendimiento, debe estar lubricado adecuadamente y protegido contra la corrosión y la entrada de contaminantes. La limpieza tiene una gran influencia sobre la vida útil de un rodamiento.
Para diseñar una disposición de rodamientos es necesario que sea adecuado:
•seleccionar el tipo de rodamiento
•determinar un tamaño de rodamiento
•la forma y el diseño de los demás componentes de la disposición
•los ajustes y el juego interno o la precarga del rodamiento
•los mecanismos de fijación
•las obturaciones apropiadas
•el tipo y la cantidad de lubricante
•los métodos de montaje y de desmontaje utilizados
•otros aspectos
Cada decisión individual afecta el rendimiento, la fiabilidad y la rentabilidad de la disposición de rodamientos.
Cuando se carece de experiencia, cuando se plantean requisitos especiales, o cuando hay que prestar especial atención a los costes de la disposición de rodamientos, el diseño requiere mas trabajo, como por ejemplo, la realización de cálculos y pruebas de mayor precisión.
Julio Cesar Nuñez
15-06-2011 10:27
El factor más importante para establecer las características de rendimiento del cojinete lo constituye a menudo el método de engrase y la cantidad del mismo. Por ejemplo, al faltar el lubricante, el gorrón y el cojinete frotan uno contra el otro en seco. La fricción y el desgaste son relativamente altos, el coeficiente de rozamiento de un ele de acero al frotar con un cojinete de bronce, por ej., puede ser en seco de 0.3. Si están lubricados. aunque sólo sea en pequeña cantidad, el aceite se reparte por las superficies y, según sea su composición química. el coeficiente puede ser reducido a 0.1. Si el cojinete se engrasa en abundancia, de manera que haya incluso un exceso, es posible lograr una película de presión constante en el espacio libre. Estas presiones pueden ser suficientes para soportar una carga considerable y mantener separadas las superficies flotantes del cojinete Éste es el tipo de cojinete clásico de un cigüeña de motor de automóvil. Las presiones de estos cojinetes alcanzan y exceden los 175 kg/cm, y con algún cuidado las piezas duran casi indefinidamente. siempre que el aceite esté limpio y libre de partículas abrasivas y que los materiales no se deterioren por fatiga, desgaste o corrosión.
