Página 1 ÌNDICE Página 1. RODAMIENTOS Y HUSILLOS 1.1 Introducción 2 1.2 Componentes principales de los rodamientos 2 1.3 Tipos de rodamientos 4 1.3.1 De bolas 5 1.3.2 Cilíndricos 8 1.3.3 De agujas 9 1.3.4 Cónicos 10 1.4 Rodamientos lineales 10 1.5 Guías con patines 11 1.6 Herramientas para rodamientos 11 1.7 Husillos 12
Página 2 1. RODAMIENTOS Y HUSILLOS 1.1 Introducción Los nombres de cojinete o rodamiento, se emplean para describir la clase de soporte de eje principal en el que la carga principal se transmite a través de elementos que están en contacto rodante y no deslizante, es decir, su utilización se debe a la característica de transferir las cargas entre los elementos rotatorios y los estacionarios, permitiendo la rotación relativamente libre con un mínimo de fricción. La carga, la velocidad y la viscosidad de operación del lubricante afectan las características de fricción de un cojinete de rodamiento. Aunque no es muy correcto el nombre de cojinete antifricción, se usa comúnmente en la industria. Deben estar diseñados para resistir una determinada carga y finalmente estos elementos deben estar diseñados para tener una duración o vida útil satisfactoria cuando la operación se realice según las condiciones especificadas. 1.2 Componentes principales Para el diseño de un rodamiento, se deben considerar los siguientes factores: Carga por fatiga Fricción Calentamiento Resistencia a la corrosión Propiedades de los materiales Lubricación Tolerancias del maquinado Ensamble Uso y costo
Página 3 Partes de un rodamiento Partes de los rodamientos • 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 raceway surface. En el caso de rodamientos de bola, como existen unos canales provistos para las bolas, a estas también se les denomina canales de rodadura o raceway grooves. Los anillos se fabrican normalmente con aceros SAE 52100 endurecidos de 60 a 67 grados Rockwell “C”.
Página 4 • 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 está 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: bolas, rodillo, cilíndrico, largo, rodamiento de aguja. Se utilizan también materiales como el acero inoxidable, cerámica, plástico 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, maquinadas, 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 los más convenientes para trabajar bajo rotaciones de alta velocidad. las jaulas se fabrican de bronce o plásticos sintéticos (que trabajan mejor a velocidades altas con un mínimo de fricción y ruido). En los cojinetes de costo relativamente bajo algunas veces se omite el separador, pero éste 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 ambos lados. Las cubiertas no proporcionan un cierre completo, pero si 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 de fábrica, aunque se supone que un cojinete sellado tiene lubricación para toda la vida, algunas veces se proporciona un medio para su re-lubricación. 1.3 Tipos de rodamientos Los rodamientos se fabrican normalmente en un amplia variedad de dimensiones estándar de diámetro interior, exterior y espesor, y con tolerancias también estandarizadas. por lo general los fabricantes se rigen a normas internacionales que permiten su ínter cambiabilidad (ANSI).
Página 5 Por lo tanto los rodamientos se clasifican en dos tipos de acuerdo a su ángulo de contacto: Rodamientos radiales Rodamientos axiales 1.3.1 Rodamientos de bolas Radial de una hilera: a este rodamiento se le llama también de ranura profunda o deep groove se encuentra en muchas variaciones sin sellos, con sellos sencillos o dobles. Se emplea para cargas radiales, es esencial una alineación cuidadosa, es decir que el máximo de desalineamiento es de 0.5 grados. Este rodamiento puede soportar también carga axial, para disposiciones que deban funcionar a temperaturas extremas en margen de -150 a +350 grados centígrados.
Página 6 Dimensiones estandarizadas más comunes Bearing Numbers Dimensions (mm) Ø hole d + 0,05 / 0 Ø external D 0/ -0,05 Width B 0/-0,12 6000 10 26 8 6001 12 28 8 6002 15 32 9 6003 17 35 10 6004 20 42 12 6005 25 47 12 Note: The radial internal clearance is 0.04 to 0.18 mm. Bearing Numbers Dimensions (mm) Ø hole d + 0,05 / 0 Ø external D 0/ -0,05 Width B 0/-0,12 6900 10 22 6 6901 12 24 6 6902 15 28 7 6903 17 30 7 6904 20 37 9 6905 25 42 9 Note: The radial internal clearance is 0.04 to 0.18 mm. Rodamientos de bolas de doble hilera • Este rodamiento está diseñado para soportar cargas radiales fuertes y de empuje ligeras, sin aumentar su diámetro exterior del mismo, es aproximadamente de 60 a 80% más grueso que el de una sola hilera, a causa de la ranura de llenado las cargas de empuje deben ser mas ligeras, algunas veces dos cojinetes de una fila pueden ser empleados, pero el de dos hileras tiene la ventaja de ocupar menor espacio.
Página 7 Rodamientos de bolas de contacto angular • Así llamados por la línea que atraviesa las superficies que soportan la carga, forman un ángulo con el plano de la cara del rodamiento, están destinados a resistir cargas combinadas tanto radiales como axiales, la carga axial de los rodamientos se incrementa al incrementar el ángulo de contacto. El ángulo de contacto se define como el ángulo que forma la línea que une los puntos de contacto entre la bola y los caminos de rodadura. Rodamiento de contacto Rodamiento de contacto angular de dos hileras angular de cuatro puntos Rodamientos axiales de bolas • En el tipo de rodamiento axial de rodadura, los elementos rodantes son bolas, que ruedan en caminos esféricos, estos rodamientos pueden ser soportados rígidamente, o bien uno de los aros puede estar soportado en un asiento esférico para que sea de auto alineación, son desarmables de modo que el montaje resulta sencillo ya que las arandelas y la corona pueden montarse por separado, estos rodamientos como su nombre lo indica, pueden soportar solo a cargas axiales y no deberán someterse a ninguna carga radial.
Página 8 1.3.2 Rodamientos cilíndricos Los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos son adecuados para disposiciones que tengan que soportar grandes cargas axiales. Además, son relativamente insensibles a las cargas de choque, son muy rígidos y requieren un espacio axial mínimo. Se suministran, como estándar, como rodamientos de simple efecto y sólo pueden soportar cargas axiales en un sentido. Los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos tienen una forma y diseño sencillo y se fabrican en una hilera y con dos hileras de rodillos cilíndricos, se suelen utilizar cuando la capacidad de los rodamientos axiales de bolas es inadecuada. Se pueden desarmar, por lo que sus componentes pueden mostrarse por separado. Los rodamientos con rodillos cilíndricos en diversos tipos y diseños pueden soportar grandes cargas radiales, los que cuentan con jaula pueden soportar cargas radiales elevadas a velocidades altas y los llenos de rodillos que no cuentan con jaula son apropiados para cargas radiales muy elevadas a velocidades moderadas, su geometría ofrece una distribución de tensiones óptima en los contactos del rodamiento; su acabado superficial maximiza la formación de la película lubricante y optimiza la rodadura, las ventajas de este diseño, comparado con los diseños tradicionales incluyen mayor fiabilidad y menor sensibilidad a la desalineación.
Página 9 Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos 1.3.3 Rodamientos de agujas Estas disposiciones constan de un rodamiento radial de agujas por lo tanto son capaces de soportar cargas radiales a altas velocidades y con la ventaja de que pueden ser alojados en un espacio radial mínimo, éstos los fabrican con sellos, sin sellos, con jaula y sin ella.
Página 10 1.3.4 Rodamientos cónicos Los rodamientos de rodillos cónicos tienen los rodillos dispuestos entre unos caminos de rodadura cónicos en los aros interior y exterior. Al prolongar las superficies cónicas ambos caminos de rodadura convergen sobre un mismo punto en el eje del rodamiento, su diseño les brinda un excelente desempeño en cargas combinadas, su capacidad de carga axial se determina por su ángulo a mayor ángulo mayor capacidad de carga. Este diseño puede ser desarmable, es decir, que consta del aro interior, rodillos y jaula, que forman una unidad que puede montarse en el aro exterior, su perfil de contacto permite una distribución óptima de la tensión de los contactos, además de que favorece la formación de la película de lubricante en los extremos del rodillo. 1.4 Rodamientos lineales Los rodamientos de bolas lineales son casquillos con pistas de recirculación de bolas que ofrecen movimiento de baja fricción y la posibilidad de carrera ilimitada.
Página 11 1.5 Guías con patines Las guías con patines son sistemas precisos de rodadura para movimientos lineales y por lo tanto son adecuadas para su uso en la mayoría de tipos de maquinaria, los carros guías están hechos con acero templado para rodamientos en los cuales se insertan los anillos de rodadura endurecidos de los circuitos de bolas, los agujeros de fijación permiten un fácil montaje de las piezas de la máquina a los carros. 1.6 Herramientas para rodamientos En las herramientas para la extracción o el montaje de rodamientos existe gran variedad por lo cual debemos ser muy selectivos con el tipo a utilizar ya que a pesar de que los rodamientos sean de acero y muy rígidos, sino utilizamos la herramienta adecuada o le damos un mal uso podemos dañar los rodamientos sea quitándolos o instalándolos.
Página 12 1.7 Husillos Los husillos son los componentes que le dan vida al movimiento de la mayoría de las máquinas, un husillo es un conjunto de rodamientos en relación a un eje de rotación, el cual transfiere movimiento a herramientas, componentes o partes de una máquina.