Montajej y Desmontaje de Rodamientos

TECSUP – PFR Mantenimiento Industrial I

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Unidad IV

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1. MONTAJE DE RODAMIENTOS

Los rodamientos son elementos fiables de las máquinas, con una larga vida de servicio siempre que el montaje se realice en un entorno adecuado.

1.1 SELECCIONE UN ENTORNO DE TRABAJO ADECUADO

Una superficie de trabajo limpia, un método de montaje adecuado y el uso de herramientas apropiados garantizan unos resultados correctos. Figura 2.1 El entorno de trabajo durante el montaje debe estar libre de partículas metálicas, arena, sustancias corrosivas y otros materiales semejantes. Distintos factores como son: técnicas de montaje incorrectos, manos o herramientas sucias, grasa o aceite contaminado; pueden producir daños en los rodamientos, que pueden conducir a un fallo o desgaste prematuro del rodamiento.

Figura 4.1: El montaje de los rodamientos

se debe realizar en un área libre de suciedad, polvo y humedad.

1.2 AJUSTES Y TOLERANCIAS

Las consideraciones más importantes al seleccionar ajustes son los siguientes: condición de rotación, magnitud de la carga, juego interno del rodamiento, condiciones de temperatura, exactitud de giro, material y diseño de los ejes y soportes, facilidad de montaje y desmontaje y desplazamiento de un rodamiento libre. Tabla 4.1 y 4.2

Mantenimiento Industrial I TECSUP – PFR

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1.3 CONDICIONES DE ROTACIÓN

Carga Rotativa. Si el aro del rodamiento gira y la carga permanece fija, de modo que todos los puntos del camino de rodadura están sometidos a la carga en el curso de una revolución, en este caso, se dice que la carga que actúa sobre el aro es una “_______________”. Figuras 4.2 y 4.3.

Este aro debe tener ajuste de ______________ adecuado a las condiciones de funcionamiento Carga fija. Cuando el aro del rodamiento permanece estacionario y la carga es fija, estando la carga siempre dirigida hacia el mismo punto sobre el aro, se dice que la carga que actúa sobre el aro es una “_______________”. Figura 4.2 y 4.3. Este aro normalmente debe tener ajuste de ______________________ u ______________________. Y cuando las direcciones de la carga varían y en particular, cuando se trata de una carga elevada, es deseable que ambos aros estén montados con ajuste de apriete. Aro exterior con carga ________________ y aro interior con carga ________________.

Figura 4.2: Ajuste en los apoyos a partir de las condiciones de rotación de los aros del rodamiento

SOPORTE(Estacionario)

Aro interior(Con carga rotativa)

AJUSTE DE JUEGO

EJE(Con rotación)

Aro Exterior(Con carga fija)

AJUSTE DE APRIETE

F


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Aro exterior con carga ________________ y aro interior con carga ____________.

Figura 4.3: Ajuste en los apoyos a partir de las condiciones de rotación de los aros del rodamiento

1.4 CÓMO EVALUAR LOS APOYOS DEL RODAMIENTO CON EL PROCEDIMIENTO DE LOS 12 PUNTOS

Antes de iniciar el montaje se comprueban que la tolerancia precisión y la tolerancia de forma del diámetro del asiento en el eje y del alojamiento correspondan a lo especificado en los planos y/o a los ajustes y las tolerancias recomendados en las tablas técnicas. Se recomienda una inspección de los doce puntos para examinar correctamente un asiento en el eje o un alojamiento de rodamiento. La verificación de la geometría del ajuste aplicado al rodamiento con sus respectivos apoyos es alcanzada comparando las medidas de la inspección con los límites de tolerancia recomendados (entre el agujero y el eje). Los límites de tolerancia del asiento en el eje y del alojamiento se seleccionan usando criterios específicos de la condición de aplicación del rodamiento. Las tablas de estos límites de tolerancia se publican en el catálogo de servicio de los fabricantes de rodamientos. El registro del diámetro (medida), redondez y conicidad (forma); se confirman después de realizar las doce mediciones. Figura 4.4.

AJUSTE DE JUEGO AJUSTE DE APRIETE

POLEA TENSORA

(Con rotación)

Aro interior(Con carga fija)

Aro exterior(Con carga rotativa)

FAJA PLANA

EJE(Estacionario)

F


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Figura 4.4

• PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN DE LOS DOCE PUNTOS

• Utilizar instrumentos de medición con una precisión de 0.01mm o de 0.0001". Se recomienda emplear micrómetros o alexómetros.

• Mida en cuatro posiciones diferentes a 0°, 45°, 90°, y a 135° en

tres planos diferentes de la superficie de apoyo del rodamiento (superficie que está en contacto directo con el rodamiento). Los tres planos se deben espaciar uniformemente a través del área de contacto.

• Los resultados de las medidas registre en un cuadro como la que se

muestra a continuación. Anote las tres de medidas de cada posición referidos a los planos. Tome un promedio de cada plano.

• EVALUACIÓN DE LOS APOYOS

• Evaluación del diámetro (dimensión) Compare la medida promedio de los diámetros en los planos A, B y C con los límites de tolerancia recomendados. Cada diámetro medio debe estar dentro de los límites recomendados. El diámetro en el área de contacto estaría fuera de la especificación si cualquier promedio está sobre o debajo de los límites recomendados.


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• Evaluación de redondez (forma) Compare en cada plano las medidas individuales. La desviación permitida máxima es una mitad (½) del límite recomendado de la medida. Existe una condición fuera de redondez si se encuentran diferencias mayores a una mitad (½) del límite.

• Evaluación de conicidad (forma) Una conicidad es determinada si se encuentra una diferencia entre los promedios de los planos como se muestra a continuación:

PROMEDIO A =

PROMEDIO B =

PROMEDIO A =

- PROMEDIO B =

- PROMEDIO C =

- PROMEDIO C =

DIFERENCIA =

DIFERENCIA =

DIFERENCIA =

Excesiva conicidad existiría si el resultado de la diferencia excede una mitad (½) de lo especificado en el rango de tolerancia.

• Referencia para el acabado superficial:

Para el eje se requiere un acabado superficial de: − ≤ mm de diámetro = 3.2µ de rugosidad máxima. > 50mm de diámetro = 6.3µ de rugosidad máxima Para el alojamiento se requiere un acabado superficial de: - Aro exterior estacionario requiere de flotación (rodamiento libre)

= 3.2µ de rugosidad máxima. - Aro exterior estacionario no requiere de flotación (rodamiento

fijo) = 12.5µ de rugosidad máxima


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Figura 4.5: Gama de tolerancias para el apoyo en el eje para los rodamientos

Figura 4.5.1: Gama de tolerancias para el apoyo en el alojamiento para los rodamientos


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Tabla 4.1 Selección de ajustes para ejes macizos de acero


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TABLA 4.2: Selección de ajustes para alojamientos o soportes de fundición y acero


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1.5 PREPARATIVOS PARA EL MONTAJE

Deje el rodamiento en su envoltorio, donde está perfectamente protegido, hasta momentos antes de proceder a su montaje. Figura 4.6. Si el rodamiento es usado limpie antes de proceder a su montaje, excepto en el caso de los rodamientos que incorporan sus propias obturaciones, no deben limpiarse nunca; en este caso bastará con limpiar las superficies exteriores. Figura 4.7. Los asientos deben ser _________ ligeramente antes de iniciar el montaje. Figura 4.8.

Figura 4.6

Figura 4.7

Figura 4.8

Figura 4.9

Figura 4.10


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En un periodo de montaje prolongado o cuando haya que interrumpir el montaje, se deberá proceder de inmediato a su ___________ de la mejor forma posible. Figura 4.9 y 4.10.

1.6 REGLAS BÁSICAS IMPORTANTES

Figura 4.11 Reglas

Nunca golpear sobre un _____ para montar el otro.

Apoyar en el aro interior para montar en el ______.

Apoyar en el aro exterior para montar en el _________.

Apoyar en ambos aros para un montaje ____________.

Siempre golpear utilizando un _______ adecuado.

Nunca deberá golpear __________ al rodamiento.


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1.7 MÉTODOS DE MONTAJE

Existen cuatro métodos de montaje apropiados:

• MÉTODO MECÁNICO

Cuando se emplea fuerza de impacto, fuerza de un tornillo o de una herramienta especial.

Ejemplo de un montaje mecánico con una herramienta especial: LLAVES PARA EL MONTAJE DE RODAMIENTOS DE BOLAS A RÓTULA. • Se trata del montaje de un rodamiento de bolas a rótula con

agujero cónico en un eje cilíndrico; en el montaje se incluye el manguito cónico, la arandela de retención y la tuerca de fijación.

Figura 4.12

• Ajuste la tuerca sola con la mano para asegurar que el rodamiento y el eje hagan contacto con el manguito. No use el mango.

Figura 4.13

• Marque en el eje una línea que coincida con el comienzo de la marca semicircular de color naranja en la herramienta.

Figura 4.14


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• Apriete la tuerca usando el mango hasta que la marca en el eje coincida con el final de la marca semicircular de color naranja.

Figura 4.15

• Desenrosque la tuerca, coloque la arandela de retención en su

posición y después vuelva a apretar firmemente la tuerca.

Figura 4.16

• Fije la tuerca doblando una de las lengüetas de la arandela de retención en una de las ranuras de la tuerca que esté coincidiendo.

Figura 4.17


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• MÉTODO HIDRÁULICO Se emplea preferentemente la prensa hidráulica por ser segura y eficaz. Debe interponerse un apoyo entre la cabeza de la prensa y el rodamiento de forma que apoye en el aro que tenga el ajuste de interferencia (figura 4.18). Apropiado para rodamientos con diámetro de menos de 100mm. • Rodamientos pequeños: diámetro de agujero < ______ mm. • Rodamientos medianos: diámetro de agujero entre _______ a

_______ mm. • Rodamientos grandes: diámetro de agujero > ______ mm.

Figura 4.18

• MÉTODO POR CALENTAMIENTO

La fuerza necesaria para montar un rodamiento aumenta con el tamaño del rodamiento. Por tanto, el rodamiento, o un aro del rodamiento debe calentarse antes del montaje. La diferencia de temperatura entre el rodamiento y su asiento depende de la magnitud del ajuste de interferencia y del tamaño del rodamiento. Tabla 4.3. Normalmente debe calentar al rodamiento hasta una temperatura superior en unos _____ a _____ °C a la del eje para poder realizar el montaje. Sin embargo, nunca caliente un rodamiento a más de _____ °C. Figura 4.19 y 4.20.


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Tabla 4.3

Figura 4.19: Funcionamiento del calentador por inducción.

Figura 4.20: termómetro


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• MÉTODO DE INYECCIÓN DE ACEITE Se trata de un método para rodamientos de tamaño mediano y grande. El concepto consiste en forzar el paso de aceite a elevada presión entre el rodamiento y las superficies del asiento, hasta que se separen por una fina película de aceite; reduciendo el rozamiento prácticamente a cero; permitiendo así un montaje seguro y fácil. Presión de inyección de hasta 50 Mpa (Figura 4.21 y 4.22).

Figura 4.21: Conductos en el eje para el paso del aceite

Figura 4.22: Proceso de montaje con el inyector de aceite


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1.8 USO DE LAS PRINCIPALES HERRAMIENTAS MECÁNICAS PARA EL MONTAJE:

Figura 4.23

___________________________________________________________

Figura 4.24

_________________________________________________________________

Figura 4.25

_________________________________________________________________

Figura 4.26

_________________________________________________________________


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1.9 USO DE LA TUERCA HIDRÁULICA PARA UN MONTAJE

HIDRÁULICO

Figura 4.27: Tuerca hidráulica

Figura 4.28: Proceso de montaje con la tuerca hidráulica


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1.10 EQUIPOS PARA EL MONTAJE POR CALENTAMIENTO

Figura 4.29

_________________________________________________________________

Figura 4.30

________________________________________________________

1.11 CÓMO ENCONTRAR EL RODAMIENTO DE RECAMBIO CORRECTO

Aunque no se pueda leer la designación marcada (Figura 4.31), es posible identificar el rodamiento; cómo: • Consultando las especificaciones de la máquina; que normalmente

indican los rodamientos que están instalados. • Con ayuda del fabricante de rodamientos. • Midiendo el rodamiento.


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Cómo identificar un rodamiento midiéndolo:

• Mida el diámetro de agujero, el diámetro exterior y su anchura o altura. (figura 4.31).

• Busque el tipo de rodamiento en la tabla de designaciones básicas y luego en el catálogo.

• Busque el diámetro del agujero medido con el encabezado “d”, después el diámetro exterior bajo “D” y la anchura o altura bajo “B”, “T” o “H”.

• Siga la línea apropiada a la derecha y encontrara la designación en la columna con el encabezado “Designación”.

Figura 4.31

Figura 4.32

1.12 DISPOSICIONES DE RODAMIENTOS

• DISPOSICIÓN FIJO Y LIBRE Las disposiciones de rodamientos generalmente precisan dos rodamientos para soportar y situar correctamente un eje radial y axialmente. Un rodamiento axialmente fijo “__________________” y otro axialmente libre “_____________________”.


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El rodamiento fijo. Un rodamiento fijo proporciona soporte radial y fijación axial en ambos sentidos. Por tanto debe quedar sujeto axialmente en el eje y en el soporte. El rodamiento libre. Un rodamiento libre sólo soporta carga radial y debe poder desplazarse axialmente de tal manera que permita compensar o absorber cambios y deformaciones en el eje durante el funcionamiento.

Figura 4.33: Identifique en el dibujo el rodamiento fijo y libre:

1. _____________________________________________________ 2. _____________________________________________________

En algunas aplicaciones, ambos rodamientos comparten la función de fijar el eje axialmente. Estas disposiciones de rodamientos se denominan; disposición de rodamientos de ______________________ y disposición de rodamientos ____________.

• DISPOSICIÓN DE RODAMIENTOS DE FIJACIÓN CRUZADA

Esta categoría comprende todo tipo de rodamientos radiales de bolas y de rodillos que pueden soportar carga axial en al menos un solo sentido. Rodamientos de bolas de contacto angular. En los Rodamientos de bolas con contacto angular apareados se presentan tres disposiciones diferentes y por ello, durante el proceso de montaje se incluye algunas veces el trabajo de regulación de juego axial interno (Figura 4.34):


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Figura 4.34

Pregunta: ¿Qué puede suceder si se cambia una disposición tándem a disposición en O durante el proceso de cambio de rodamientos en una máquina? _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ Rodamiento de rodillos cónicos. En los Rodamientos de rodillos cónicos apareados se presentan dos disposiciones diferentes, por ello durante el proceso de montaje también hay actividad de regulación de juego axial interno (Figura 4.35):

Figura 4.35


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• DISPOSICIÓN DE RODAMIENTOS FLOTANTE Esta categoría comprende todo tipo de rodamientos radiales de bolas que pueden soportar carga axial ligera en ambos sentidos. (Figuras 4.36, 4.37 y 4.38)

Figura 4.36

Figura 4.37

Figura 4.38


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Pregunta: En la figura 4.37 ¿Qué es el elemento ubicado al costado del rodamiento de la derecha, y cuál es su función? _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________

• APLICACIÓN DE LA DISPOSICIÓN DE RODAMIENTOS

Sobre la base del dibujo que se muestra a continuación (figura 4.39) responda a las siguientes preguntas:

Figura 4.39

1. ¿Cuál es la disposición de los rodamientos 12? _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________

2. Identifique el rodamiento fijo y libre y explique porqué lo es: _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________

3. Rodamiento fijo; Porqué: _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________

4. Rodamiento libre; Porqué: _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________


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5. Qué es el elemento 13 y cuál es su función: _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________

1.13 DESMONTAJE DE RODAMIENTOS

Cuando haya que desmontar un rodamiento, deberá realizarse con cuidado. La limpieza es un factor importante. Dedique unos minutos a preparar la operación, estudie en el plano de montaje el ajuste aplicado y analice la disposición de los rodamientos para seleccionar el método de desmontaje más apropiado. AJUSTES Los procedimientos de desmontaje dependen en gran medida del ajuste aplicado al rodamiento con el eje y con el alojamiento. Normalmente, uno de los aros esta fijado con ajuste de interferencia; sin embargo hay casos en que en ambos aros esta aplicado un ajuste de interferencia. (Figura 4.37)

Figura 4.40: Grupos de ajustes aplicados a los rodamientos con sus respectivos

apoyos


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• HERRAMIENTAS DE DESMONTAJE

Para que el desmontaje concluya con éxito deberá utilizarse la herramienta adecuada para cada caso individual.

• Uso de las principales herramientas mecánicas

Los rodamientos pequeños se pueden extraer con un extractor fijado al aro interior.

Figura 4.41

Si es imposible fijar el extractor en el aro interior y el rodamiento debe usarse nuevamente, fijarlo en el aro exterior y extraer haciendo _______________ los brazos del extractor.

Figura 4.42

Desmontaje del aro interior de un rodamiento de rodillos cilíndricos separable, con un extractor de tres garras.

Figura 4.43

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1

3


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Desmontaje con extractor tipo brida o de cruceta. El conjunto lo conforman dos pernos tirantes, el puente y la brida.

Figura 4.44

Para el desmontaje del aro exterior con interferencia es preferible utilizar tres orificios roscados para extraer el rodamiento usando tornillos.

Figura 4.45

Preparación especial:

Figura 4.46

______________________________________________________________

Estos métodos garantizan que las fuerzas ejercidas no se transmitan en ningún caso, a los elementos rodantes del rodamiento.

4

5

6


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• USO DE HERRAMIENTAS HIDRÁULICAS Y DE INYECCIÓN DE ACEITE

EN EL DESMONTAJE

• La prensa hidráulica

La mejor manera de desmontar un rodamiento con agujero cilíndrico del eje es utilizando la prensa hidráulica. Garantice que solo sea ejercida la fuerza centrada sobre el aro del rodamiento que tiene el ajuste de interferencia (en este caso el aro interior; vea la figura 4.47).

Figura 4.47

• El tornillo inyector de aceite

El método de inyección de aceite representa un ahorro considerable de esfuerzos en el desmontaje de rodamientos de tamaño medio y grande. El aceite es inyectado por el tornillo inyector a los conductos y ranuras, entre el rodamiento y el eje, hasta que ambas superficies se separan. (Figura 4.48)

Figura 4.48


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• Extractor hidráulico de cruceta Desmontaje con un extractor hidráulico tipo brida o de cruceta, muy adecuado cuando el espacio es reducido e impide que se use el extractor de brazos. (Figura 4.49)

Figura 4.49

• Extractor hidráulico auto ajustable

Desmontaje con un extractor hidráulico auto ajustable, adecuado para rodamiento de tamaño medio. (Figura 4.50)

Figura 4.50

Un profesional bien entrenado que utilice equipos de mantenimiento profesionales puede evitar prácticamente los daños en los rodamientos

durante el montaje y el desmontaje.


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2. DESIGNACIONES DE LOS RODAMIENTOS


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Figura 4.51

Rodamiento axial Rodamiento de rodillos cónicos

Rodamiento radial


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2.1 SUFIJOS Y PREFIJOS DE LA DESIGNACIÓN PRINCIPAL

Figura 4.52


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2.2 ANOTACIONES

_________________________________________________________________

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