Trabajo sobre las características de los Cojinetes de Rodamientos y Engranajes

1. UNIVERSIDAD YACAMBÚ
VICERRECTORADO ACADÉMICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Autor: Aidan Justino Hernández Melean
Sección: MA02N0S
Asignatura: Elementos de Maquinas TIE-0953
Profesor: Ing. Pedro Guedez

2. INTRODUCCION
En la actualidad toda industria tiene una amplia gama de maquinarias,
dispositivos o mecanismos la cual están integrados principalmente por diferente
elementos que permiten el optimo funcionamiento de ellos. Dentro de esos
elementos se encuentran los Rodamientos y Engranajes, por lo que este trabajo
nos permitirá conocer a detalle su diferentes características y utilización en la
industria.

3. SOPORTE DE COJINETES
Todos los órganos móviles deben estar soportados al menos en
dos puntos de apoyo que permitan el giro de los ejes oponiendo
la mínima oposición posible, a estos elementos se les
llama soportes o bastidores.

4. CLASIFICACION DE
SOPORTES DE COJINETE
Los soportes se caracterizan por facilitar el giro e impedir
desplazamientos axiales se emplean unas piezas cilíndricas,
dependiendo de la forma de apoyo entre los gorrones y sus soportes,
se diferencian dos tipos: Cojinetes de deslizamiento o fricción,
y cojinetes de rodadura o rodamientos.

5. Cojinetes de deslizamiento o
de fricción
Las superficies fija y móvil "friccionan", por deslizamiento, separadas de una
película de lubricante.
Están constituidos por un soporte perfectamente acoplado sobre un casquillo de
metal duro, que es el cojinete propiamente dicho, dado que siempre se produce
rozamiento es necesario recurrir al uso de los cojinetes deben cumplir las
siguientes condiciones:
Una superficie exterior suficientemente lisa para que el lubricante sea arrastrado
por el árbol al girar.
• Un elevado coeficiente de transmisión de calor, para disparar el incremento de
temperatura producido por el rozamiento.
• Un coeficiente de rozamiento lo menor posible en el deslizamiento en seco con el
fin de reducir la resistencia en el momento de arranque.
Una buena unión entre el casquillo y su soporte.
• Este tipo de cojinete queda limitado por la carga admisible a soportar para poder
formar la película lubricante, pero cuando este inconveniente no se presenta, se
pueden emplear en órganos giratorios a grandes velocidades y con poco ruido.

6. Cojinete deslizamiento o fricción
Cojinete deslizante en un Barco

7. Cojinetes de rodadura o
rodamientos
En ellos el gorrón del árbol y la superficie de rodadura del soporte
están separados por elementos rodantes, de forma que con el giro del
gorrón o del cojinete se genera un movimiento de rodadura y no de
deslizamiento, como el caso anterior. Están constituidos por dos
anillos rodantes separados entre sí por unos cuerpos,
también rodantes, interpuestos entre éstos, cuya forma varía según
su uso, pueden ser de diferentes formas: bolas, rodillos, cilíndricos,
agujas

8. SUPERFICIE DE CONTACTO DE LOS
SOPORTE

9. COJINETES DE RODAMIENTOS
PUNTOS A TRATAR:
• Definición
• Partes de los cojinetes
• Clasificación
• Diseño de Jaula

10. DEFINICION:
Es la denominación de una pieza que, en algunos países, se
conoce como rodaje, rolinera, balero, bolillero o rulemán. Se
trata de un cojinete: un elemento que sirve como apoyo a un eje
y sobre el cual éste gira.
Los rodamientos son elementos de máquinas que permiten el
movimiento entre un elemento mecánico y otro.
Los rodamientos son los elementos mecánicos más críticos en
un dispositivo de rotación, por ello se someten a múltiples
inspecciones de calidad durante su proceso de fabricación.

11. COMPONENTES
• En general, los rodamientos
consisten de dos anillos de
acero y un juego de elementos
rodantes. Los anillos son uno
interior (el más pequeño) y
otro exterior (el más grande).
Los rulines o elementos
rodantes, pueden ser bolas o
rodillos. Una jaula o separador
se encarga de separar y guiar a
los elementos rodantes

12. CLASIFICACION
Los cojinetes se pueden clasificar de dos formas, según su tipo de
Rodamiento y según el tipo de carga a la cual serán sometidos
Según su tipo de Rodamiento
DE BOLA
DE RODAMIENTOS CILINDRICOS
Según su tipo de carga que soporta
AXIALES
RADIALES
CARGAS COMBINADAS

13. COJINETE DE BOLA
Llamados también cojinetes de Conrad ,
los rodamientos de bolas giran dentro de
una ranura profunda tanto en anillos
internos como externos. El espaciamiento
dentro de las pistas se mantiene mediante
jaulas. El radio de la bola es un poco más
pequeño que el de la pista debido a las
deformaciones que se dan en ellas. Aparte
de los cojinetes de hilera única, se tienen:
DE DOBLE HILERA
DE CONTACTO ANGULAR

14. COJINETE DE BOLA
DOBLE HILERA
Este diseño mejora la capacidad de soportar
cargas radiales debido a que es mayor el
número de bolas que soportan la carga. Esto
conlleva a que una carga mayor pueda ser
soportada en un mismo espacio o una carga
específica puede ser soportada en espacio más
pequeño. La desventaja de este tipo de
cojinetes es que la doble hilera afecta la
capacidad de desalineación.

15. CONJINETE DE BOLAS
DE CONTACTO ANGULAR
Los rodamientos de bolas de contacto angular tienen los caminos
de rodadura de sus aros interior y exterior desplazados entre sí en
el sentido del eje del rodamiento.
La capacidad de carga axial de los rodamientos de bolas de
contacto angular aumenta a medida que se incrementa el ángulo
de contacto.
En este tipo de cojinetes, un lado de cada pista de rodamientos
es más alto con el fin de mejorar su adaptación a cargas axiales
considerables. Los cojinetes disponibles en el mercado tienen
ángulos entre 15 y 40 grados.

16. Rodamiento de Bolas
de Contacto angular
RBCA con una Fila de Bolas
RBCA con dos Filas de Bolas

17. RBCA con 4 puntos de
contacto
RBCA con 4 puntos de
contacto de sección firme

18. RBCA con una Fila de
Bolas de Sección Fija
RBCA sellado con 4 puntos
de contacto

19. En la industria
automotriz
Industria Automotriz

20. RBCA sin Rumbo Fijo
Determinación del
Angulo Alfa
El ángulo de contacto se define como el
ángulo que forma la línea que une los
puntos de contacto entre la bola y los
caminos de rodadura en el plano radial, a lo
largo de la cual se transmite la carga
combinada de un camino de rodadura al
otro, con una línea perpendicular al eje del
rodamiento

21. Cojinetes de Rodamientos
Cilíndricos
Este tipo de diseño permite tener una
mayor capacidad de carga radial. El
patrón de contacto entre el
rodamiento y su collar es
supuestamente una línea pero
presenta forma rectangular debido a la
deformación bajo las cargas. Sus
desventajas son :
Escasa capacidad de desalineación angular.
No soporta Cargas Axiales.

22. Rodamientos de Rodillos
Cilíndricos
RRC de una Sola Fila
RRC de dos Filas

23. RRC Multi-Filas
RRC Multi-Filas (otra versión)
RRC Llenos de una sola fila

24. RRC llenos de dos filas
RRC lleno de Multi-Filas
Pareja de
Rodamientos Rígidos

25. Rodamientos de rodillos cilíndricos
laterales (componentes)

26. Rodamientos con Rodillos Convexos
Sección Recta del
Rodamiento Convexo

27. COJINETES DE AGUJA
Son un tipo especial de cojinetes de rodamientos cilíndricos,
pero el diámetro es mucho menor. Entonces se hace necesario
menos espacio radial para soportar una carga específica. Esto
facilita su uso en equipos como bomba y aparatos para el
hogar. Sin embargo, su capacidad de desalineamiento y
soporte de carga axial es pobre.

28. COJINETES DE RODILLOS
CÓNICOS
También se les denomina rodamientos ahusados ,
están diseñados para soportar cargas de empuje y
radiales simultáneamente. Se le utiliza con
frecuencia en cojinetes de rueda para vehículos y en
maquinaria de trabajo pesado donde son usuales las
cargas axiales altas.

29. Rodamientos con Rodillos Cónicos
RRC de una sola fila
RRC de dos filas
Pareja de RRC de una fila

30. Rodamientos de Rodillos
Cónicos para Tractores
RRC con 4 filas

31. Angulo alfa
de contacto
La capacidad de carga axial de los
rodamientos de rodillos cónicos
aumenta cuando se incrementa el
ángulo de contacto α. El tamaño del
ángulo de contacto, que suele ser de
entre 10° y 30°, está relacionado con
el factor de cálculo e cuanto mayor
sea el valor de e, mayor será el ángulo
de contacto.

32. COJINETES DE RODILLOS
A RÓTULA
También se les llama de rodamientos
esféricos, es un tipo de cojinete
autoalineado, ya que existe rotación relativa
de la pista externa en relación a los
rodamientos y al a pista interna cuando se
presenta desalineamiento, manteniéndose
la misma capacidad de carga radial.

33. COJINETES DE EMPUJE
Son aquellos diseñados para soportar
únicamente cargas de empuje o axiales. Sus
componentes son exactamente los mismos, es
decir : pistas, jaulas y rodamientos, que
pueden ser: rodillos, bolas, cónicos.
No son capaces de soportar ninguna carga
radial, y si lo hacen es en mínimo grado.

34. Rodamientos con Anillos Laterales
De Superficie plana
De superficie inclinada
De superficie plana con dos filas
Se superficie inclinada con dos filas

35. Parámetros
del
Rodamiento

36. DISEÑO DE JAULAS
Las jaulas son componentes de los rodamientos destinados a
mantener los elementos rodantes a una distancia correcta y también
para guiarlos.
Se usan en rodamientos desarmables como los rodillos cónicos.
Se fabrican de bronce o en acero estampado. En algunos casos
especiales se fabrican a partir de plástico, nylon, o plástico reforzado
con tela.
La jaula es mantenida en su posicián por los elementos rodantes o por
el aro del rodamiento, debido a esto, se clasifican como sigue:
Centradas en elementos rodantes
Centradas en el aro interior
Centradas en el aro exterior

37. Cargas estáticas admisibles
Las cargas muy elevadas o las cargas de choque pueden deformar
permanentemente los caminos de rodadura o los elementos rodantes.
En el caso de las disposiciones de rodamientos de súper precisión, no
se deben producir deformaciones permanentes. A fin de garantizar
que las cargas estáticas no provoquen una deformación permanente,
es posible comparar la capacidad de carga estática y la carga estática
equivalente del rodamiento para determinar si existe el riesgo de que
un rodamiento sufra deformación permanente. En el caso de los
rodamientos de bolas de contacto angular de súper precisión con
cargas muy elevadas, se debe comprobar el truncamiento de la elipse
de contacto para evitar la tensión en los bordes, que podría producir
también una deformación permanente.

38. Capacidad de carga estática
La capacidad de carga estática C0 según la definición de la normativa ISO
76:2006 corresponde a una tensión de contacto calculada en el centro de la
superficie de contacto más cargada entre los elementos rodantes y el camino
de rodadura. Esta tensión produce una deformación permanente total del
elemento rodante y del camino de rodadura, que equivale aproximadamente
a 0,0001 del diámetro del elemento rodante. Las cargas son puramente
radiales para los rodamientos radiales, y axiales y centradas para los
rodamientos axiales.
Los valores para la capacidad de carga estática C0 se indican en las tablas de
productos.

39. Carga estática equivalente
A fin de comparar la capacidad de carga estática con las cargas
reales, éstas últimas se deben convertir a una carga equivalente.
La carga estática equivalente P0 se define como la carga
hipotética (radial para los rodamientos radiales y axial para los
rodamientos axiales) que, de ser aplicada, causaría en el
rodamiento la misma carga máxima en los elementos rodantes
que las cargas reales a las que está sometido el rodamiento.

40. Capacidad de carga estática
requerida
La capacidad de carga estática requerida C0, para proteger el rodamiento de la
deformación permanente, se puede calcular según
C0 ≥ s0 P0
donde :
C0=capacidad de carga estática básica [kN]
P0=carga estática equivalente [kN]
s0=factor de seguridad estático
Directrices para los valores mínimos:
Para los rodamientos híbridos, el factor de seguridad estático se debe
incrementar un 10%.
Para los rodamientos axiales de bolas de contacto angular para
accionamientos mediante husillo, se pueden usar factores de seguridad de
hasta s0 = 1.

41. Engranajes
Los engranajes son sistemas de transmisión del movimiento circular de
constituidos por el acoplamiento, diente a diente, de dos ruedas dentadas, una
motriz y otra conducida. A la mayor se le llama corona y a la menor piñón.
Los engranajes son juegos de ruedas que disponen de unos elementos
salientes denominados “dientes”, que encajan entre sí, de manera que
unas ruedas (las motrices) arrastran a las otras (las conducidas o
arrastradas).
Transmiten el movimiento circular a circular.
La condición para que las ruedas “engranen”, es decir, que puedan
acoplarse y transmitir el movimiento correctamente, es que tengan
los mismos parámetros o dimensiones en el diente.
Una rueda dentada transmite el movimiento a la contigua que se mueve
en sentido opuesto al original.
Sos sistemas muy robustos que permiten transmitir
grandes potencias entre ejes próximos, paralelos, perpendiculares
o oblicuos, según su diseño. Por el contrario son bastante ruidosos.

42. PARTES DE LOS ENGRANAJES
En los engranajes se deben diferenciar las siguientes partes, que definen al
propio engranaje y al diente:
Diente de un engranaje. Son los que efectúan el esfuerzo de empuje y
transmiten la potencia desde el eje motriz al conducido. Tienen un perfil
característico que se tiene en cuenta en su diseño y fabricación.
Circunferencia exterior. Es la circunferencia que limita la parte exterior del
engranaje.
Circunferencia interior. Es la circunferencia que limita el pie del diente.
Circunferencia primitiva. Es la circunferencia a lo largo de la
cual engranan los dientes.

44. CLASIFICACION DE LOS
ENGRANAJES
Los Engranajes se pueden encontrar en el mercado en diferentes
presentaciones por eso, es importante que se sepa identificar cada uno de
ellos, por esto se clasifican en dos ramas: Según la forma de sus dientes
o Según la forma de posición de las ruedas dentadas.

45. CLASIFICACION
SEGÚN LA FORMA DE LOS DIENTES
Engranajes rectos: Se utilizan en transmisiones de ejes
paralelos. Son uno de los mecanismos más utilizados, y se
encuentran en cualquier tipo de máquina: relojes, juguetes,
máquinas herramientas, etc.
Engranajes Cónicos: Se emplean para transmitir
movimiento entre ejes perpendiculares, o para ángulos
distintos a 90 grados.
Se trata de ruedas dentadas en forma de tronco de cono, y
pueden ser rectos o curvos (hipoides), siendo estos últimos
muy utilizados en sistemas de transmisión para
automóviles.

46. Engranajes Helicoidales: Sus dientes están dispuestos siguiendo la trayectoria de
hélices paralelas alrededor de un cilindro.
Pueden transmitir movimiento (potencia) entre ejes paralelos o entre ejes que se
cruzan en cualquier dirección (incluso perpendiculares).
Este sistema de engrane de los dientes proporciona una marcha más suave que la
de los engranajes rectos, ya que en el mismo instante hay varios pares de dientes en
contacto, lo cual hace que se trate de un sistema más silencioso, con una
transmisión de fuerza y de movimiento más uniforme y segura.

47. CLASIFIC ACION
SEGÚN LA POSICION DE SUS
DIENTES
Engranajes exteriores: Los dientes de ambas ruedas están
tallados en la superficie exterior.
Engranajes interiores: Los dientes de una
de las ruedas están tallados en la parte
interna.