Montaje de rodamientos

Profesor: Ing. Armando Palladino Comisin 1: Juan E. Guarella Juan Pablo Heredia Lucas Rodrguez Ignacio Gonzlez Gonzalo Tarifa Ignacio Bagatto

MANTENIMIENTO DE PLANTAS INDUSTRIALESFacultad de Ingeniera Universidad Nacional de La Plata Segundo Semestre 2011

Mantenimiento de Plantas IndustrialesAnlisis de Factibilidad Tcnico- Econmico Facultad de Ingeniera Mantenimiento de una torre de enfriamiento de flujo cruzado

INDICE1. 2. 3. PREPARATIVOS PARA EL MONTAJE ............................................................................................... 2 LIMPIEZA DURANTE EL MONTAJE .................................................................................................. 3 MONTAJE ...................................................................................................................................... 3 3.1. PROCEDIMIENTOS MECNICOS............................................................................................................ 4 Montaje sobre asientos cilndricos ..................................................................................... 4 Montaje en asientos cnicos .............................................................................................. 5 Calentamiento sobre una placa.......................................................................................... 7 Calentamiento en un bao de aceite.................................................................................. 7 Calentamiento mediante un horno de aire caliente ........................................................... 8 Dispositivo de calentamiento por induccin....................................................................... 8 Enfriamiento ....................................................................................................................... 8

3.1.1. 3.1.2. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. 3.2.5. 3.3. 3.4. 4. 5.

PROCEDIMIENTOS TRMICOS .............................................................................................................. 7

PROCEDIMIENTOS HIDRULICOS .......................................................................................................... 8 EJEMPLO DE APLICACIN ................................................................................................................... 9

PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO ................................................................................................... 11 BIBLIOGRAFA .............................................................................................................................. 11

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Montaje de rodamientosLos rodamientos son elementos de mquina de alta exigencia, con una precisin elevada; para garantizar su mxima potencia el constructor tiene que elegir tipo y ejecucin adecuados y combinar de forma apropiada las caractersticas de los rodamientos con las partes adyacentes. Adems tiene que tener en cuenta la lubricacin, la obturacin y el mantenimiento durante el montaje y desmontaje. Es esencial que las tareas de montaje sean realizadas por personal competente y en las condiciones adecuadas de limpieza, para conseguir as un buen funcionamiento y evitar un fallo prematuro. Siempre que sea posible el montaje deber efectuarse en una sala con atmosfera seca y libre de polvo, alejado de mquinas que generen virutas metlicas.

1. Preparativos para el montajeTodos los componentes involucrados en el montaje deben ser limpiados rigurosamente, quitando las rebabas, las superficies de no mecanizadas de los soportes de fundicin debern estar absolutamente limpias de arena. Tambin deber verificarse el correcto estado de los asientos en cuanto a precisin dimensional y exactitud de forma, ya que es absolutamente necesario mantener los ajustes previamente establecidos para que los rodamientos puedan funcionar a plena satisfaccin. En las siguientes figuras se muestran dos tipos de herramientas utilizadas para la verificacin de los asientos tanto interiores como exteriores de los rodamientos.

Figura 1. Micrmetros de exteriores sirven para la medicin de dimetros del eje.

Figura 2. Con el micrmetro de interiores se miden los agujeros.

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Otro aspecto a considerar es el tratamiento de los rodamientos antes del montaje, para el cual se recomienda la permanencia de los mismos dentro del envase que provee el fabricante hasta inmediatamente antes de ensamblarlos evitando de esta manera que se ensucien. En caso de que el rodamiento se ensucie por una manipulacin incorrecta, se deben lavar (se usan solventes recomendados por cada fabricante) y secar antes de montarlos.

2. Limpieza durante el montajeLos rodamientos han de protegerse a toda costa contra suciedad y humedad, ya que incluso las partculas ms pequeas que penetren en el rodamiento deterioran las superficies de rodadura. Por esta razn el lugar de montaje ha de permanecer limpio y seco. No debe encontrarse cerca de mquinas rectificadoras. Debe evitarse el uso de aire comprimido. Tambin el eje y el alojamiento, as como las restantes piezas deben estar limpios. Piezas fundidas han de estar exentas de arena de moldear. Conviene aplicar una capa protectora a las superficies interiores del alojamiento, tras haberlas limpiado. Esta capa evita el desprendimiento de partculas minsculas durante el servicio. En los asientos de los rodamientos en el eje y en el alojamiento debern eliminarse las capas anticorrosivas y residuos de pintura. En las piezas torneadas hay que eliminar las rebabas y rebordear las aristas.

3. MontajeDebido a la diversidad de tipos y tamaos no todos los rodamientos pueden montarse de la misma manera. Hay que distinguir entre procedimientos mecnicos, hidrulicos y trmicos. Los aros de rodamientos templados son sensibles a golpes y percusiones. Por esta razn no deben golpearse con un martillo. Durante el montaje de rodamientos no despiezables la fuerza ha de aplicarse en el aro que se vaya a montar primeramente. Fuerzas que actan sobre el aro de ajuste deslizante se transmiten a travs de los cuerpos rodantes. Con ello pueden daarse los caminos de rodadura y los cuerpos rodantes. En cambio el montaje de rodamientos despiezables es ms sencillo; ambos aros pueden montarse por separado. Para que no surjan estras longitudinales se giran las piezas ligeramente.

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3.1.

Procedimientos mecnicos

3.1.1. Montaje sobre asientos cilndricos Generalmente se monta primero el aro que tiene el ajuste ms fuerte. Rodamientos con dimetros inferiores a 80 mm pueden ser prensados en fro sobre el eje. Es recomendable utilizar una prensa mecnica o hidrulica. De no disponer de una prensa es posible montar el rodamiento sobre el eje con ligeros golpes de martillo. Es necesario utilizar un casquillo de montaje de acero blando con una superficie frontal plana, para que la fuerza acte igualmente en toda la circunferencia y no provoque deformaciones que generen un deterioro apresurado del rodamiento.

Figura 3. Casquillo de montaje.

Si un rodamiento no desmontable se ha de calar a presin simultneamente en eje y alojamiento, se recomienda colocar un casquillo de montaje con dos caras de contacto que permite que la fuerza transmitida por los golpes de martillo se aplique en las caras de ambos aros, interior y exterior.

Figura 3. Casquillo de montaje que aplica la fuerza de montaje en ambos aros.

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Cuando se prescriben ajustes ms fuertes deben montarse en caliente tambin los rodamientos pequeos (este procedimiento se analiza posteriormente). En los soportes de metal ligero se pueden deteriorar los asientos cuando el aro exterior con ajuste fijo es prensado en el agujero del soporte. En este caso ha de calentarse el soporte o enfriar el rodamiento. 3.1.2. Montaje en asientos cnicos Los rodamientos con agujero cnico se montan bien directamente sobre el eje cnico o con un manguito de montaje o con uno de desmontaje sobre el eje cilndrico. En el agujero lavado del rodamiento as como en los asientos del eje y del casquillo durante el montaje se aplica una capa fina de aceite. Una cantidad mayor de aceite reducira el rozamiento y facilitara el montaje; durante el funcionamiento sin embargo, el lubricante sale paulatinamente de la zona de ajuste, por lo cual se suelta el asiento fijo; esto causa un movimiento relativo o bien del aro o bien del casquillo y una corrosin en las superficies. Al calar el rodamiento sobre el cono se ensancha el aro interior disminuyendo con ello el juego radial interno. As la disminucin del juego radial interno es una medida del ajuste del aro interior. La disminucin del juego radial interno resulta de la diferencia entre el juego radial interno antes y despus del montaje. Por lo tanto hay que medir el juego radial interno antes del montaje, durante el montaje sobre el cono hay que controlar constantemente dicho juego hasta conseguir la disminucin necesaria y con ello el ajuste fuerte deseado. En vez de medir la disminucin del juego radial interno puede medirse el desplazamiento axial sobre el cono. Con la conicidad normal de los agujeros de 1:12, el desplazamiento es aproximadamente 15 veces la disminucin del juego radial interno. Con este factor 15 se ha tenido en cuenta que el camino de rodadura del aro interior slo se ensancha en un 75 a 80% del valor del apriete de ajuste. Si al montar rodamientos pequeos no es posible medir con exactitud el desplazamiento, es preferible montar el rodamiento sobre el eje fuera del alojamiento. El rodamiento slo debe prensarse hasta el punto en que el aro pueda hacerse girar suavemente con la mano y en el caso de rodamientos oscilantes tambin hacerle bascular. El montador ha de saber por experiencia si el rodamiento an tiene libertad de movimiento. Si el mismo rodamiento vuelve a montarse no es suficiente apretar la tuerca hasta su posicin inicial, ya que, tras largos perodos de servicio se afloja el ajuste porque la rosca se asienta y las superficies de ajuste se alisan. Es decir, tambin en este caso hay que medir la disminucin del juego radial interno, el desplazamiento o el ensanchamiento. El juego radial interno se mide con galgas de espesor, como se muestra en la figura siguiente.

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Figura 4. Uso de galgas de espesor para determinar el juego radial de los rodamientos.

Para calar un rodamiento sobre el asiento cnico o para montar con prensa un manguito de desmontaje se usan dispositivos mecnicos o hidrulicos. El sistema de montaje a elegir depende de las condiciones de montaje. Los rodamientos pequeos o medianos se pueden calar sobre el asiento cnico mediante una tuerca. Para el accionamiento de la tuerca se emplea una llave de gancho. Los rodamientos pequeos con manguito de montaje se calan sobre el eje cnico del manguito mediante la tuerca apropiada y una llave de gancho.

Figura 5. Montaje de un rodamiento oscilante de rodillos sobre un manguito de montaje con ayuda de una tuerca apropiada.

Los pequeos manguitos de desmontaje se introducen a presin en el intersticio entre el eje y el aro interior. En rodamientos mayores se requieren enormes fuerzas para atornillar la tuerca. En tales casos la tuerca con tornillos tensores facilita el montaje. Para evitar que el rodamiento o el manguito se ladeen, primeramente se tensa la tuerca hasta que sta y la arandela hagan tope y tengan perfecto contacto. A continuacin se aprietan los tornillos tensores de acero bonificado, se tensan uniformemente de dos en dos diametralmente opuestos hasta conseguir Comisin 1 Pgina 6 de 12

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la disminucin del juego radial exigida. Ya que la unin cnica es autoretentora puede quitarse a continuacin el dispositivo y asegurar el rodamiento mediante la tuerca apropiada. El sistema tambin puede aplicarse con rodamientos que se monten en un manguito de montaje o que se calen directamente sobre un gorrn cnico. Durante el montaje de rodamientos grandes conviene usar un dispositivo hidrulico para montar el rodamiento o calar a presin el manguito.

3.2.

Procedimientos trmicos

En caso de que con los asientos cilndricos se prescriban ajustes fijos en el montaje, generalmente se calientan los rodamientos para el montaje. Un ensanchamiento suficiente de los rodamientos se consigue con 80 hasta 100 C. Al calentar los rodamientos ha de ser controlada exactamente la temperatura. En ningn caso se pueden superar los 120 C, ya que entonces existe el peligro de que la estructura de las piezas del rodamiento se altere. La dureza disminuye y las dimensiones varan. Para rodamientos con jaulas macizas de poliamida reforzada de fibra de vidrio valen los mismos lmites de temperatura que para los dems rodamientos. Los rodamientos con tapas de proteccin y con tapas de obturacin ya estn con grasa. Se pueden calentar durante el montaje hasta el lmite de 80 C; sin embargo no en un bao de aceite. A continuacin se describen los procedimientos para montar los rodamientos, generando dilatacin o contraccin trmica: 3.2.1. Calentamiento sobre una placa Los rodamientos se pueden calentar sobre una placa de calentamiento, posiblemente con un regulador de temperatura, dndole varias vueltas al rodamiento para que se caliente uniformemente. En caso de que una placa de calentamiento supere desmesuradamente los 120 C, las jaulas de poliamida no debern tener contacto con la placa de calentamiento. Esto se evita colocando un anillo o un disco entre placa y aro interior. 3.2.2. Calentamiento en un bao de aceite Por regla general los rodamientos se calientan en un bao de aceite con regulador de temperatura. Este mtodo garantiza un uniforme calentamiento, y el mantenimiento de la temperatura de montaje de 80 a 100 C queda asegurado. En el fondo del recipiente de aceite debiera hallarse una rejilla o una malla para que el rodamiento no se caliente irregularmente desde abajo y para que las partculas de suciedad que se hayan decantado en el bao de aceite no penetren en el rodamiento.

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Despus del calentamiento, ha de escurrirse bien el aceite. Todas las superficies de ajuste y de contacto se debern limpiar esmeradamente. El calado por deslizamiento de aros calientes o de rodamientos requiera cierta habilidad. Las piezas se calan rpidamente si ladeo hasta que topen. Un ligero movimiento de giro durante el calado sobre el eje facilita un montaje rpido. En el montaje sobre el eje se utilizan guantes de amianto o trapos pero no debe utilizarse borra de lana. Los rodamientos grandes generalmente se transportan con una gra. El mismo se sujeta con unas tenazas elevadoras. 3.2.3. Calentamiento mediante un horno de aire caliente Es un mtodo seguro y limpio de calentar los rodamientos en un horno de aire caliente. La temperatura se mantiene estable utilizando un termostato. El ensuciamiento queda prcticamente excluido. Una desventaja de este mtodo es que el calentamiento en aire caliente tarde mucho tiempo. En caso de montajes en serie han de preverse grandes hornos de aire caliente. 3.2.4. Dispositivo de calentamiento por induccin Los rodamientos se calientan a la temperatura de montaje de forma rpida segura y limpia con los dispositivos de calentamiento por induccin, que operan bajo el principio del transformador. Los dispositivos se utilizan, sobre todo, para montajes en serie. 3.2.5. Enfriamiento Si se ha previsto un asiento fuerte del aro exterior, debe calentarse el alojamiento; a veces, aqu surgen problemas cuando los alojamientos son muy grandes y voluminosos. En este caso se enfra el rodamiento con una mezcla de hielo y alcohol. La temperatura no debera hallarse por debajo de 50 C. El agua condensada que se produjo durante el ajuste de temperatura y el aceite han de quitarse totalmente de los rodamientos ya que existe el peligro de oxidacin.

3.3.

Procedimientos hidrulicos

Al emplear el sistema hidrulico, se inyecta aceite entre las superficies de asiento. La pelcula de aceite separa prcticamente las superficies de contacto del ajuste con lo que puede deslizar una sobre la otra con poco esfuerzo y sin peligro de daarse. La herrumbre de contacto puede disolverse mediante petrleo o aceite con aditivos desoxidantes. Los rganos con superficies cnicas de ajuste pueden montarse y desmontarse con ayuda del sistema hidrulico. Los rganos con superficies cilndricas de ajuste se montan en

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caliente y se extraen por sistema hidrulico. Es necesario prever ranuras y taladros para la inyeccin de aceite y roscas apropiadas para la conexin de los dispositivos de presin. Para el montaje y el desmontaje de rodamientos con agujero cnico y que vayan montados directamente sobre el gorrn cnico, slo es necesaria una pequea cantidad de aceite para el sistema hidrulico. Son suficientes, por lo tanto inyectores sencillos de pequea capacidad. En las superficies de asiento cilndricas y al usar manguitos de montaje o de desmontaje se necesita una cantidad mayor de aceite debido a las prdidas en los extremos de las superficies del asiento, por lo que hay que usar una bomba.

Figura 6. Bomba manual FAG

Durante el montaje de rodamientos de asiento cnico se inyecta aceite entre las superficies de ajuste. Las fuerzas axiales de montaje se consiguen con ayuda de seis u ocho tornillos en la tuerca del eje o del manguito de montaje. Despus de evacuar el aceite a presin, tarda 10 hasta 30 minutos para que salga el aceite totalmente de la junta de ajuste. Durante este tiempo ha de seguir actuando la precarga axial. A continuacin se quita el dispositivo de montaje (tuercas, tornillos tensores o prensa de mbolo anular) y se sujeta la tuerca de fijacin o la tuerca apropiada para el manguito.

3.4.

Ejemplo de aplicacin

Montaje y reglaje de rodamientos de rodillos cnicos aplicados en ruedas de automviles:

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Figura 7. Rodamientos aplicados en la rueda delantera de un automvil con rodillos cnicos ajustados.

1. Limpiar el cuerpo del cubo. Retirar las virutas y rebabas. 2. Aceitar ligeramente las zonas de asiento. Montar a presin los aros exteriores. El casquillo slo debe apoyarse en la superficie frontal del aro exterior. Los aros exteriores deben adaptarse bien a los resaltes del cubo. 3. Engrasar debidamente el aro interior del rodamiento interior. Asimismo introducir grasa a presin entre jaula, aro interior y los rodillos. 4. Aplicar el aro interior en el cubo. 5. Introducir el anillo-retn en el cubo con el labio dirigido hacia el rodamiento. 6. Montar el disco protector y el distanciador sobre la mangueta. La superficie frontal ha de hacer tope con el resalte de la mangueta a lo largo de toda la periferia. 7. Colocar el cubo sobre la mangueta teniendo cuidado de no daar el anillo de obturacin. 8. Engrasar debidamente el aro interior del rodamiento exterior y calarlo sobre la mangueta. Comisin 1 Pgina 10 de 12

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9. Introducir la arandela de apriete. 10. Colocar la tuerca corona. 11. Tensar la tuerca corona girando simultneamente el cubo de la rueda hasta notar una resistencia al giro (si es posible usar la llave dinamomtrica y ver instrucciones de reparaciones). 12. Aflojar la tuerca corona en 1/12 de vuelta como mximo hasta coincidir en el prximo agujero para la clavija y fijar dicha clavija. 13. Controlar el juego interno y el juego basculante del apoyo. La rueda ha de poder girar suavemente y sin obstculos. En la llanta no debe notarse ningn ladeo o juego basculante. Si lo hubiera, conviene cambiar la arandela de apriete o la tuerca corona. Si es posible, conviene controlar el juego axial de ambos rodamientos mediante el dispositivo de medicin de la figura 69. Los valores ms adecuados se encuentran entre 0 y 0,05 mm. 14. Montar la tapa. 15. Despus de una marcha de prueba, controlar si ha cambiado el juego interno y volver a verificar el ajuste en caso de ser necesario.

4. Prueba de funcionamientoDespus de montar los rodamientos, se lubrican y se efecta una prueba de funcionamiento, para verificar la suavidad de marcha del mismo y la temperatura que alcanza al girar. Se deber verificar por diferentes mtodos la suavidad de marcha ya sea por los sonidos emitidos o por las vibraciones que pueda generar. En caso de hacer la prueba por sonido debe verificarse que genere un zumbido uniforme. Un sonido silbante indica una lubricacin defectuosa. Un sonido irregular o golpeteo indica generalmente la presencia de suciedad dentro del rodamiento o daos en las pistas de rodamiento. Una temperatura excesiva se debe generalmente a un exceso de lubricante, juego demasiado pequeo, defectos de mecanizacin de los asientos, sobrecargas, o excesivo rozamiento de las obturaciones.

5. Bibliografa- Catalogo general SKF, 1982. - Montaje de rodamientos. Publicacin N WL 80 100/3 SB, 2003

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