INGENIERÍA MECATRÓNICA

Objetivo General:

Explicar y dar a conocer acerca los diferentes tipos de cojinetes, los

engrasadores y las normas de su utilización.

Objetivo Específico:

Resumir lo más específico que se pueda en la teoría en cada uno de los

temas a consultar.

Sacar conclusiones y recomendaciones de la información obtenida en base a

lo entendido.

Realizar una presentación de exposición acerca de la información obtenida

anteriormente.

MARCO TEÓRICO:

COJINETES

Un cojinete en ingeniería es la pieza o conjunto de ellas sobre las que se soporta y gira el árbol transmisor de momento giratorio de una máquina.

DIBUJO ASISTIDO POR COMPUTADOR

INTEGRANTES: BARRENO MAURICIO NIVEL: 3RO Mecatrónica A

CANCHIGNIA DANIEL

CHIMBO CRISTIAN

GUEVARA DANIEL

TEMA: COJINETES FECHA: 29-04-2013

De acuerdo con el tipo de contacto que exista entre las piezas (deslizamiento o rodadura), el cojinete puede ser un cojinete de deslizamiento o un rodamiento respectivamente.

COJINETES DE DESLIZAMIENTO.

Los cojinetes de deslizamiento son básicamente anillos cilíndricos de forma tubular,

con o sin collar, interpuestos entre un árbol y su alojamiento, con la finalidad de

facilitar el movimiento de rotación, soportando cargas y reduciendo las pérdidas por

fricción.

Por lo general están montados en el agujero con apriete y el árbol desliza en él.

Cuando el cojinete dispone de un collar soporta esfuerzos axiales.

La reducción del rozamiento se realiza según la selección de materiales, y

lubricantes.

Los lubricantes tienen la función de crear una película resbaladiza que separe los

dos materiales, evitando el contacto directo, y con ello el calentamiento y desgaste

de las superficies.

Al tocarse las dos partes, que es uno de los casos de uso más solicitados de los

cojinetes de deslizamiento, el desgaste en las superficies de contacto limita la vida

útil. La generación de la película lubricante que separa por una lubricación completa

requiere un esfuerzo adicional para elevar la presión, y que se usa sólo en

máquinas de gran tamaño para grandes cojinetes de deslizamiento.

TIPOS DE COJINETES:

SEGÚN SU LUBRICACION

• Cojinetes con lubricación límite – Existe un contacto real entre las superficies sólidas de la pieza móvil y la pieza estacionaria, aunque presente una capa de lubricante

• Cojinetes con lubricación hidrodinámica - La pieza móvil y la pieza estacionaria del sistema están separadas por una película completa de lubricante que soporta a la carga.

SEGÚN MATERIAL DE FABRICACIÓN:

• Cojinetes de materiales metálicos

En este grupo tenemos los cojinetes fabricados de: Bronces colados (En nombre de bronce se aplica a varias aleaciones de cobre con estaño, plomo, zinc o aluminio, solos o en combinación.

• Cojinetes de materiales sinterizados

También llamados auto lubricantes, son obtenidos por sintonización (compresión de metales, generalmente bronce, en polvo a elevada temperatura), los cuales deja una alta porosidad en el material (porosidades entre 15 y 35% en volumen).

Los poros contienen lubricante que, bajo el efecto centrífugo del movimiento, es aspirado y formado un cojín de aceite. Al paro, el lubricante reanuda su lugar por capilaridad.

• COJINETES COMPUESTOS

Ellos pueden funcionar tanto seco como con un ligero engrase al montaje bajo velocidades periféricas inferiores a 3 m/s. Están constituidos por 3 capas diferentes. La base es una chapa de acero cubierta de una capa de bronce sinterizado. La superficie que frota puede ser en resina acetal (POM) o en Politetrofluoretileno (PTFE) con adición de un lubricante sólido: plomo, grafito, bisulfuro de molibdeno MoS2…

• Cojinetes plásticos o poliméricos (nylon, ptfe, acetal…)

Son utilizados, sobre todo, cuando es necesario tener una gran resistencia química

(ácidos, bases…). Inconvenientes: baja resistencia que limita su capacidad de carga

y un escaso coeficiente de conductividad térmico que impiden una buena

evacuación de las calorías.

PTFE - Politetrafloruroetileno

PA – Poliamida

PPS – Sulfuro de polifenileno

PVDF – Floruro de polivinilideno

PEEK – Polieteretercetona

PEI – Polieterimida

PES – Polietersulfona

ÁREAS DE APLICACIÓN

Las aplicaciones típicas de cojinetes de deslizamiento acero-metal antifricción son:

• Bombas centrifugas y émbolos

• Compresores de émbolo y turbocompresores

• Turbinas

• Embragues

• Motores eléctricos y generadores

• Máquinas-herramienta

• Engranajes y reductores

• Cojinetes para rodillos

• Instalaciones para la industria de cemento

• Maquinaria de trituración

• Ventiladores industriales

• Molinos y sierras alternativas

• Molinos rotativos

• Husillos de rectificadoras

• Prensas y centrifugas

• Maquinaria de imprenta y de papel

VENTAJAS

Las ventajas esenciales de los cojinetes de deslizamiento acero-metal antifricción

son:

• Fácil montaje, usando poco espacio radial

• Funcionamiento silencioso también con altas frecuencias de giro

• Óptima amortiguación de vibraciones

• Insensibilidad ante cargas de choque

• Funcionamiento sin desgaste incluso con las más altas y las más bajas frecuencias

de giro

• Larga vida útil sin fatiga de los materiales

• Ventaja de precio de los cojinetes de deslizamiento frente a los rodamientos

proporcional al volumen de construcción

MONTAJE:

ENGRASADORES

En el sistema de lubricación ocupan un papel fundamental, con pequeños

depósitos en los que se introduce para que desde allí pase por los

conductos de engrase a los órganos del mecanismo que lo precisen.

Están provistos de un sistema automático que evita la salida del

lubricante y la entrada de cuerpos extraños.

Algunos tipos de engrasadores:

1.- Engrasador con tapón roscado (Tipo Stauffer)

Es un engrasador manual que se activa mediante el giro de la tapa

superior. Esta normalizado según UNE 18069 y DIN 3311.

La designación será:

Engrasador STAUFFER 5 FW UNE 18069

Si se refiere al tipo 5, serie fuerte, rosca Whitworth.

En la tabla 11.1ª se incluye características de los primeros tipos que

refleja la norma.

2.- Engrasador de muelle . Tabla 11.1b.

3.- Engrasadores con obturación de bola para la lubricación a

presión.

La presión se realiza con bomba manual. Está normalizada según UNE

26030 y DIN 3404.

La designación será:

Engrasador de CABEZA PLANA 6 MA UNE 26030.

Si se refiere al tipo de rosca métrica M6 de la clase A.

En la Tabla 11.1c aparece su representación gráfica y dimensiones.

4.- Engrasador De Muelle . Tabla 11.

5.- Engrasador de cabeza esférica.

Es un engrasador para engrase a presión. Esta normalizado según UNE

26031, y se presentan tres tipos: Tipo A (recto), Tipo B (a 45°) y Tipo C

(a 90°), como se aprecia en la Tabla 11.1e.

La designación será:

Engrasador de CABEZA ESFERICA 10 MB-A UNE 26 031

Si se refiere el engrasador de tipo A rosca 10 MB (cónico)

Engrasador de mecha, cilíndrico. Tabla 11.1f.

SOPORTES DE RODAMIENTOS

Sirven para alojar en su interior a los rodamientos que sostienen en dos o

más puntos a los arboles de trasmisión, pueden ser de forma muy

variada, algunos forman parte de la bancada de una máquina, otros están

aislados y se fijan a muros, columnas, etc.

Están normalizados según DIN 739 y UNE 1045.

En la tabla 12 se incluye una recopilación de la norma DIN 736 .

COJINETES DE RODAMIENTOS

DEFINICION:

“El rodamiento o cojinete de rodadura es un elemento mecánico que se sitúa entre dos componentes de una máquina, con un eje de rotación común, de forma que un componente puede girar respecto al otro”. Se utiliza en las máquinas rotativas como apoyo o soporte de los elementos portadores: Soporte de ejes: anillo interior fijo y anillo exterior móvil Soporte de árboles: anillo exterior fijo y anillo interior móvil

Sistema mecánico diseñado para que los rozamientos originados durante el giro no

sean de deslizamiento (cojinetes) si no de rodadura. RESEÑA HISTORICA:

El rodamiento tiene su nombre y su origen de los “cuerpos rodantes”, tales como el rodillo de madera que utilizaban los egipcios en la época de los faraones. Este procedimiento permitió:

aumentar la velocidad de desplazamiento

resolver el problema de fricción

disminuir el lado pesado de las tareas

Si nuestro rodamiento le debe mucho al rodillo de madera, también se inspiró mucho de la rueda. Es el principio de la rotación que los reúne, pues cada uno gira sobre un eje. Entonces, el problema a solucionar era el siguiente: luchar contra la fricción por la rotación, aumentando la velocidad. Leonardo da Vinci fue el primero en dibujar una pieza capaz de resolver este problema. El precursor del rodamiento había nacido, pero únicamente sobre el papel El verdadero cambio histórico del rodamiento fue la Revolución Industrial. El rodamiento se adaptó a su entorno (de ahí los distintos tipos de rodamientos) y contribuyó en los progresos técnicos, en el desarrollo de la industria y, en consecuencia, en los modos de vida. COMPONENTES:

Están constituidos por dos o más aros concéntricos, uno de los cuales va alojado

en el soporte (aro exterior) y el otro va montado en el árbol (aro interior).

Entre los dos aros se disponen los elementos rodantes (bolas, rodillos cilíndricos,

rodillos cónicos, rodillos

esféricos, etc.), los cuales ruedan sobre las pistas de rodadura practicadas en

los aros, permitiendo la movilidad de la parte giratoria respecto a la fija.

Para conseguir que guarden la debida distancia entre sí, los elementos rodantes

van alojados en una pieza de chapa estampada, denominada, jaula porta bolas o

porta rodillos.

Los rodamientos se construyen en acero de adecuadas características de dureza

y tenacidad, permitiendo soportar, con muy poco desgaste, millones de

revoluciones, sometidos a cargas y esfuerzos, a veces, concentrados y localizados.

La lubricación varía con la velocidad y el tamaño de los rodamientos, efectuándose

con aceite o grasa consistente.

CLASES DE 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.

RODAMIENTOS PARA CARGAS RADIALES:

Rodamiento rígido de simple hilera de bolas

Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de operarla a altas e incluso muy altas velocidades y requieren

poca atención o mantenimiento en servicio. Estas características, unidas a su bajo coste, hacen a estos rodamientos los más populares.

Rodamiento de rodillos

Tiene guiados sus rodillos por pestañas en uno de sus aros. El otro aro, que esta libre, no tiene ninguna pestaña. Esto permite que el eje se desplace axialmente dentro de ciertos límites, con respecto al soporte. Este rodamiento es adecuado para cargas radiales relativamente grandes y puede también soportar altas velocidades. El desmontaje es muy fácil, aunque ambos aros estén montados con ajustes fuertes.

Rodamiento de bolas a rótula

Posee doble fila de bolas guiada por dos pistas de rodadura mecanizadas en el aro interior. Esto hace que el rodamiento sea autoalineable, permitiéndose desviaciones angulares del eje respecto al soporte. La pista del aro exterior tiene el centro en el eje del árbol. Este tipo de rodamiento, además de soportar mayores cargas que el de bolas, se adapta a las flexiones del árbol.

Rodamiento de rodillos a rótula

Están compuestos por dos hileras de rodillos con un camino de rodadura esférico común sobre el aro exterior. Cada uno de los dos caminos de rodadura del aro interior está inclinado formando un ángulo con el eje del rodamiento. Estos rodamientos son autoalineables, pueden soportar cargas radiales y cargas axiales, y tienen una gran capacidad de carga.

RODAMIENTOS PARA CARGAS AXIALES:

Rodamientos de simple efecto

Los rodamientos axiales de simple efecto absorben las fuerzas axiales en un determinado sentido, desmontándose cuando la fuerza axial actúa en el sentido contrario. Se componen de dos aros entre los que se interponen las bolas, uno de ellos girando con el árbol y el otro va fijo al soporte.

Rodamientos de doble efecto

Estos rodamientos tienen la misma aplicación que los de simple efecto salvo que estos absorben las cargas axiales en ambos sentidos. El aro intermedio es el que va fijo al árbol.

Rodamientos axiales de rodillos a rótula

El rodamiento axial de rodillos a rótula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaña del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esférica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineación automática. Debido a la especial ejecución de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaña de guía, los rodillos giran separados de la pestaña por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales, éste puede resistir también cargas radiales.

Rodamiento de rodillos cilíndricos de empuje

Son apropiados para aplicaciones que deban de soportar grandes cargas axiales. Además, son insensibles a los choques, son fuertes y requieren poco espacio en sentido axial. Son de una sola dirección.

RODAMIENTOS PARA CARGAS MIXTAS:

Rodamiento de simple efecto y contacto oblicuo

Además del esfuerzo radial, puede soportar cargas axiales en una sola dirección. La capacidad de carga axial aumenta al hacerlo el ángulo de contacto, que se define como el ángulo que forma la normal al contacto de la bola con el aro exterior, con la perpendicular al eje del rodamiento.

Rodamiento de doble efecto y contacto oblicuo

Tiene la misma forma de trabajo que el rodamiento de simple efecto y contacto oblicuo salvo que puede soportar cargas axiales en ambos sentidos.

Rodamiento de rodillos cónicos

Constan de dos aros entre cuyas pistas de rodadura son guiados rodillos cónicos. Su capacidad de carga axial está por el ángulo de la pista de rodadura del aro exterior. Cuanto mayor es este ángulo, mayor es la capacidad de carga axial del rodamiento.

DURACIÓN O VIDA ÚTIL DE UN RODAMIENTO

Si un cojinete se mantiene limpio y bien lubricado, se monta y se sella contra la

entrada de suciedad o polvo, se conserva en esta condición y opera a temperaturas

razonables, entonces la fatiga del material será la única causa de fallo. La duración

o vida útil de un rodamiento se define como el número total de revoluciones, o el

número de horas de giro a una velocidad determinada, de operación del cojinete

para que se produzca el fallo. En condiciones ideales el fallo por fatiga consistirá en

una astilla dura o descascarillado de las superficies que soportan la carga.

Conclusiones

Los cojinetes de deslizamiento facilitar el movimiento de rotación reduciendo

las pérdidas por fricción.

Los rodamientos tienen muy bajo rozamiento, por lo que facilita notablemente

la rotación del elemento al que está unido.

Existen varios factores que afectan a la vida útil de los rodamientos.

Recomendaciones

Al momento de buscar información tratar de encontrar varias fuentes de

consulta para entender de mejor manera la información.

Tener en cuenta que para que los rodamientos tengan su vida útil completa

deber estar bajo ciertas condiciones.

LINCOGRAFIA:

http://www.ntn-snr.com/group/es/es-

es/index.cfm?page=/group/home/technique_roulement/vocabulaire/histoire

http://www.unav.es/adi/UserFiles/File/4000001862/cap5%20Cojinetes%20de

%20rodamiento%20.pdf

http://www.ntn-snr.com/group/es/es-

es/index.cfm?page=/group/home/technique_roulement/vocabulaire/histoire

http://diccionario.motorgiga.com/diccionario/rodaje/gmx-niv15-con195420.htm