4. Ventajas de Rodamientos
sobre Cojinetes de Fricción
NO se
diseña, se
selecciona
Menor
temperatura de
operación
Menor costo de
mantenimiento
Menor tamaño
en función de
carga
Facilidad de
sustitución
Menor
consumo de
lubricante
Mayor
velocidad
admisible
Gran
capacidad de
carga
Escaso
Rozamiento,
en arranque
Reducido
desgaste de
operación
5. Desventajas de
Rodamientos sobre
Cojinetes de Fricción
Limitado
plazo de
servicio
Altas tensiones
por contacto
Menor capacidad
de
amortiguamiento
de vibraciones
Mayor costo
de
producción
Elevadas
dimensiones
diametrales
Contacto
metálico entre
cuerpos rodantes
y jaulas
6. RODAMIENTO
Cojinete de Contacto Rodante
Cojinete Antifricción
Cojinete de Rodadura
Transfiere la carga
principal
Mediante elementos
de contacto rodante
Elementos normalizados
Dimensiones
Tolerancias
Bolas Rodillos
7. CLASIFICACIÓN
DE
RODAMIENTOS
Por el tipo de carga que
soporta
Por el tipo de elementos
rodantes
Cargas Axiales
Cargas Radiales
Cargas Mixtas
De Bola
De Rodillo
Cilíndrico
Cónico
Aguja
Barril
12. Vida de los Rodamientos
Condiciones
de operación
Rodamiento limpio
Lubricación del rodamiento
Montado adecuadamente
Aislado de polvo y suciedad
Razonables temperaturas de operación
OK
Fatiga es la única causa de Falla
Buen Uso Rodamiento
13. SELECCIÓN DE RODAMIENTOS
Se selecciona en base a dos
parámetros fundamentales
El tipo de Rodamiento
1
2 El tamaño de Rodamiento
14. SELECCIÓN DEL TIPO DE RODAMIENTO
Espacio disponible
Magnitud y dirección de la carga
Velocidad
Rigidez de los rodamientos
Temperatura de trabajo
Precisión
Desalineación angular
Rozamiento
Juego Interno
Facilidad de Montaje
Desplazamiento axial (Rodamientos libres)
Funcionamiento silencioso
15. SELECCIÓN DEL TAMAÑO DEL RODAMIENTO
-La solicitación estática tiene lugar si el rodamiento está en
reposo o gira lentamente (hasta 20 rpm).
-Si el rodamiento gira a más rpm se habla de una solicitación
dinámica
Capacidad de Carga.- Cualidad del rodamiento para soportar cargas.
Capacidad de carga dinámica C.- expresa la carga que puede soportar el
rodamiento alcanzando una duración nominal de 1’000.000 de revoluciones. Se basa
en la vida alcanzada o sobrepasada por el 90% de los rodamientos examinados. A
esta vida se le denomina Vida Nominal.
Capacidad de carga estática Co.- carga que produce una deformación permanente
total del elemento rodante y el camino de rodadura, en el punto de contacto más
cargado.
Un rodamiento puede
estar solicitado estática
o dinámicamente.
16. SELECCIÓN DEL TAMAÑO DEL RODAMIENTO
VIDA.- número máximo de revoluciones que el rodamiento puede dar antes de que se
manifieste el primer signo de fatiga en uno de sus aros o elementos rodantes
Vida Nominal.- Vida alcanzada o sobrepasada por el 90% de los rodamientos
aparentemente idénticos de un grupo suficientemente grande
Vida Media.- Aproximadamente 5 veces la vida nominal
Vida de Servicio.- duración alcanzada por un rodamiento antes de fallar
Vida especificada.- es determinada por una autoridad en la materia en base a datos
hipotéticos de carga y velocidad suministrados por la misma autoridad
Carga estática equivalente Po.- es el valor de una carga ficticia radial para rodamientos
radiales y axial para rodamientos axiales, que si se aplicase produciría la misma
deformación permanente que las cargas reales combinadas
17. Efecto carga-vida del rodamiento a confiabilidad nominal
Un fabricante de cojinetes elige un valor nominal de ciclos:
para la compañía Timken, 90(106) revoluciones)
A esta vida se le denomina como clasificación de carga de catalogo y se representa
algebraicamente como C10.
Al seleccionar un rodamiento para una aplicación dada, es necesario relacionar la carga
deseada y los requisitos de vida con la carga nominal de catálogo publicada que corresponde
a la vida nominal de catálogo.
a = 3 para cojinetes de bolas
a = 10/3 para cojinetes de rodillos (rodillo cilíndrico y cónico)
Donde factor a
18. Se tiene la expresión siguiente para una carga nominal de catalogo en función de la
carga deseada, la vida deseada y la vida nominal de catálogo.
Cuando se necesite expresar la vida a una velocidad dada, se tiene:
Ademas, se puede escribir
19. Supervivencia del Rodamiento
A carga constante, la distribución de la medida de la vida esta sesgada a la derecha, como
se muestra en la figura.
20. Mediante el ajuste de Weibull, la confiabilidad puede expresarse como:
la medida de la vida se expresa adimensionalmente como x = L/L10
donde
R = confiabilidad
x = variante adimensional de la medida de la vida, L/L10
x0 = valor garantizado o “mínimo” de la variante
Ɵ = parámetro característico que corresponde al valor 63.2121
b = parámetro de la forma que controla el sesgo
Expresión explicita de la función de distribución acumulativa:
21. Relación carga-vida-confiabilidad
La carga deseada no es la carga de ensayo o la carga del catalogo del fabricante. La
velocidad deseada es diferente a la velocidad de ensayo del proveedor y la expectativa de
confiabilidad es mucho mayor que 0.90, que acompaña la anotación del catalogo.
La carga nominal de catalogo, se da mediante:
La ecuación anterior se utiliza para convertir de una situación de diseño con una carga, una
vida y una confiabilidad deseadas a una carga nominal de catálogo sobre la base de una vida
nominal con confiabilidad de 90%.
Donde:
af = Factor de aplicación (factor de seguridad)
FD = Carga de diseño
RD = Confiabilidad deseada
x = variante adimensional de la medida de la vida, L/L10
x0 = valor garantizado o “mínimo” de la variante
Ɵ = parámetro característico que corresponde al valor 63.2121
b = parámetro de la forma que controla el sesgo
22. Cargas combinadas, radial y axial
Un cojinete de bolas es capaz de resistir cargas radiales y de empuje. Además, las cargas se
pueden combinar.
Donde:
Fe = Carga radial equivalente a las fuerzas axial y radial combinadas
Fr = Carga de empuje radial
Fa = Carga de empuje axial
X = Ordenada al origen
Y = Pendiente de la recta
V = Factor de rotación
i = Función de e
V = 1 cuando el anillo interior gira
V = 1.2 cuando el que gira es el anillo exterior
Factor de rotación V
23. e se define como la intersección de
las dos líneas
24. En la tabla se enumeran los valores de X1, Y1, X2 y Y2 como una función de e, que a su vez es
una función de Fa/C0, donde C0 es la clasificación de catalogo de carga estática del
rodamiento.
Factores de carga radial equivalente para rodamientos de bolas
La deformación de carga estática básica C0 es la carga que producirá una deformación
permanente total en la pista de rodadura y en los elementos rodantes en cualquier punto de
contacto.
25. La clasificación de carga estática C0 se tabula, junto con la clasificación básica de carga
dinámica C10, en muchas de las publicaciones de fabricantes de cojinetes; por ejemplo, vea la
tabla siguiente.
Dimensiones y clasificaciones de carga para cojinetes de bolas de contacto angular, de una fila, serie 02,
de ranura profunda
30. Los diámetros de los hombros del alojamiento y de los del eje que se muestran en las tablas
se emplearan siempre que sea posible para asegurar un soporte adecuado para el cojinete y
resistir las cargas de empuje máximas.
Los diámetros del árbol dS y del hombro
del alojamiento dH necesitan ser
adecuados para asegurar un buen
soporte del cojinete.
31. En la tabla siguiente se presentan las dimensiones y clasificaciones de carga de algunos
cojinetes de rodillos cilíndricos.
32. La siguiente tabla contiene recomendaciones sobre la vida de cojinetes de algunas clases de
maquinaria
33. Los factores de aplicación de carga que se muestran en la siguiente tabla, sirven para el
mismo fin que los factores de seguridad: se emplean para incrementar la carga equivalente
antes de seleccionar un cojinete.
34. La clasificación de carga estática esta dada en las tablas de catálogos de cojinetes. Proviene
de las ecuaciones
donde
C0 = clasificacion de carga estatica de cojinete, lbf (kN)
nb = numero de bolas
db = diametro de las bolas, pulg (mm)
M= adopta los valores de los cuales la siguiente tabla es representativa
donde
C0 = clasificacion de carga estatica de cojinete, lbf (kN)
nr = numero de rodillos
d = diametro de los rodillos, pulg (mm)
lc = longitud de la linea de contacto, pulg (mm)
M= adopta los valores de los cuales la siguiente tabla es representativa
