Rodamientos Par de arranque altos. Espacio axial limitado Permiten predecir el fallo Pueden soportar cargas radiales y axiales combinadas Necesitan

Transcripción

1 Rodamientos. 1. Introducción. 2. Tipos, dimensiones y denominaciones constructivas 3. Elección. Capacidades de carga estática y dinámica 4. Montaje. Daños en los rodamientos.

2 RODAMIENTOS apoyo o soporte de ejes, en los cuales la carga se transmite a través de elementos que están en contacto rodante, y no deslizante respecto de los cojinetes de fricción ordinarios: disminución de las pérdidas por fricción permiten un cierto ángulo de giro relativo entre el aro interior y el aro exterior 2

3 Rodamientos Par de arranque altos. Espacio axial limitado Permiten predecir el fallo Pueden soportar cargas radiales y axiales combinadas Necesitan menor juego Pueden engrasarse antes del montaje Pueden soportar altas sobrecargas por períodos cortos Cojinetes Más silenciosos, especialmente a Velocidad elevada Espacio radial limitado 3

4 Elementos Propiedades Materiales Alto límite de elasticidad, para poder soportar tensiones de contacto localizadas. Elevada resistencia a la fatiga para soportar altas cargas de contacto repetidas. Templabilidad para asegurar suficiente dureza. Tenacidad para soportar cargas de impacto. Estabilidad dimensional. Resistencia a la corrosión, y al calor, para determinadas aplicaciones. 4

5 Elementos Rodantes 5

6 Espacio Disponible Facilidad para el montaje 6

7 Desalineamiento 7

8 Criterios de Selección de Rodamientos 8

9 25.2. Tipos de Rodamientos 9

10 Rodamientos de Bolas 10

11 Rodamientos de Rodillos 11

12 Designación de los Rodamientos 12

13 El Coeficiente de Rozamiento Varía con Velocidad Carga Cantidad de lubricación Montaje Temperatura de funcionamiento. Uso de aceites de alta viscosidad Lubricación mayor que la óptima Empleo de cojinetes nuevos Montaje incorrecto Utilizar un coeficiente constante para cálculos aproximados con condiciones de lubricación favorables: condiciones normales de funcionamiento. M = F f D/2 t Mt = M rozamiento (Nm) F = carga radial o axial, según se especifique (N) f = coeficiente de rozamiento; D = diámetro interno del cojinete. (En la práctica diámetro interno del cojinete o al diámetro del eje.) 13

14 Tipo de Rodamiento Coeficiente de Fricción μ De bolas 0,0015 De bolas autoalineante 0,001 De bolas con contacto angular De una hilera 0,002 De dos hileras 0,0024 De bolas con contacto en 4 puntos 0,0024 De rodillos Con jaula 0,0011 full equip 0,002 De agujas 0,0025 Esféricos 0,0018 Cónicos 0,0018 Axiales de bolas 0,0013 Axiales de rodillos 0,005 Axiales de agujas 0,005 Axiales esféricos 0,0018 Fuente: catálogo SKF 14

15 Valores de coeficiente de rozamiento en rodamientos (recomendados por SKF, FAG, INA, KOYO): f (x 10-4 ) Para cojinetes de 8 12 bolas autoalineantes (carga radial) rodillos cilíndricos con rodillos cortos para guía de brida (carga radial) bolas para empuje axial (carga de empuje axial) de bolas rígido (carga radial) rodillos esféricos (carga radial o axial) rodillos cónicos 15

16 16

17 Capacidad de carga

18 Ángulo de Carga Carga Combinada P = X Fr + Y Fa 18

19 Cargas Variables F F= m min +2 F 3 max 19

20 Comprobación de la capacidad de carga estática Cuando se trata de un rodamiento estacionario sometido a cargas continuas o intermitentes (choques). Cuando el rodamiento efectúa lentos movimientos de oscilación u alineación bajo carga. Cuando el rodamiento gira bajo carga a velocidades muy bajas y sólo se necesita alcanzar una vida corta. Cuando el rodamiento gira y tiene que soportar cargas de choque durante una fracción de revolución además de las cargas de trabajo normales. P 0 = X 0 F r + Y 0 F a 20

21 Duración L 10 = L = [Millones de revoluciones] C = Capacidad de carga dinámica [kn] P = Carga dinámica equivalente [kn] p = exponente de la duración p = 3 para rodamientos de bolas L = 10 C P p p = 10/3 para rodamientos de rodillos y agujas Si la velocidad del rodamiento es constante, la duración puede expresarse en horas, Lh10 = Lh = [horas] n = velocidad de giro en r.p.m. p 6 C 10 L h= P n 60 21

22 Clase de máquina Electrodomésticos, máquinas agrícolas, instrumentos y aparatos de uso médico Máquinas usadas intermitentemente o por cortos periodos: máquinasherramienta portátiles, aparatos elevadores para talleres, máquinas para la construcción. Máquinas para trabajar con alta fiabilidad de funcionamiento por cortos períodos o intermitentemente: Ascensores, montacargas, grúas y transportadores para mercancías embaladas. Máquinas para 8 horas de trabajo diario no totalmente utilizadas: Transmisiones por engranajes para uso general, motores eléctricos para uso industrial, trituradoras giratorias. Máquinas para 8 horas de trabajo diario totalmente utilizadas: Máquinasherramienta, máquinas para trabajar la madera, máquinas para la industria mecánica en general, grúas para materiales a granel, ventiladores, cintas transportadoras, equipos de imprenta, separadores y máquinas centrífugas. Máquinas para trabajo continuo, 24 horas día: Cajas de engranajes para laminadoras, maquinaria eléctrica de tamaño medio, compresores, máquinas de extracción para minas, bombas, maquinaria textil. Maquinaria para abastecimiento de agua, hornos giratorios, máquinas cableadoras, maquinaria de propulsión en transatlánticos. Maquinaria eléctrica de gran tamaño, centrales eléctricas, ventiladores y bombas para minas, rodamientos para aplicación en marina mercante. Horas de servicio 300 a a a a a a a >

23 Montaje y daños en los rodamientos

24 Montaje 24

25 Montaje 25

26 Disposición pareja de rodamientos El movimiento total de los cojinetes varía entre 0,38 y 0,5 mm Si se desea restringir el movimiento axial, se pueden utilizar planchas de relleno 26

27 Fijación Radial 27

28 Daños en los Rodamientos Lubricación inadecuada 36% Contaminación 14% Fatiga 34% Montaje deficiente 16% 28

29 Ajuste de los Rodamientos En una aplicación de rodamientos dispuestos simétricamente y formada por dos rodamientos de contacto angular o dos rodamientos axiales es necesario ajustar el juego o la precarga. se desplaza el aro interior en la disposición en 0 se desplaza aro exterior en la disposición en X hasta conseguir el ajuste de un rodamiento contra otro deseado. 29

30 Disposiciones de los Rodamientos El fijo en uno de los extremos soporta los esfuerzos radiales y fija el eje axialmente en ambos sentidos. Son apropiados los radiales que soportan cargas combinadas y también una combinación de dos : uno que absorba las cargas radiales y otro que fije axialmente en ambos sentidos pero montado con holgura radial 30

31 Juego Interno de un Rodamiento Distancia total que puede desplazarse uno de sus aros con relación al otro en dirección radial (juego radial) o en dirección axial (juego axial). Es mayor previo al montaje que en funcionamiento. Juego en Funcionamiento: ha de ser casi nulo o cercano a la precarga 31

32 Tipo de Carga Carga circunferencial 32

33 Elección de la Tolerancia Carga circunferencial: Los aros solicitados con este tipo de carga han de montarse con ajuste fijo, para evitar que se deslicen. Carga puntual: no es necesario ajustarlo tan fuertemente como en el caso de solicitación a carga circunferencial o carga oscilante Carga oscilante: Si el aro examinado y la dirección de la carga radial realizan un movimiento oscilante relativo, se habla de carga oscilante. En el caso de solicitación a carga oscilante, ambos aros deben montarse con ajuste fijo para evitar que se deslicen. 33

34 Tabla 24: Valores orientativos para el factor de seguridad estática s 0 Tipo de funcionamient o Suave sin vibraciones Requerimientos relativos al funcionamiento silencioso Rodamientos giratorios de: no importante normal alto Rodamientos estacionarios bolas rodillos bolas rodillos bolas rodillo bolas rodillo 0, , ,4 0,8 Normal 0, ,5 2 3,5 0,5 1 Cargas de choque notables >= 1,5 >= 2,5 >= 1,5 >= 3 >= 2 >= 4 >= 1 >= 2 Para rodamientos axiales de rodillos a rótula es aconsejable utilizar s 0 >= 4 34

35 Solamente cargas axiales Todas las cargas Todos los diámetros de eje Rodamientos de agujero cónico (con manguito) Todos los diámetros de eje j6 h9/it 5 Puede utilizarse h10/it7 para ejes de transmisión y aplicaciones similares 35

36 Tabla 26: Ajustes recomendados en los ejes para rodamientos axiales Tipo de carga Solamente cargas (Rodamientos axiales de bolas y rodamientos axiales de rodillos esféricos) Carga combinada (Rodamientos axiales de rodillos esféricos Carga giratoria en el anillo exterior Carga giratoria en el anillo interior o carga indeterminada Diámetro de eje (mm) Hasta 250 Más de 250 Hasta 250 Más de 250 Hasta 200 Más de 200 hasta 400 Más de 400 Símbolo de Tolerancia J6 Js6 o j6 J6 Js6 o j6 k6 m6 N6 36

37 Tabla 27: Ajustes recomendados en las cajas para rodamientos axiales Tipo de Carga Símbolo de tolerancia Observaciones Solamente carga axial (Todos los rodamientos axiales) Carga combinada (Rodamientos axiales de rodillos esféricos) Cuando se utiliza otro rodamiento para soportar la carga radial Carga giratoria en el anillo interior o carga indeterminada Carga giratoria en el anillo exterior - Utilizar una tolerancia adecuada para el diámetro interior de la caja de manera que se obtenga un juego radial entre el anillo exterior H7 - M7-37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 C = F+2F cosθ + 2Fcos 2θ o δ = δ cos θ 2 1 δ = δ cos 2θ etc F3 2 δ2 δ3 F δ F δ,, etc F C o= F cos θ ++2 cos 2θ.. F 1 M M = 1+2 cos θ ++2 cos 2θ.. θ= 360º nº bolas (Z) Stri beck encontró que Z /M cte 5 Experimentalmente F produce deformación permanente entre dos bolas de igual diámetro C C Z C 5 M ZM Z F = k D o o o 2 F 1 k D 1 2 o F= 1 Z C F 3 o 5C K Z D 2θ 2 θ F 2 F 1 5 C O F 2 F 3 43