Cojinetes axiales, grupo de medidas 3 (series semipesadas)

Rodamientos - Anillos de fieltro

Rodamientos Grupo de. medidas 3 (series semipesadas)

Rodamientos

Rozamiento, lubricación y temperatura del cojinete

El trabajo de rozamiento, o trabajo perdido, se compone, en los cojinetes de rodamiento: 

1. De la resistencia a la rodadura, que, principalmente, consiste en un rozamiento interior (amortiguación por el material), o sea, una pérdida de energía por deformación elástica de los cuerpos rodantes; 

2. Del adicional rozamiento por deslizamiento sobre las superficies de rodadura, debido a no coincidir las superficies de contacto con los ejes instantáneos de rotación (Figura 14/10);

Capacidad de carga - V

Influencias diversas. El sencillo cálculo corriente de la duración no tiene en cuenta la considerable influencia, del jue.jo radial del cojinete (') sobre la distribución de esfuerzos, y. por tanto, sobre la duración. La práctica ha enseñarlo lo siguiente al respecto: 

a) En caso de cania transversal pura disminuye la presión máxima sobre los cuerpos rodantes, al disminuir el juego radial, ya que entonces la distribución de la carga sobre os cuerpos rodantes es menos desigual. El número r, de cuerpos rodantes que se considera «soportan » la carga aumenta respecto al número considerado para el cálculo de la duración de los cojinetes radiales (z1 = z/5). Al ser grande la carga transversal, es por consiguiente, ventajoso para la duración disponer de un juego rad M lo mas pequeño posible, e incluso aplicar al cojinete una tensión previo « aproximarlo. Axialmente. 

b) En caso de carga axial para sobre un cojinete radial rígido, la presión máxima que tienen que soportar los cuerpos rodantes disminuye al aumentar el juego radial respecto al valor normal, va que entonces los cuerpos rodantes presionan contra la superficie de rodadura con un menor ángulo fi de carga. Al existir, por consiguiente, notables esfuerzos longitudinales, es ventajoso para la duración un mayor juego radial

Capacidad de carga - IV

Capacidad de carga - III

Capacidad de carga - II

Capacidad de carga - I

Símbolos

Capacidad de carga dinámica. 

Si se disminuye la carga P soportada por un cojinete de rodamiento, cuyo anillo exterior o interior gira, aumentará su duración L. La capacidad de carga dinámica es. por consiguiente, una función de la duración. Según los ensayos efectuados por los fabricantes de los cojinetes de rodamiento, resulta L - (1 P)\ o sea, que a una carga 0,5 veces menor le corresponde una duración ,S veces mayor. Si se hacen girar a la misma velocidad 100 cojinetes iguales, soportando la misma carga, la duración alcanzada varia aún en la relación de l : 30, o sea, que el primer cojinete follará después de t millón de revoluciones, y, en cambio, el último aguantara hasta los M) millones de revoluciones. Se ha fijado (DIN 622) que la «duración » indicada debe ser alcanzada por el 00 <>0 de los cojinetes, mientras que el 10 % restante puede fallar antes. En particular peligra la superficie de rodadura que peor se adapte a la superficie de los cuerpos rodantes, o sea, en los cojinetes radiales a rótula la superficie de exterior, v en los demás cojinetes radiales, la interior. Al haber carga perfecta, el anillo interior de un cojinete radial gira con relación a la dirección de la carga, de manera que el punto ele máxima solicitación en el anillo interior cambia continuamente; al haber « carga puntual en cambio, el anillo interior no varia su posición respecto a la dirección de la carga, de manera que la solicitación máxima se halla siempre en el mismo punto del anillo interior (lo cual es peor). La «capacidad de base C ♦ (kg), mencionada en las tablas de cojinetes de rodamiento, es, según DIN 622, la carga dinámica admisible para una duración del cojinete del millón de revoluciones {I. = 1).

Cojinetes - VI

Normas DIN referentes a rodamientos

9. Inconvenientes. 1. Muy temido es el recalentamiento, y más aún la inmovilización de los cojinetes provocados por un agarrotamiento en los mismos (por un ajuste demasiado apretado o por dilataciones térmicas), por cuerpos extraños (por ejemplo, polvo producido por el desgaste), por exceso o defecto de lubricante. 2 Rumores crecientes o trepidaciones provocadas por cuerpos extraños en el cojinete, debidos a un ajuste demasiado apretado o, por haber demasiado juego radial, o por falta de lubricación: sin embargo, son determinados principalmente por defectos en la superficie de rodadura, como huellas plásticas o «estriado» de la superficie de rodadura, originado, sobre todo, por golpes y sacudidas cuando el cojinete esta parado: además por formación de « cráteres » cuando hay paso de corriente eléctrica, por « corrosión » de la superficie de rodadura; en fin, lo más frecuente es que sean provocados por los fenómenos corrientes de envejecimiento, como formación de alveolos y « escamas » en la superficie de rodadura. La formación prematura de alvéolos indica que el cojinete está sobrecargado, v la unilateral defecto de montaje (que provocan agarrotamiento unilateral) o carga unilateral, por ejemplo, como consecuencia de flexiones del eje o debido a dilataciones térmicas. 3. Fenómenos de desgaste, por ejemplo, en las caras frontales de los rodillos, en los rebordes y en las jaulas. 4. Defectos del material y de fabricación. por ejemplo, grietas de temple o de rectificado excesivo juego o defectos de ajuste

Cojinetes - V

Montaje. Es importante la exactitud en los ajustes (>) (evitar agarrotamientos) El anillo míe. gira respecto a la dirección de. la carga, debe tener un evento /yo (lo mejor es a justarlo a unos 70° C): el otro anillo puede tener un asiento movible La f.gura 145 muestra el montaje de los anillos sobre el árbol. En caso de sustenlacwn mrJUple (figura 14/6) hay que considerar atentamente cuál de los cojinetes debe «guiar» y cual debe a £ tremente (en atención a la dilatación térmica). Al lado 

De aceite, el cuerpo rodante más bajo debe estar sumergido sólo hasta su mitad en el aceite (de lo contrario aumenta el calentaiento)Hay que prever juntas para impedir que entre polvo (fig14/6 y 15/9, pag 320)Al montar o desmontar el cojinete de rodamiento u otras piezas sobre el eje, debe cuidarse que los cuerpos rodantes reciban golpes.

Cojinetes - IV

Cojinetes - III

Cojinetes - II

3. Construcción. Un cojinete completo^ rodamiento consta, según las figuras 14/2 a 14/4, de 2 anillos v de los elementos rodantes dispuestos entre aquellos; dichos elementos están separados entre sí y se mantienen en su lugar gracias a una jaula de un material más blando. Como cuerpos rodantes se emplean bolas, rodillos, barriletes y agujas, según la figura 14/1. La configuración de los diversos tipos de cojines puede verse en las figuras 14/2 a 14/4. Las condiciones constructivas para el movimiento de rodadura para se dan en la figura 14/10

Cojinetes - I

Rodamientos 

Generalidades 

I. Propiedades. En comparación con los cojinetes de fricción, cabe destacar: a) El rozamiento de arranque mucho menor — el coeficiente ele rozamiento de arranque vale, aproximadamente. 0.02 en vez de 0.12 — y la menor influencia del nú- mero de revoluciones sobre el rozamiento. 

b) La lubricación continua sencilla y casi exenta de entretenimiento. junto con un ronsumo mucho menor de lubricante. 

c) El menor desarrollo de calor, a igualdad de carga. 

d) La. en general, mayor fuerza portante por centímetro de anchura de cojinete. 

e) La supresión del tiempo de rodaje y de la influencia del material del que esta hecho el árbol. 

f) La amplia normalización de las dimensiones, de la calidad, de la carga admisible y de la duración, junto con la esmerada construcción en fábricas especializadas y las ventajas que así resultan en lo referente a su empleo y a la adquisición de recambios.

2. Límites de su empleo. A pesar de las ventajas enumeradas, los cojinetes de fricción son preferibles a los de rodamiento en determinados casos: por ejemplo, cuando molesta el ruido del cojinete v cuando son de esperar fuertes sacudidas en reposo, por ejemplo, en las máquinas de reserva; cuando se trata de cojinetes partidos, de cojinetes de empuje transuersal (¡randas que giran a poca velocidad (por el precio relativa- mente elevado v el gran diámetro exterior de los cojinetes de rodamiento), y en los cojinetes de empuje muy cargados de generadores y turbinas (más de 200 lons.). En los casos en que el cojinete deba presentar un juego muy pequeño (en maquinas herramientas), no existe todavía un criterio definitivo que permita elegir entre ambas clases de cojinetes. Véase el número admisible de revoluciones en la tabla 14/1.

Resistencia a la rodadura

Al hacer rodar un cuerpo, por ejemplo, una rueda de diámetro D, (mm) sobre un camino de rodadura rectilíneo (fig. 13.7 a), hay que vencer una resistencia a la deformación que es proporcional a la carga P0 (kg). El momento de g.ro que hay que

Carga admisible - IV

Tratándose de movimiento compuesto de deslizamiento y rodadura como el «pie se presenta en las ruedas dentadas, tenemos que la resistencia del material a la rodadura en el flanco con deslizamiento « negativo » (por ejemplo, en el pie del diente), es mezamiento. Para la mejor representación de las tensiones originadas en el proceso, hemos de añadir que el flanco afectado de deslizamiento negativo entra en la zona de la presión de rodadura con una tensión adicional de tracción tangencial mientras que el tensión tangencial de compresión

Carga admisible - III

Carga admisible - II

De aquí resultan los valores pv de la tabla 13/3 y los k0 de la 13/4, unos y otros para diferente adaptación, los cuales se han utilizado últimamente para fijar la capacidad de carga estática de los cojinetes de rodamiento. En caso de movimiento rota- torio de los mismos, en ciertos casos son superados hasta en un 100 %. Un tal exceso parece soportable especialmente tratándose de contacto puntual, ya que en este caso la deformación plástica aumenta la adaptación y disminuye, por tanto, el esfuerzo local. Para la carga de las cuchillas de balanza y de sus bases de apoyo se fija, por milimetro de longitud portante, hasta 0,2 kg. en balanzas de precisión, hasta 10 kg en balanzas medias, hasta 100 kg para las pesadas v hasta 200 kg en las cuchillas de las máquinas de ensayo de tracción. En realidad/Ta carga admisible es aquí también una Cuestión de la presión de rodadura o sea, del redondo de la cuhulla y de su base de apoyo, según lo cual una sobrecarga tendrá como consecuencia una deformación plástica y por tanto, una acomodación automática de redondeamiento. La tabla 13.5 aporta valores de referencia para algunos y redondeamientos de las cuhillas y los apoyos de acuerdo con la figura 13.4 Para las dimenseiones exteriores de unas y otros

Carga admisible - I

1. Carga estática admisible. Se pueden comprimir cuerpos rodantes unos contra otros es un maquina de ensayos y en la superficie de contacto originada medir la aproximación elástica y la permanente de dichos cuerpos y expresarlas en relación con la carga; ademas pueden observarse, para cargas deficientes las modalidades de estado que se van produciendo sucesivamente

Otra cuestión es. sin embargo, la de qué señal característica es decisiva en cuanto al límite de carga y en qué dependencia se halla con la carga, o bien con F. con la adaptación v con la resistencia del material. En casos particulares importa saber qué (Información plástica puede considerarse admisible. Hasta ahora no se ha conseguido una determinación exacta de la fuerza de carga en el límite de elasticidad (deformación plástica = 0. para diversas formas de contacto y adaptación), ya que la transición es casi imperceptible.

Esfuerzo - III

Esfuerzo - II

Esfuerzo - I

Si un sistema de rodadura se carga normalmente al plano de contacto (figs 13/2) en el lugar de dicho contacto se produce un aplanamiento que cuando aquél es puntual tiene forma circular o elíptica y cuando es lineal, forma de rectángulo Las dimensiones y el esfuerzo de las áreas de presión pueden calcularse por medio de las ecuaciones de Hertz. En rigor, solo son validas para materiales homogéneos dentro de los límites de elasticidad, o bien de proporcionalidad, así como cuando la superficie de contacto es muy pequeña en comparación con el diámetro del cuerpo rodante y cuando la carga es puramente normal (no tangencial) a la misma. Sim embargo, según los experimentos de Stribck, Weibull y otros, realizados con cuerpos rodantes de acero, tienen una validez mucho mas amplia