ELEMENTOS DE MÁQUINAS: RODAMIENTOS INDUSTRIALES

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Trabajo sobre los rodamientos industriales

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Repblica Bolivariana de Venezuela Elementos de Mquinas Ing. Jess Rivera

RODAMIENTOS INDUSTRIALES

Integrantes: Gmez Rivas, Claudio Sergio Ms y Rub Mrquez, Alberto Jos

Maracaibo, abril de 2010

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INDICE

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Introduccin 1. Definiciones 1.1. Cdigos y normas 2. Clasificacin de rodamientos 2.1. Cojinetes de superficie plana (chumaceras) 2.1.1. Cojinete con lubricacin en el lmite 2.1.2. Cojinete con lubricacin por pelcula mixta 2.1.3. Cojinete con lubricacin por pelcula completa 2.2. Cojinetes giratorios de contacto (rodamientos) 2.2.1. Rodamientos radiales 2.2.1.1. Rodamientos rgidos de bolas 2.2.1.1.1. Rodamientos rgidos de una hilera de bolas 2.2.1.1.2. Rodamientos de una hilera de bolas de diseo bsico 2.2.1.1.3. Rodamientos con placas de proteccin o de obturacin 2.2.1.1.4. Rodamientos con ranura para anillo elstico 2.2.1.1.5. Rodamientos rgidos de bolas apareados 2.2.1.2. Rodamientos de bolas a rtula (autorregulacin) 2.2.1.2.1. Rodamientos de rtula de diseo bsico 2.2.1.2.2. Rodamientos obturados 2.2.1.2.3. Rodamientos con aro interior prolongado

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3.

4. 5. 6.

7. 8.

Rodamientos de bolas con contacto angular 2.2.1.3.1. Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular 2.2.1.3.2. Rodamientos para apareamiento universal 2.2.1.3.3. Rodamientos de rodillos cilndricos 2.2.1.3.4. Rodamientos de agujas 2.2.2. Rodamientos axiales Aspectos generales de los rodamientos 3.1. Componentes de un rodamiento 3.1.1. Anillos 3.1.2. Elementos rodantes 3.1.3. Jaulas Duracin o vida til de un rodamiento Relacin entre carga y vida til Seleccin de rodamientos 6.1. Solo con carga radial 6.1.1. Proceso de seleccin de los rodamientos 6.2. Cargas combinadas (radial y empuje) 6.2.1. Rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos cilndricos 6.2.2. Rodamientos ahusados cnicos y de rodillos Materiales y acabados Aspectos importantes sobre el montaje, operacin y mantenimiento de rodamientos

2.2.1.3.

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8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7. 8.8. Conclusiones Bibliografa Anexos

Lubricacin Montaje Precarga (carga previa) Alineamiento Sellos Rigidez Velocidades lmite Tolerancias

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INTRODUCCION El presente trabajo se realiz mediante una investigacin a fuentes primarias y secundarias, en el trabajo, se trata el tema de rodamientos industriales, siendo stos instrumentos cuya finalidad es el mejoramiento de la movilidad interna de las mquinas, as como impedir daos que se puedan generar por el roce entre piezas mecnicas. El objetivo del trabajo es explicar la definicin de rodamiento, sus tipos, sus aplicaciones, la frmula de su vida til, conocer la nomenclatura utilizada para estas herramientas, explicar los factores a considerar para seleccionar un rodamiento y el anlisis las diferentes actividades a considerar para el mantenimiento de los rodamientos.

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1. DEFINICIONES Cojinete: Es un elemento mecnico diseado para soportar una carga en tanto permite el movimiento relativo entre dos piezas de una mquina (ver la siguiente figura).

Rodamiento: Se emplea para describir la clase de cojinete que soporta a un eje cuya carga principal se transmite a travs de elementos que estn en contacto rodante y no deslizante. Rodamiento, es el trmino ms comnmente usado para definir un cojinete (ver siguiente figura).

Duracin o Vida til de un Rodamiento: Es el nmero de revoluciones (nmero de horas de funcionamiento a una velocidad constante dada) que un rodamiento es capaz de soportar antes de presentar los primeros sntomas de fatiga (desconchado) en uno de sus aros o de sus elementos rodantes.

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Capacidad Bsica de Carga (C): Es la carga radial constante que puede soportar un grupo de rodamientos, aparentemente idnticos hasta una duracin nominal de un milln de revoluciones del aro interior (carga estacionaria y aro exterior fijo). Tambin es llamada capacidad de carga dinmica y se usa siempre para determinar la duracin del rodamiento para todas las condiciones de velocidad y carga.

Carga Radial Equivalente (Fr): Es la carga radial estacionaria y constante que, si est aplicada a un rodamiento con anillo interior que gira y con anillo exterior estacionario, dara la misma duracin que aquella que el rodamiento alcanzara en las condiciones reales de carga y de rotacin. Capacidad de Carga Esttica (Co): Es la carga radial esttica que corresponde a una deformacin permanente total del elemento rodante y del anillo de 0,0001 del dimetro del elemento rodante. Esta capacidad se usa solamente para verificar si ocurrir deformacin permanente de los elementos rodantes. Nunca se debe usar para calcular la duracin del rodamiento. Carga Esttica Equivalente (Fe): Es la carga esttica radial que, si se aplica, causara la misma deformacin permanente total en el contacto ms fuerte con esfuerzo de bola y anillo que aquella que ocurrira en las condiciones reales de carga.

1.1. CDIGOS Y NORMAS

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Son todas las regulaciones que rigen cualquier diseo de ingeniera. Indican las pautas a seguir durante el desarrollo de los clculos. Ejemplo, valores mximos y/o mnimos permitidos, factores de seguridad recomendados, entre otros. Si el miembro que se disea cae bajo la jurisdiccin de un cdigo o norma existente, es obvio que debe elegirse un factor de seguridad o esfuerzo de diseo que satisfaga este cdigo o norma. Algunos ejemplos de instituciones que imponen normas para diseos son: ANSI: American Nacional Standards Institute (Instituto Nacional

Americano de Normas).

AISI: American Iron and Steel Institute (Instituto Americano del Hierro y el Acero).

ASA: American Stantards Association (Asociacin Americana de Normas). AFBMA: Anti-friction Bearing Manufactures Association (Asociacin de Fabricantes de Rodamientos Anti-friccin). ABEC: Annular Bearing Engineers Committee (Comit de Ingenieros de Rodamientos Anulares).

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BMEC: Ball Manufacturers Engineers Committee (Comit de Ingenieros Fabricantes de Rodamientos de Bolas). ISO: Internacional Standards Organization (Organizacin de Normas Internacionales). RBEC: Roller Bearing Engineers Committe (Comit de Ingenieros de Rodamientos de Rodillo). 2. CLASIFICACIN DE RODAMIENTOS A continuacin, se indica una clasificacin general de rodamientos basada en los criterios establecidos por las dos principales empresas diseadoras y fabricantes de rodamientos como lo son: SKF y FAG. Cabe destacar, que esta clasificacin est regida de acuerdo al tipo de carga que los rodamientos estn soportando en un momento dado, radial, axial o ambas. Para mayores detalles ver los anexos B y C. Los cojinetes estn divididos en dos grupos: Cojinetes de Superficie Plana (Chumaceras). Cojinetes Giratorios de Contacto (Rodamientos).

2.1. COJINETES DE SUPERFICIE PLANA (CHUMACERAS)

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Un cojinete de superficie plana, es aquel donde dos superficies se mueven en forma relativa, una respecto a la otra sin el beneficio del contacto giratorio, presentando contacto por deslizamiento. El nombre de chumacera se utiliza a veces para cojinetes de superficie plana. En el caso de un cojinete en un eje que rota, la parte del eje que gira donde se encuentra el cojinete recibe el nombre de mun. La parte fija que soporta la carga es el cojinete (ver siguiente figura).

Los cojinetes de superficie plana se subdividen en tres grupos: 2.1.1. Cojinete con Lubricacin en el Lmite Existe contacto real entre las superficies slidas de las partes movible y fija del sistema de cojinetes, si bien hay una pelcula de lubricante. 2.1.2. Cojinete con Lubricacin por Pelcula Mixta Una zona de transicin entre lubricacin en el lmite y lubricacin por pelcula completa. 2.1.3. Cojinete con Lubricacin por Pelcula Completa Las partes movible y fija del sistema de cojinetes estn separadas por una pelcula completa de lubricante que soporta la carga. El trmino lubricacin hidrodinmica se suele utilizar para describir este tipo. Estos tres tipos de lubricacin pueden encontrarse en un cojinete sin presurizacin externa de ste. Si al cojinete se le abastece de lubricante presurizado, se le denomina cojinete hidrosttico.

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2.2. COJINETES GIRATORIOS DE CONTACTO (RODAMIENTOS) La ventaja ms importante de estos rodamientos es que el rozamiento inicial en el arranque no es mucho mayor que en funcionamiento normal, es decir, el coeficiente de rozamiento vara poco con la carga y la velocidad salvo en valores extremos. Esto implica que requieran poco lubricante y poca conservacin. Otras caractersticas importantes es que ocupan menos espacio axial y ms espacio diametral que los rodamientos simples ordinarios; son ms silenciosos que stos pero ms caros; algunos tipos de rodamientos pueden estar sometidos a carga radial, carga axial o una combinacin de ambas cargas. Estos rodamientos poseen cuatro partes esenciales: aro externo, aro interno, elementos rodantes (bolas, rodillos) y separador. Los cojinetes giratorios de contacto (rodamientos) se dividen en dos grandes grupos: rodamientos radiales y rodamientos axiales dependiendo del tipo de carga que soporten. 2.2.1. Rodamientos Radiales Los rodamientos radiales, son cojinetes de contacto giratorio diseados para soportar cargas radiales exclusivamente. Pueden estar constituidos por bolas o por rodillos (cilindros). Los rodamientos radiales se dividen en: rodamientos rgidos de bolas, rodamiento de bolas a rtula, rodamiento de bolas con contacto angular, rodamientos de rodillos cilndricos y rodamientos de agujas. 2.2.1.1. Rodamientos Rgidos de Bolas

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Los rodamientos rgidos de bolas, se usan en una amplia variedad de aplicaciones. Son de diseo sencillo, no desmontables, adecuados para alta velocidad de funcionamiento y requieren poca atencin de servicio. Estas caractersticas junto con un precio ventajoso hacen del rodamiento rgido de bolas el ms popular de todos los rodamientos. Estos rodamient