República Bolivariana de VenezuelaInstituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”Extensión Porlamar

Análisis critico

Rodamiento

Realizado por: Valerio, Joseangel

C.I: 23.591.251

Porlamar, julio del 2015

RODAMIENTO

Rodamiento es la denominación de una pieza que, en algunos países, se conoce como rodaje, rolinera, balero, bolillero o rulemán. Se trata de un cojinete: un elemento que sirve como apoyo a un eje y sobre el cual éste gira.

El rodamiento es el cojinete que minimiza la fricción que se produce entre el eje y las piezas que están conectadas a él. Esta pieza está formada por un par de cilindros concéntricos, separados por una corona de rodillos o bolas que giran de manera libre.

Existen diferentes clases de rodamientos de acuerdo al tipo de esfuerzo que deben soportar en su funcionamiento. Hay rodamientos axiales, radiales y axiales-radiales según la dirección del esfuerzo.

La composición específica de los rodamientos también varía de acuerdo a las necesidades. Hay rodamientos de rodillos, de bolas y de agujas, e incluso distintos tipos de rodamientos adentro de cada grupo.

TIPOS DE RODAMIENTOS

Cada clase de rodamientos muestra propiedades características, que dependen de su diseño y que lo hace más o menos apropiado para una aplicación dada. Por ejemplo, los rodamientos rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas así como cargas axiales pequeñas. Tienen baja fricción y pueden ser producidos con gran precisión. Por lo tanto, son preferidos para motores eléctricos de medio y pequeño tamaño. Los rodamientos de rodillos

cilíndricos pueden soportar cargas radiales muy pesadas y son oscilantes, lo que les permite asumir flexiones del eje, entre dos rodamientos, que soportan un mismo eje. Estas propiedades los hacen muy populares para aplicaciones por ejemplo en ingeniería pesada, donde las cargas son fuertes, así como las deformaciones producidas por las cargas, en máquinas grandes es también habitual cierta desalineación entre apoyos de los rodamientos.

Rodamientos rígidos de bolas

Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atención o mantenimiento en servicio. Estas características, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los más populares de todos los rodamientos.

Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular

El rodamiento de una hilera de bolas con contacto angular tiene dispuestos sus caminos de rodadura de forma que la presión ejercida por las bolas es aplicada oblicuamente con respecto al eje. Como consecuencia de esta disposición, el rodamiento es especialmente apropiado para soportar no solamente cargas radiales, sino también grandes cargas axiales, debiendo montarse el mismo en contraposición con otro rodamiento que pueda recibir carga axial en sentido contrario.

Rodamientos de agujas

Son rodamientos con rodillos cilíndricos muy delgados y largos en relación con su menor diámetro. A pesar de su pequeña sección, estos rodamientos tienen una gran capacidad de carga y son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado. Este tipo de rodamientos es comúnmente muy utilizado en los pedales para bicicletas.

Rodamientos de rodillos cónicos

El rodamiento de rodillos cónicos, debido a la posición oblicua de los rodillos y caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultáneas. Para casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ángulo es muy abierto. Este rodamiento debe montarse en oposición con otro rodamiento capaz de soportar los esfuerzos axiales en sentido contrario. El rodamiento es desmontable; el aro interior con sus rodillos y el aro exterior se montan cada uno separadamente. Son los de mayor aplicación.

Rodamientos de rodillos cilíndricos de empuje

Son apropiados para aplicaciones que deben soportar pesadas cargas axiales. Además, son insensibles a los choques, son fuertes y requieren poco espacio axial. Son rodamientos de una sola dirección y solamente pueden aceptar cargas axiales en una dirección. Su uso principal es en aplicaciones donde la capacidad de carga de los rodamientos de bolas de empuje es inadecuada.

Tienen diversos usos industriales, y su extracción es segura. y así de manera rápida y sencilla se pueden usar cualquier tipo y donde sea los requeridos rodamientos.

Rodamiento axial.

El rodamiento axial de rodillos a rótula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaña del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esférica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineación manual. Debido a la especial ejecución de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaña de guía, los rodillos giran separados de la pestaña por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales, éste puede resistir también cargas radiales. A si mismo la fuerza ejercida es horizontal con la carga aplicada

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Rodamiento de bolas a rótula.

Los rodamientos de bolas a rótula tienen dos hileras de bolas que apoyan sobre un camino de rodadura esférico en el aro exterior, permitiendo desalineaciones angulares del eje respecto al soporte. Son utilizados en aplicaciones donde pueden producirse desalineaciones considerables, por ejemplo, por efecto de las dilataciones, de flexiones en el eje o por el modo de construcción. De esta forma, liberan dos grados de libertad correspondientes al giro del aro interior respecto a los dos ejes geométricos perpendiculares al eje del aro exterior.

Este tipo de rodamientos tienen menor fricción que otros tipos de rodamientos, por lo que se calientan menos en las mismas condiciones de carga y velocidad, siendo aptos para mayores velocidades.´

Rodamientos de rodillos cilíndricos

Rodamiento de rodillos cilíndricos del tipo NUP.

Un rodamiento de rodillos cilíndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestañas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestañas o no.

Según sea la disposición de las pestañas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilíndricos:

Tipo NU: con dos pestañas en el aro exterior y sin pestañas en el aro interior. Sólo admiten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos.

Tipo N: con dos pestañas en el aro interior y sin pestañas en el aro exterior. Sus características similares al anterior tipo.

Tipo NJ: con dos pestañas en el aro exterior y una pestaña en el aro interior. Puede utilizarse para la fijación axial del eje en un sentido.

Tipo NUP: con dos pestañas integrales en el aro exterior y con una pestaña integral y dos pestañas en el aro interior. Una de las pestañas del aro interior no es integral, es decir, es similar a una arandela para permitir el montaje y el desmontaje. Se utilizan para fijar axialmente un eje en ambos sentidos.

Los rodamientos de rodillos son más rígidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran diámetro

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Rodamientos de rodillos a rótula

El rodamiento de rodillos a rótula tiene dos hileras de rodillos con camino esférico común en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineación automática. El número y tamaño de sus rodillos le dan una capacidad de carga muy grande. La mayoría de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino también cargas axiales considerables en ambas direcciones. Pueden ser reemplazados por rodamientos de la misma designación que se dará por medio de letras y números según corresponda a la normalización determinada.

Rodamientos axiales de bolas de simple efecto

El rodamiento axial de bolas de simple efecto consta de una hilera de bolas entre dos aros, uno de los cuales, el aro fijo al eje, es de asiento plano, mientras que el otro, el aro apoyado en el soporte, puede tener asiento plano o esférico. En este último caso, el rodamiento se apoya en una contraplaca. Los rodamientos con asiento plano deberían, sin duda, preferirse para la mayoría de las aplicaciones, pero los de asiento esférico son muy útiles en ciertos casos, para compensar pequeñas inexactitudes de fabricación de los soportes. El rodamiento está destinado a resistir solamente carga axial en una dirección.

Rodamientos de aguja de empuje

Pueden soportar pesadas cargas axiales, son insensibles a las cargas de choque y proveen aplicaciones de rodamientos duras requiriendo un mínimo de espacio axial.

INNOVACIÓN

Los continuos cambios del mercado exigen una permanente innovación en la diversa gama de rodamientos. Cada nueva aplicación cuenta con requisitos específicos (distintos valores de precarga, las cargas al limite de fatiga, etc.). En el diseño de una disposición de rodamientos intervienen diversos factores que no solo determinan el tipo de rodamiento y su tamaño adecuado, sino también los ajustes y juegos internos y la cantidad de lubricante adecuada a cada necesidad.

NuevosRodamientos:

-RodamientosCARB:

Este revolucionario diseño SKF de rodillos amalgama varias virtudes de otros rodamientos unificando en uno, carga axial más elevada, oscilación más pronunciada, mayor capacidad de carga, diámetro de rodillos más pequeños, posibilidad de obturación, menor peso, no existen cargas internas en los rodamientos, elimina las cargas axiales internas derivadas de laexpansión térmicas de los rodillos.Cuando un rodamiento " CARB " esta desalineado, los rodillos encuentran una posición en la que la carga se distribuye por igual en toda su longitud y la capacidad de aguantar la carga es máxima. Así se puede usar este rodamiento con un perfil transversal mas bajo, permitiendo una reducción de tamaño. Las propiedades autoalineables permite que la carcaza sea más delgada, pues las deformaciones bajo carga no resultan un problema.Su medidas reemplaza perfectamente a rodamientos convencionales de rodillo como de bolillas.

-RodamientosEXPLORER

Ingeniería en metalúrgica, ingeniería en proceso, ingeniería en diseño son los elementos intervinientes que han dado como resultado en SKF producir un rodamiento mas limpio de estructura mucho más lograda en todos sus aspectos.Mientras que la performance de las máquinas no varía, los rodamientos explorer del mismo tamaño proveerá el incremento en varias veces la vida útil antes lograda, reducción en el costo de los ciclos de la máquina y por lo tanto un mayor beneficio. El resultado es que el explorer es extremadamente limpio y homogéneo con un mínimo absoluto de inclusiones.Para realizarlos se han concedido nuevos tratamientos de calor juntamente con la limpieza excepcional dando como resultado mayor resistencia al desgaste, comparados con rodamientos tradicionales, manteniendo la buena resistencia a la temperatura y la dureza de los mismos.Como resultado estos nuevos diseños permiten que con igual potencia pueden convertirse en mas compacto, pueden operar a mayor velocidad y andarán mas suavemente, serán más silenciosos y requerirán menos lubricación.

-Rodamientoshíbridos:

Aunque los rodamientos convencionales son conocidos como rodamientos antifricción, ellos aún mantienen una cantidad de fricción en operación.La baja fricción en todas las partes móviles es una de las claves para una buena performance del husillo y en aquellas máquinas que operan a altas revoluciones (más de 20000 r.p.m.).Los rodamientos híbridos de contacto angular con anillos de acero y bolillas cerámicas son un desarrollo reciente y representan rodamientos de alta performance para máquinas con

herramientas a husillo.Estos rodamientos proveen un incremento en la performance en sus principales aspectos:

Duran de 4 a 6 veces más que los rodamientos de alta precisión convencionales. Hace posible la aceleración y desaceleración del husillo de manera extrema,

inalcanzables con rodamientos de bolillas de acero. Precisión y velocidades extremas. La lubricación causará menos problemas, así como las vibraciones.

Jaulaslivianas:

Todos los rodamientos híbridos de contacto angular de alta precisión son ajustados con una jaula de aro exterior centrada de fabricación reforzada en resina fenólica. Estas jaulas han sido diseñadas particularmente livianas en orden de mantener al mínimo la fuerza centrífuga. Están diseñadas para permitir el libre pasaje de lubricante hacia los contactos entre las bolas cerámicas y sus pistas.

MANTENIMIENTO

Para que un rodamiento funcione de un modo fiable, es indispensable que este adecuadamente lubricado al objeto de evitar el contacto metálico directo entre los elementos rodantes, los caminos de rodadura y las jaulas, evitando también el desgaste y protegiendo las superficies del rodamiento contra la corrosión por tanto, la elección del lubricante y el método de lubricaciónadecuados, así como un correcto mantenimiento, son cuestiones de gran importancia.

Inspeccionylimpiezaderodamientos:

Como todas las piezas importantes de un maquina, los rodamientos de bolas y de rodillos deben limpiarse y examinarse frecuentemente. Los intervalos entre tales exámenes dependen por completo de las condiciones de funcionamiento. Si se puede vigilar el estado del rodamiento durante el servicio, por ejemplo escuchando el rumor del mismo en funcionamiento y midiendo la temperatura o examinado el lubricante, normalmente es suficiente con limpiarlo e inspeccionarlo a fondo una vez al año (aros, jaula, elementos rodantes) junto con las demás piezas anexas al rodamiento. Si la carga es elevada, deberá aumentarse la frecuencia de las inspecciones; por ejemplo, los rodamientos de los trenes de laminación se deben examinar cuando se cambien los cilindros.Después de haber limpiado los componentes del rodamiento con un disolvente adecuado (petróleo refinado, parafina, etc) deberán aceitarse o engrasarse inmediatamente para evitar su oxidación.Esto es de particular importancia para los rodamientos de maquinas con largos periodos de inactividad.

Ejrecicios

1. Un rodamiento de bolas de contacto angular, modelo 7210 BE, se lubrica con un aceite de

tipo ISO 32, de viscosidad igual a 32 mm 2 /s (40ºC) y trabaja a tres regímenes:

A è nA = 500 r.p.m.; FrA = 12 kN.; FaA = 14.5 kN. y temperatura operativa de 48º C.En este régimen opera el 60 % del tiempo (q A = 0.6).

B è nB = 1000 r.p.m.; FrB = 8 kN.; FaB = 4 kN. y temperatura operativa de 90º C.En este régimen opera el 20 % del tiempo (q B = 0.2).

C è nC = 2000 r.p.m.; FrC = 3 kN.; FaC = 1 kN. y temperatura operativa de 75º C.

En este régimen opera el 20 % del tiempo (q C = 0.2).

Conociendo que el ambiente está limpio ( hc = 0.8 ), determinar la vida útil ajustada ampliadadel rodamiento, en revoluciones y en horas, para una fiabilidad del 90%.Proponer soluciones para, con las condiciones operativas actuales y sin modificar laviscosidad del lubricante, aumentar la vida útil del rodamiento.

FIABILIDAD 90% 95% 96% 97% 98% 99%Factor de ajuste aF 1 0,62 0,53 0,44 0,33 0,21

2. El elemento mecánico que presenta menos duración de una máquina es un rodamiento debolas del tipo 6004. Determinar como se conseguiría una mayor vida útil de la máquina:utilizando un aceite con el doble de viscosidad del empleado en la actualidad o colocando unrodamiento del tipo 6204, conociendo que las condiciones actuales de la máquina son:

Fr = 1800 N y Fa = 600 N.

n = 2000 r.p.m.

Viscosidad del aceite = 68 mm 2 /s (40ºC).

Temperatura operativa = 80º C

El ambiente está limpio ( hc = 0.8 ).

La vida útil ajustada ampliada del rodamiento seestima para una fiabilidad del 95%.

FIABILIDAD 90% 95% 96% 97% 98% 99%Factor de ajuste a1 1 0,62 0,53 0,44 0,33 0,21