REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR

PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSIÓN COL - SEDE CIUDAD OJEDA

ESCUELA: INGENIERIA EN MANTENIMIENTO MECANICO

ANALISIS CRÍTICO

Realizado por:

Jonathan, Díaz

C.I.25.691.072

Ciudad Ojeda, 07 de Mayo de 2016

ANALISIS CRÍTICO

Los rodamientos son 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. Los rodamientos se

denominan también cojinetes no hidrodinámicos. Teóricamente, estos cojinetes

no necesitan lubricación, 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 pequeñas aceleraciones producidas por las

fluctuaciones de velocidad producen un deslizamiento relativo entre bola y

pista. Este deslizamiento genera calor.

Para disminuir esta fricción se lubrica el rodamiento creando una película de

lubricante entre las bolas y la pista de rodadura. Las bolas, en su trayectoria

circular, están sometidas alternativamente a cargas y descargas, lo que

produce deformaciones alternantes, que a su vez provocan un calor de

histéresis que habrá que eliminar. Un rodamiento o cojinete está conformado

por las siguientes partes:

Aro externo: El anillo exterior está montado en el albergue de la máquina y

en la mayoría de los casos no rueda. La parte de la trayectoria de los

elementos rodantes se llama corredor o raceway, y la sección de los anillos

donde los elementos giran, es llamada superficie de rodadura o

racewaysurface.

Aro interno: El anillo interno está montado en el árbol de la máquina y en la

mayoría de los casos está 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 cilíndrico, rodillo cilíndrico largo, rodamiento de aguja, rodillo

trapezoidal y rodillo convexo. Se utilizan también materiales como el acero

inoxidable, cerámicos, monel, plásticos 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 posición correcta. Existen variadas clases

de separadores que incluyen las prensadas (las más usadas), maquinadas

(utilizadas para mayor resistencia o altas velocidades), moldeadas y en forma

de clavija o chaveta. Debido a su menor resistencia a la fricción en

comparación con los anillos y elementos rodantes, los rodamientos con

separadores son más convenientes para trabajar bajo rotaciones de alta

velocidad. Las jaulas se fabrican de bronce o plásticos sintéticos (que trabajan

mejor a altas velocidades con un mínimo de fricción y ruido). En los cojinetes

de costo relativamente bajo algunas veces se omite el separador, pero este

tiene una función importante de evitar el contacto de los elementos rodantes a

fin de que no ocurra rozamiento entre ellos.

Cubiertas: Todos estos cojinetes pueden obtenerse con cubiertas o

protectores en uno o en ambos lados. Las cubiertas no proporcionan un cierre

completo, pero sí ofrecen protección contra la entrada de polvo y suciedad.

Una variedad de cojinetes se fabrica con sellos herméticos en uno o en ambos

lados. Cuando los sellos están en ambos lados, los cojinetes se lubrican en la

fábrica. Aunque se supone que un cojinete sellado tiene lubricación por toda la

vida, algunas veces se proporciona un medio para su re- lubricación.

Funcionalidad de los rodamientos: El principio básico de funcionamiento de

un rodamiento, radica en la reducción de la magnitud de la fuerza de

rozamiento con la superficie base, introduciendo elementos rodantes

pequeños, en consecuencia la fuerza de fricción opuesta al movimiento es

mucho menor. Al introducir elementos rodantes se hace posible facilitar el

movimiento entre los elementos en contacto por las características de rodadura

propias de estos. Muchas veces, debido a esta circunstancia, estos elementos

son llamados “cojinetes antifricción “pero en realidad la fricción se halla siempre

presente aunque en menor magnitud.

Características de los rodamientos

Cada tipo 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 esféricos

pueden soportar cargas radiales muy pesadas y son oscilantes, lo que les

permite asumir flexiones del eje, y pequeñas desalineaciones 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.

Entre los tipos de rodamientos tenemos:

Rodamientos rígidos de bolas Robustos, versátiles y silenciosos. Pueden

funcionar a altas velocidades y son fáciles de montar. Los rodamientos de una

hilera también están disponibles en versione sobturadas; están lubricados de

por vida y no necesitan mantenimiento. Los rodamientos de una hilera con

escote de llenado y los de dos hileras son adecuados para cargas pesadas.

Rodamientos de bolas a rótula Insensibles a la desalineación angular.

También disponibles en versiones obturadas y lubricadas de por vida, para un

funcionamiento sin mantenimiento. Los rodamientos montados en manguitos

de fijación y alojados en soportes de pie SKF proporcionan unas disposiciones

económicas.

Rodamientos de sección estrecha Son compactos, rígidos y ahorran

espacio. Pueden soportar cargas combinadas. Una variedad de diseños ISO y

de sección fija ofrece gran flexibilidad para diseñar disposiciones de bajo peso

y bajo rozamiento. También disponibles en versiones obturadas para un

mantenimiento sencillo.

Rodamientos de rodillos cilíndricos Pueden soportar pesadas cargas

radiales a altas velocidades. Los rodamientos de una hilera del diseño

geometría interna optimizada que aumenta su capacidad de carga radial y

axial, reduce su sensibilidad a la desalineación y facilita su lubricación. Los

rodamientos completamente llenos de rodillos incorporan el máximo número de

rodillos y no tienen jaula. Están diseñados para cargas muy pesadas y

velocidades moderadas.

Rodamientos de rodillos a rótula Robustos rodamientos autoalineables que

son insensibles a la desalineación angular. Ofrecen una gran fiabilidad y larga

duración incluso en condiciones de funcionamiento difíciles. Montados en

manguitos de fijación o de desmontaje y alojados en soportes de pie SKF,

proporcionan unas disposiciones de rodamientos económicas. También

disponibles con obturaciones para un funcionamiento libre de mantenimiento.

Rodamientos de agujas Su baja sección transversal les hace adecuados para

espacios radiales limitados. Pueden soportar cargas radiales pesadas. La

amplia variedad de diseños, incluyendo rodamientos combinados para cargas

radiales y axiales, permite unas disposiciones de rodamientos sencillas,

compactas y económicas.

Ejercicios Resueltos :

Un rodamiento de bolas de ranura profunda de un cohete, debe soportar una carga radial constante de 200 lbf. Y debe tener una vida de proyecto de 20 horas, con solo un 0.5 % de probabilidad de falla, mientras gira a 4000 r.p.m. Determinar la capacidad de carga dinámica, que dicho rodamiento requiere en tales condiciones.

Datos:

F = P = 200 lbf., n =4000 r.p.m.

Lh = 20 horas., Rn = 100 - 0.5 = 99.5 %

Solución:

Rn=exp [−( Lh6 .84 L10h )

1 .17 ]=0 .995

−( Lh6 .84 L10h )

1.17

=Ln(0 .995)

Lh6 .84 L10h

=[−Ln(0 .995)]11.17

L10h=Lh

6 .84 [−Ln( . 995 )]11.17

L10h=20

6 .84 [−Ln(0 .995 )]11.17

=270 .23

Horas de servicio

L10h=16 nL10×10

5⇒ L10=6n L10h×10−5

L10=(6)( 40000)(270 .23)×10−5=64 . 86×106

Revoluciones

(CP )p=64 .86×106

Revoluciones

Como F es constante podemos decir que F = P = 200 lbf.

CP=(64 .86)

13=4 .018⇒C=4 .018P=( 4 .018)(200 )

C=803 .57 Lbf

Un fabricante de rodamientos de bolas, especifica un valor de 710 Kgf. para la capacidad de carga dinámica de un rodamiento cuyo diámetro interior es de 35 mm., para una velocidad de 1800 r.p.m. y una vida media de 3800 hrs. de servicio. ¿Cuál será la carga dinámica equivalente que actúa sobre el rodamiento en estas condiciones?

Datos:

C = 710 Kgf., d = 35 mm., n = 1800 r.p.m.,

L50 = 3800 horas de funcionamiento.

Solución:

Como sabemos que la vida media (L50) es cinco veces la vida nominal, podemos obtener esta de la siguiente manera:

L10h=L50h5

=38005

=750

Horas de servicio

Entonces:

L10h=(CP )p105

6 n⇒(CP )

p=6n L10h105

CP

=(6 nL10 h105 )1 p=[ (6 )(1800 )(760)105 ]12=4 .346

P= C4 .346

=7104 .346

=163.37

Kgf

P=163 .37 Kgf