COJINETES

I.E.S Azarquiel

Módulo: Elementos de Máquina

Daniel de la Cruz Acevedo

Víctor García Patiño

ÍNDICE:

Definición

Clasificación y Tipos

Ventajas y Desventajas

Parámetros a tener en cuenta para seleccionar un rodamiento

Carga y duración de un Rodamiento

Montaje y Ajustes

Soportes

Mantenimiento y Aplicaciones de Cojinetes

Video Ilustrativo y Flash

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1. Definición:

Los cojinetes son puntos de apoyo de ejes y árboles que sirven para:

1. Sostener su peso.

2. Guiarlos en su rotación.

3. Evitar deslizamientos.

Pueden ir colocados directamente en el bastidor de la máquina o

mediante soportes que veremos más adelante. Deberemos tener en

cuenta el material, la colocación y el mantenimiento en cada montaje.

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Hay que diferenciar entre:

Rozamiento estático. Es el que se produce en arranques, paradas o bajo

condiciones de carga considerables. En estas condiciones se hace

inevitable el contacto directo entre las superficies y, por lo tanto, el

desgaste será mayor. (Fig. 1)

Rozamiento fluido. Se produce cuando se consigue mantener una capa

de lubricante entre el cojinete y el árbol. En este caso es rozamiento es

prácticamente 0. Dependerá de unas condiciones de temperatura carga y

rpm. (Fig. 3)

Fig. 1 Fig. 2 Fig. 34

2. Clasificación y Tipos:

Los cojinetes se clasifican en cojinetes de fricción y de rodamiento.

En los cojinetes de fricción, los árboles giran con deslizamiento en sus

apoyos.

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En los cojinetes de rodamiento, entre el árbol y su apoyo se intercalan

esferas, cilindros o conos logrando que el rozamiento sea de rodadura y

por tanto el desgaste menor.

Cojinete de rodamiento de bolas.

Cojinete de rodamiento de rodillos.

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Los cojinetes se clasifican según la dirección del esfuerzo que soportan.

Los cojinetes radiales impiden el desplazamiento en la dirección del radio.

Los cojinetes axiales impiden el deslizamiento en la dirección del eje.

Los cojinetes mixtos hacen al mismo tiempo el efecto de los cojinetes

radiales y axiales.

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3.1 Ventajas de los cojinetes de fricción: Los cojinetes de fricción suelen ser más ligeros que los rodamientos ya

que no poseen tantos componentes.

Necesitan menos superficie radial ya que están construidos en paredes

finas, a diferencia de los rodamientos que constan de dos anillos y

elementos rodantes.

Son más silenciosos.

Su montaje no precisa elementos especiales como por ejemplo una prensa

o un extractor.

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Los cojinetes de fricción de dos piezas permiten montajes radiales, lo que

facilita su montaje. Ej.: Cigüeñales.

Son mucho más baratos que los rodamientos.

Consiguen tener una larga vida útil sin fatiga en sus componentes.

Existen cojinetes especiales que no precisan de

lubricación ya que son auto lubricados. (Grafito).

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3.2 Desventajas de los cojinetes de fricción:

Admiten menos velocidad que los rodamientos.

En el arranque tienen un rozamiento muy elevado comparado con los

rodamientos.

Mayor consumo de lubricante que un rodamiento.

Mayor temperatura de funcionamiento frente a un rodamiento. (Para que el

lubricante sea fluido).

Menor capacidad de carga que un rodamiento.

Mayor tamaño a igualdad de carga.

Cojinete desgastado

por falta de lubricación.Cojinete en mal

estado por suciedad. 10

4. Parámetros a tener en cuenta para

seleccionar un rodamiento:

1. Espacio de instalación. Se debe seleccionar un rodamiento que entre en

el espacio disponible.

2. Índice de carga. Dependiendo del peso a soportar elegiremos unos

rodamientos u otros. Los rodamientos de rodillos tienen un mayor índice

de carga que los rodamientos de bolas y pueden soportar mejor las

cargas de impacto.

3. Velocidad. Si se utiliza la lubricación con grasa convencional, los

rodamientos de bolas de ranura profunda podrán alcanzar la máxima

velocidad permitida y los rodamientos de bolas axiales la mínima.

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4. Deslizamiento de los anillos. Los anillos interior y exterior no deben estar

inclinados, pero es posible que bajo ciertas condiciones lo estén

ligeramente. Esto ocurre cuando el eje se deforma debido a la carga.

Depende del tipo de rodamiento y de las condiciones de funcionamiento. Si

se necesita una mayor inclinación, se recomiendan opciones tales como

rodamientos de bolas o rodillos autoalineantes.

Rodamiento de rodillos

autoalineantes

Rodamiento de bolas

autoalineantes

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5. La rigidez. Está asociada a la carga. Es el término utilizado para describir la

relación entre la carga del rodamiento y la deformación elástica de los

anillos interior, exterior y los elementos de rodadura.

6. Ruido de funcionamiento y par. Los rodamientos de rodillos generan al

funcionar un ruido y un par mínimos. Los rodamientos de bolas de ranura

profunda son los aconsejados para motores eléctricos y en instrumentos de

medición en los que se requiera bajos niveles de ruido.

7. Montaje y desmontaje. Varían dependiendo del rodamiento. Si es posible

lo desmontaremos de su ubicación original para trabajar con él en otra con

más facilidad.

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5. Carga y duración de un rodamiento:

Cálculo de las cargas dinámicas del rodamiento:

El tamaño de la unidad a utilizar se selecciona basándose en la vida

nominal básica requerida y las cargas que se esperan durante el

funcionamiento.

El método habitual para determinar la vida de los rodamientos es el que se

utiliza en toda la industria, es decir, la vida nominal básica se calcula según

la normativa ISO 281:1990, según las ecuaciones:

Dónde L10 = Duración de vida nominal, en millones de revoluciones (rpm).

L10h = Vida nominal básica, a velocidad constante, expresada en horas de

funcionamiento (h).

C = Capacidad de carga dinámica (N).

P = Carga dinámica equivalente, para rodamientos radiales y axiales (N).

p = exponente de duración de vida (R.Bolas=3), (R.Rodillos=10/3)

N = Revoluciones por minuto (rpm). 14

6. Montaje y Ajustes:

El Montaje se realizara sobre las bases o la estructura de la maquina,

debe hacerse obteniendo un alineamiento axial de los centros que

apoyan. Los cojinetes partidos se asientan en los alojamientos de

las carcasas quedando así en su posición original de diseño.

Proceso de Ejecución:

a) Preparar la superficie de la base donde se fijara el soporte

b) Seleccionar las herramientas y materiales necesarios

c) En conjunto verificar la altura y paralelismo del agujero del soporte

con la superficie de apoyo

d) Alineación y Ajuste final

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El Ajuste de las piezas ha de mantenerse tal que exista un juego

suficiente para obtener un giro fácil y un espacio para alojar el

lubricante

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7. Soportes:

Los soportes sirven para alojar cojinetes ya sean de rodamientos o de

fricción.

En la figura que aparece a continuación podemos diferenciar tres partes

1. El orificio donde meteremos un perno para sujetarlo.

2. El engrasador. Sirve para rellenar nuestro cojinete de lubricante y así

mantenerlo en buenas condiciones.

3. El rodamiento propiamente dicho. Aquí es donde irá colocado el eje al que

dotaremos de sujeción.

4. El cuerpo del soporte.

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Estos soportes son muy versátiles y tienen multitud de utilidades. Nosotros

hemos elegido una que nos llamaba la atención. Las fotos que vemos a

continuación son del eje trasero de un kart que esta soportado gracias a

estos soportes que acabamos de comentar.

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Lubricación:

El engrasado o lubricación consiste en introducir un fluido entre

los elementos que rozan para reducir el rozamiento de las piezas

en contacto. Para evitar el desgaste severo en los cojinetes y el eje

se suele emplear procesos de lubricación mecánica que permitan

mantener continuamente separados el eje y el cojinete. Las

características de lubricación dependen de unas condiciones de

velocidad carga y temperatura.

8. Mantenimiento de los Cojinetes:

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Limpieza:

Para limpiar los cojinetes se utiliza un disolvente alcohol(que seca mas

rápido), gasolina o gasóleo…Si el cojinete es blindado y no se puede

desmontar se dejan un par de días en un frasco bien cubierto por el

disolvente, y luego se les fuerza con los dedos a girar. Si el cojinete es

desmontable o no esta blindado lo mejor es utilizar un cepillo de

dientes untado en gasolina

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9. Aplicaciones de los Cojinetes:

Aunque se sabe que existen perdidas asociadas por el rozamiento,

la aplicación de estos elementos de maquina es amplio:

Para mecanismos de marcha lenta y poca responsabilidad.

En montajes con dimensiones diametrales muy pequeñas.

En apoyos de árboles acodados, ej. los cigüeñales

Para trabajar en medios agresivos, por ejemplo el agua salada.

En máquinas con vibraciones, fuertes sacudidas o golpes, como

las prensas

Para guiar árboles con elevada precisión.

En árboles extra pesados, donde colocar un rodamiento sería

caro, ya que debe fabricarse a pedido.

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Video Ilustrativo:

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Flash Ilustrativos:

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