Trabajo para la Universidad

1. COJINETES DESLIZANTES
Universidad FermínToro
Vice Rectorado Académico
Facultad de Ingeniería
Cabudare, Edo. Lara
 Estudiante:
 Jonathan Gil.
 Materia:
Elementos de Maquinas II
Profesor: Luis Rodriguez.

2. COJINETES DESLIZANTES
DEFINICION
El cojinete de deslizamiento es junto al rodamiento
un tipo de cojinete usado en ingeniería.
Un cojinete de deslizamiento es un cojinete en el
que dos casquillos tienen un movimiento en
contacto directo, realizándose un deslizamiento con
fricción, buscando que esta sea la menor posible. 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.
La resistencia al deslizamiento provoca la
conversión de parte de la energía cinética en calor,
que desemboca en las partes que sostienen los
casquillos del cojinete.
Cojinete de deslizamiento de relojero.
Hay que distinguir entre los cojinetes simples
(lubricado o lubricados con grasa), cojinetes
hidrodinámicos y Cojinetes hidrostáticos. La
resistencia al deslizamiento es fricción seca, fricción
mixta o fricción líquida

3. COJINETES DESLIZANTES
Ejemplos

4. COJINETES DESLIZANTES
TIPOS
Un cojinete puede ser tan simple como un
agujero maquinado en un elemento de máquina
de fundición. No obstante su simplicidad,
requiere procedimientos de diseño detallados,
como, por ejemplo, el cojinete ranurado de dos
piezas de una biela y lubricado a presión, en un
motor de automóvil. O puede ser tan complejo
como los cojinetes grandes con lubricación por
anillos y enfriados por agua, con depósitos de
lubricante integrados, que se emplean en
maquinaria pesada.
En la figura figura hay dos tipos de bujes. El buje
sólido está hecho mediante fundición, embutido
y maquinado o a través de un proceso de
metalurgia de polvos.
El buje revestido normalmente es del tipo
dividido. En un método de fabricación, el
material fundido del revestimiento se vacía de
manera constante sobre una tira delgada de
acero continua. Luego se recubre con metal
babbitt y se procesa con el empleo de prensas,
talladoras y escariadoras, lo que da como
resultado un buje revestido. Se puede cortar
(maquinar) cualquier tipo de ranura en los bujes.
Los bujes se ensamblan con ajuste a presión y se
terminan por mediode rectificado, escariado o
bruñido.

5. COJINETES DESLIZANTES
TIPOS
COJINETES DE EMPUJE Se compone esencialmente de un disco
rotatorio que se desliza sobre una almohadilla
fija. El lubricante se introduce en las ranuras
radiales y se bombea hacia el espacio
cuneiforme por el movimiento del disco móvil.
Se obtiene lubricación de película completa o
hidrodinámica sila velocidad del disco móvil es
continua y suficientemente alta, si el lubricante
tiene la viscosidad correcta y si se suministra en
cantidad suficiente.

6. COJINETES DESLIZANTES
TIPOS
COJINETES DE LUBRICACION LIMITE Cuando dos superficies se deslizan entre sí, con
sólo una película de lubricación parcial entre
ellas, se dice que existe lubricación límite. La
lubricación límite o de película delgada
se presenta en cojinetes lubricados de manera
hidrodinámica, cuando se inicia o termina
su movimiento, si la carga se incrementa, al
disminuir el suministro de lubricante o cuando
suceden otros cambios de operación. Por
supuesto que hay muchos casos de diseño
donde es
necesario emplear cojinetes de lubricación
límite, debido al tipo de aplicación o la situación
competitiva.

7. COJINETES DESLIZANTES
TIPOS: Segun resistencia al deslizamiento.
Cojinetes fricción seca En rodamientos con fricción en seca se utilizan materiales de baja fricción
y combinaciones. A veces también los hay "autolubricante" (tal como con
una aleación de plomo u hojalata, un plástico como el PTFE o cerámicos).
La otra opción de fricción seca es con rodamientos de acero.
Cojinetes de fricción líquida Cuando se requiere baja pérdida de energía y durabilidad (por ejemplo, para
la conversión de energía en una turbina, o en generadores), aplica la
lubricación completa, es la fricción fluida. La película lubricante debe estar a
presión para separar las superficies de contacto, para lograr la resistencia al
apoyo de uno sobre el otro.
Cojinetes de fricción mixta En los rodamientos lubricados se produce fricción mixta. El lubricante, grasas
o aceites (de petróleo), al menos en algún punto de las superficies de
contacto, y tocando sólo las puntas, que establece una reducida resistencia al
deslizamiento.

8. MATERIAL RECOMENDADO
Los materiales utilizados para los anillos
interiores insertados son más duros y
apropiados, debido a las fuerzas grandes de
compresión y repetitivas de presión en una
superficie pequeña de contacto. En general se
utiliza acero laminado en frío para las cajas.
Para aplicaciones especiales, acero inoxidable
está también disponible para ser utilizado en
los rodamientos de inserto. Los materiales más
frecuentemente utilizados en los alojamientos
de las chumaceras de NTN están fabricados de
hierro fundido o chapa de acero, siendo el
hierro fundido el estándar. Para aplicaciones
especiales, también se utilizan en los
alojamientos el grafito esférico de hierro, acero
especial de construcción, acero inoxidable
fundido o resina de plástico.
El material estándar para los alojamientos de
hierro fundido de los alojamientos es el hierro
fundido gris. Entre los materiales metálicos el
hierro fundido tiene una alta capacidad de
amortiguamiento, lo que le hace material ideal
para los componentes mecánicos. Esto quiere
decir que el hierro fundido muestra un superior
rendimiento a la hora de absorber vibraciones,
si lo comparamos con otros materiales.
Además, el hierro fundido es adecuado para
temperaturas altas de hasta 300C˚.
Para los alojamientos de plancha de acero se
utiliza el acero laminado en frío o la chapa de
acero suave laminada en caliente.

9. MATERIAL RECOMENDADO

10. MATERIAL RECOMENDADO

11. MATERIAL RECOMENDADO

12. MATERIAL RECOMENDADO

13. REQUERIMIENTOS PARA REALIZAR DISEÑO
DE COJINETES
Es importante mencionar que para realizar un diseño de cojinetes, el principal requerimiento es la
necesidad de su creación, es decir, para que función se requiere y a que esfuerzos será sometido, con
esta información, se procede a los pasos para su diseño, el material a usar y los diferentes materiales
aleados que aportaran ciertas propiedades adicionales y necesarias, no obstante, según los
investigadores es imperativo considerar otras variables, las cuales se puede distinguir en dos grupos
para el diseño de cojinetes deslizantes. En el primer grupo se encuentran aquellas cuyos valores se dan o
están bajo el control del diseñador.
Éstas son:
 1 La viscosidad μ
 2 La carga por unidad de área proyectada de cojinete, P
 3 La velocidad N
 4 Las dimensiones del cojinete r, c, β y l
 5

14. REQUERIMIENTOS PARA REALIZAR DISEÑO
DE COJINETES
De estas cuatro variables, por lo general el diseñador no tiene control sobre la velocidad, ya que se especifica
mediante el diseño global de la máquina. Algunas veces la viscosidad se determina de antemano, como, por
ejemplo, cuando el aceite se almacena en un colector y se usa para lubricar y enfriar una variedad de cojinetes.
Las variables restantes, y en ocasiones la viscosidad, las controla el diseñador y, por lo tanto, son decisiones
que toma. En otras palabras, cuando se han tomado las cuatro decisiones, el diseño está completo.
En el segundo grupo se encuentran las variables dependientes. El diseñador no puede controlarlas excepto de
manera indirecta al cambiar una o más del primer grupo. Éstas son:
 1 El coeficiente de fricción f
 2 El incremento de la temperatura ΔT
 3 El flujo de aceite Q
 4 El espesor mínimo de la película h0

15. ANALISIS DEL DISENO
 El diseñador debe imponer ciertas limitaciones a sus valores para asegurar un
desempeño satisfactorio, las cuales se especifican mediante las características de
los materiales de los cojinetes y del lubricante. Por lo tanto, el problema
fundamental en el diseño de cojinetes consiste en definir límites satisfactorios
para el segundo grupo de variables y luego decidir los valores para el primer
grupo, de tal forma que no se excedan las limitaciones requeridas.

16. RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO PLANTEADO
 Una chumacera presenta un diámetro de 85 mm con una tolerancia unilateral de
menos dos centésimas de milímetros. El diámetro interior del buje es de
ochenta y cinco con una décima de milímetro con una tolerancia unilateral de seis
centésimas de milímetros. El buje tiene una longitud de treinta y seis milímetros y
soporta una carga de dos kN. La velocidad del muñón es de 820 rpm. para el
ensamble de holgura mínima calcule el espesor mínimo de película, la velocidad
de perdida de calor y la presión máxima del lubricante para lubricante SAE 20 y
SAE 40operando a una temperatura de película de 70°C.

17. SOLUCION
 Explicacion: Luego de la extraccion de datos del ejercicio, se procede a calcular el
h0, para ello se requiere obtener El número de Sommerfeld, y antes de este la
presión nominal del cojinete, con estos datos y el uso de la siguiente tabla se
obtiene el valor de ho/c, se depeja ho que es el espesor minimo de pelicula.


18. SOLUCION
 Se realizan los primeros calculos previos, tomando en cuenta las tolerancias
unilaterales, el diametro del arbol queda en 85,04mm, siendo su radio en
42,52mm por lo que en metros queda en 0,04252 metros. La longitud es de 36
mm que en metros seria 0,036metros.
 La presión nominal del cojinete (en el área proyectada del muñón) es
 P=
𝑊
2𝑟𝑙
 P=
2𝐾𝑁
2 0,04252 0,036
 P= 653,287 Kpa
 El número de Sommerfeld es, de la ecuación (12-7), donde N = Nj = 820 rpm que
equivalen a 13,666 rps,

19. SOLUCION
 S=
𝑟
𝑐
2 𝜇𝑁
𝑃
 El c es la holgura radial y se calcula restando el radio del buje y del muñon, por lo
que c= 3𝑥10−5
metros, en pulgadas 1,1811−3
. En este punto solo falta la
viscocidad para completar los datos faltantes de la formula que se obtiene con la
siguiente tabla.

20. SOLUCION
 La viscosidad tiene un valor para SAE20 segun tabla de 𝜇= 13 y para SAE40 de 𝜇= 24
 Para SAE 20
 S=
1,674 𝑝𝑢𝑙𝑔
1,1811−3
2 13 𝑥 13,666
653,287
 S= 546201,90
 Para SAE 40
 S=
0,04252
3𝑥10−5
2 24 𝑥 13,666
653,287
 S= 1008538,87

21. SOLUCION
 Luego con el valor obtenido de la siguiente grafica