REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICOSANTIAGO MARIOEXT. PORLAMAR

RODAMIENTOS. ELEMENTOS DE MAQUINAS

Realizado por:Angelo RiccioCI:21411273

RODAMIENTOS-En cuanto a lo que rodamientos se refiere, podemos decir que es el conjunto de esferas que se encuentran unidas por un anillo interior y uno exterior, el rodamiento produce movimiento al objeto que se coloque sobre este y se mueve sobre el cual se apoya.Tambin denominadorolinera,balinera, entre otros. es un tipo decojinete, (como se le llama en Guatemala) que es unelemento mecnicoque reduce lafriccinentre unejey las piezas conectadas a ste por medio de rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento.

En cuanto a el elemento rotativo que puede emplearse en la fabricacin del rodamiento, pueden ser: debolas, derodilloso deagujas.En los rodamientos el movimiento rotativo, segn el sentido del esfuerzo que soporta, pueden ser axiales, radiales y axiales-radiales, etc.Un rodamiento radial es el que soporta esfuerzos radiales, que son esfuerzos de direccin normal a la direccin que pasa por el centro de su eje, como por ejemplo una rueda, es axial si soporta esfuerzos en la direccin de su eje, ejemplo en quicio, y axial-radial si los puede soportar en los dos, de forma alternativa o combinada.La fabricacin de los cojinetes de bolas o rodamientos es la que ocupa en tecnologa un lugar muy especial, dados los procedimientos para conseguir la esfericidad perfecta de la bola. Los mayores fabricantes de ese tipo de rodamientos emplean el vaco para tal fin. El material es sometido a un tratamiento abrasivo en cmaras devacoabsoluto. El producto final es casi perfecto, tambin es atribuida la gravedadcomo efecto adverso.Tericamente, estos cojinetes no necesitan lubricacin, ya que las bolas o rodillos ruedan sin deslizamiento dentro de una pista. Sin embargo, como la velocidad de giro del eje no es nunca exactamente constante, las pequeas aceleraciones producidas por las fluctuaciones de velocidad producen un deslizamiento relativo entre bola y pista. Este deslizamiento genera calor. Para disminuir esta friccin se lubrica el rodamiento creando una pelcula de lubricante entre las bolas y la pista de rodadura.

En cuanto al uso de los rodamientos, es importante destacar el Mantenimiento de los mismos.Para que un rodamiento funcione de un modo fiable, es indispensable que este adecuadamente lubricado al objeto de evitar el contacto metlico directo entre los elementos rodantes, los caminos de rodadura y las jaulas, evitando tambin el desgaste y protegiendo las superficies del rodamiento contra lacorrosinpor tanto, la eleccin del lubricante y elmtodode lubricacin adecuados, as como un correcto mantenimiento, son cuestiones de gran importancia. Para limpiar los rodamientos pueden usarse gasolina de lavado, petrleo, alcohol de quemar y detergentes acuosos neutros o alcalinos, Debe tenerse en cuenta que la gasolina de lavado, el petrleo son inflamables y los agentes alcalinos son custicos. Los hidrocarburos dorados corren el peligro de ocasionar incendios, explosiones y descomposiciones adems, son nocivos para la salud. Para limpiar los rodamientos pueden usarse pinceles, cepillos o trapos no deshilachados. Despus del lavado y de la evaporacin del detergente fresco, debe evitarse la corrosin en los rodamientos embalndolos inmediatamente. Si los rodamientos contienen residuos de aceites o grasas, se recomienda una limpieza previa mecnica y un remojo en un detergente altamente alcalino.

A continuacin. Podemos mencionar las cuatro partes esenciales de un rodamiento. Dichas partes son: aro externo, aro interno, elementos rodantes y separador.Aro externo: El anillo exterior est montado en el albergue de la mquina y en la mayora de los casos no rueda. La parte de la trayectoria de los elementos rodantes se llama corredor, y la seccin de los anillos donde los elementos giran, es llamada superficie de rodadura. En el caso de rodamientos de bola, como existen unos surcos o canales provistos para las bolas, a estas tambin se les denomina surcos, canales de rodadura. Los anillos se fabrican normalmente con aceros SAE 52100 endurecido de 60 a 67 Rockwell C.Aro interno: El anillo interno est montado en el rbol de la mquina y en la mayora de los casos est en la parte rodante. El anillo interno esta normalmente comprometido con un eje.Elementos rodantes: Estos elementos pueden ser tanto bolas como rodillos. Existen muchos tipos de rodamientos con variadas formas de rodillos como ser: de bola, rodillo cilndrico, rodillo cilndrico largo, rodamiento de aguja, rodillo trapezoidal y rodillo convexo. Se utilizan tambin materiales como el acero inoxidable, cermicos, monel, plsticos y materiales especiales en caso de trabajo con corrosivos.Separador o jaula: Sirve para guiar los elementos de giro a lo largo de los anillos del rodamiento en una relativa posicin correcta. Existen variadas clases de separadores que incluyen las prensadas (las ms usadas), maquinadas (utilizadas para mayor resistencia o altas velocidades), moldeadas y en forma de clavija o chaveta. Las jaulas se fabrican de bronce o plsticos sintticos. Cubiertas: Todos estos cojinetes pueden obtenerse con cubiertas o protectores en uno o en ambos lados. Las cubiertas no proporcionan un cierre completo, pero s ofrecen proteccin contra la entrada de polvo y suciedad. Una variedad de cojinetes se fabrica con sellos hermticos en uno o en ambos lados. Cuando los sellos estn en ambos lados, los cojinetes se lubrican en la fbrica. Aunque se supone que un cojinete sellado tiene lubricacin por toda la vida, algunas veces se proporciona un medio para su re- lubricacin.

Aqu las partes de un cojinete tipo bolas. Ejemplo

Los Rodamientos generalmente vienen lubricados en la parte interior que es lo que permite el deslizamiento del mismo; El Solid Oil es unamatrizde polmero saturada de aceite lubricante que rellena el espacio interior del rodamiento por completo y encapsula la jaula y los elementos rodantes. El Solid Oil utiliza la jaula como un elemento de refuerzo y gira con l. Al soltar el aceite, el Solid Oil proporciona as una buena lubricacin a todos aquellos elementos rodantes y a los caminos de rodadura durante el funcionamiento. El material del polmero tiene unaestructuraporosa con millones de micro-poros que retienen el aceite lubricante. Los poros son tan pequeos que el aceite se retiene debido a la tensin de la superficie. El aceite representa una media del 70% del peso del material.El Solid Oil tiene ventajas nicas: Mantiene el aceite en su sitio Proporciona al rodamiento ms aceite que la grasa Protege contra aceites contaminantes No necesita mantenimiento pues no se relubrica No necesita retenes No daa el medio ambiente Resistente a agentes qumicos Puede soportar grandes fuerzas "g"

Aplicaciones del Solid Oil:Papeleras- Equipamientos para nieve y hielo.- Acoplamientos accionados neumticamente.- Gras y transportadores.- Mezcladoras.- etc...

Tipos de rodamientos-

Cada clase de rodamientos muestra propiedades caractersticas, que dependen de su diseo y que lo hace ms o menos apropiado para una aplicacin dada. Por ejemplo, los rodamientos rgidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas as como cargas axiales pequeas. Tienen baja friccin y pueden ser producidos con gran precisin. Por lo tanto, son preferidos para motores elctricos de medio y pequeo tamao. Los rodamientos de rodillos cilndricos 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.

Entre ellos algunos ejemplos y definiciones:Rodamientos rgidos de bolas

Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fciles de disear, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atencin o mantenimiento en servicio. Estas caractersticas, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los ms 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 presin ejercida por las bolas es aplicada oblicuamente con respecto al eje. Como consecuencia de esta disposicin, el rodamiento es especialmente apropiado para soportar no solamente cargas radiales, sino tambin grandes cargas axiales, debiendo montarse el mismo en contraposicin con otro rodamiento que pueda recibir carga axial en sentido contrario.

Rodamientos de agujas

Son rodamientos con rodillos cilndricos muy delgados y largos en relacin con su menor dimetro. A pesar de su pequea seccin, 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 comnmente muy utilizado en los pedales para bicicletas.

Rodamientos de rodillos cnicos

El rodamiento de rodillos cnicos, debido a la posicin oblicua de los rodillos y caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultneas. Para casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ngulo es muy abierto. Este rodamiento debe montarse en oposicin 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 aplicacin.

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

Rodamientos axiales de rodillos a rtula

El rodamiento axial de rodillos a rtula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaa del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esfrica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineacin manual. Debido a la especial ejecucin de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaa de gua, los rodillos giran separados de la pestaa 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, ste puede resistir tambin cargas radiales. As mismo la fuerza ejercida es horizontal con la carga aplicada.

Rodamientos de bolas a rtula

Los rodamientos de bolas a rtula tienen dos hileras de bolas que apoyan sobre un camino de rodadura esfrico 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 construccin. De esta forma, liberan dosgrados de libertadcorrespondientes al giro del aro interior respecto a los dos ejes geomtricos perpendiculares al eje del aro exterior.Este tipo de rodamientos tienen menor friccin 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 aguja de empujePueden soportar pesadas cargas axiales, son insensibles a las cargas de choque y proveen aplicaciones de rodamientos duras requiriendo un mnimo de espacio axial.

Rodamientos de rodillos cilndricos

Rodamiento de rodillos cilndricos del tipo NUP.Un rodamiento de rodillos cilndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestaas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestaas o no.Segn sea la disposicin de las pestaas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilndricos: Tipo NU: con dos pestaas en el aro exterior y sin pestaas en el aro interior. Slo admiten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos. Tipo N: con dos pestaas en el aro interior y sin pestaas en el aro exterior. Sus caractersticas similares al anterior tipo. Tipo NJ: con dos pestaas en el aro exterior y una pestaa en el aro interior. Puede utilizarse para la fijacin axial del eje en un sentido. Tipo NUP: con dos pestaas integrales en el aro exterior y con una pestaa integral y dos pestaas en el aro interior. Una de las pestaas 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 ms rgidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran dimetro.

Rodamientos de rodillos a rtulaEl rodamiento de rodillos a rtula tiene dos hileras de rodillos con camino esfrico comn en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineacin automtica. El nmero y tamao de sus rodillos le dan una capacidad de carga muy grande. La mayora de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino tambin cargas axiales considerables en ambas direcciones. Pueden ser reemplazados por rodamientos de la misma designacin que se dar por medio de letras y nmeros segn corresponda a la normalizacin determinada.

Rodamientos axiales de bolas de simple efectoEl 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 esfrico. En este ltimo caso, el rodamiento se apoya en una contra placa. Los rodamientos con asiento plano deberan, sin duda, preferirse para la mayora de las aplicaciones, pero los de asiento esfrico son muy tiles en ciertos casos, para compensar pequeas inexactitudes de fabricacin de los soportes. El rodamiento est destinado a resistir solamente carga axial en una direccin.

Ejemplo. EJERCICIO: Vida nominal bsica y vida nominal SKFUn rodamiento rgido de bolas SKF Explorer6309 debe funcionar a 3000rpm bajo una carga radial constanteFr= 10kN. Se debe usar lubricacin con aceite; el aceite tiene una viscosidad cinemtica real = 20mm2/s a una temperatura de funcionamiento normal. La confiabilidad deseada es de90% y se supone que las condiciones de funcionamiento son muy limpias. Cul sera la vida nominal bsica y la vida nominal SKF?

a) La vida nominal bsica para una confiabilidad de90% es

De la tabla de productos para los rodamientos6309, C = 55,3kN. Debido a que la carga es puramente radial, P = Fr= 10kN (carga dinmica equivalente). Por lo tanto, en millones de revoluciones

o en horas de funcionamiento

b) La vida nominal SKF para una confiabilidad de90% es

Debido a que es necesario contar con una confiabilidad de90%, se debe calcular la vida L10my a1=1. De la tabla de productos para los rodamientos6309, dm= 0,5 (d + D) = 0,5 (45 + 100) = 72,5mm La viscosidad nominal del aceite a una temperatura de funcionamiento para una velocidad de 3000rpm, 1= 8,15mm2/s. Por lo tanto, = /1= 20/8,15 = 2,45 De la tabla de productos Pu= 1,34 kN y Pu/P = 1,34/10 = 0,134. Como las condiciones son muy limpias, c= 0,8 y c(Pu/P) = 0,107. Con = 2,45 y usando la escala SKF Explorer, se obtiene el valor deaSKF= 8. Luego, segn la ecuacin de la vida nominal SKF, en millones de revoluciones

o en horas de funcionamiento utilizando