Sistemas de Rodamiento

Sistemas de rodamiento 1
SISTEMAS DE RODAMIENTO
DIBUJO DE INGENIERIA II
FRANCO ELIAS FLORES GODOY
HANS BORIS CHAVEZ MUÑOZ
UNIVERSIDAD DE LA SERENA
FACULTAD DE INGENIERIA
INEGENIERIA DE EJECUCION MECANICA
LA SERENA
2018

Universidad de La Serena
Facultad de Ingeniería

RESUMEN
La necesidad de comprender ciertos mecanismos que hoy en día sirven no tan solo en los
campos de la ingeniería mecánica, sino aplicables prácticamente en todos los ámbitos
industriales y de tecnología de transporte, conllevo a que se repasaran diferentes tipos de
sistemas mecánicos por parte de algunos académicos, pertenecientes a la clase de Dibujo de
Ingeniería II. Específicamente en esta instancia, los integrantes de este cometido presentan
la investigación del tema “rodamiento”, y que a grandes rasgos se expone información
conceptual de este sistema y su incidencia mecánica que ha tenido en la actualidad.
En este informe el lector podrá comprender la funcionalidad del rodamiento, sus partes y
cómo está conformado a nivel de diseño y propiedades de los materiales. Y de manera general
se dispondrá de información técnica describiendo los tipos de rodamientos más aplicables.
Existe una amplia gama de aplicaciones en que pueden ser utilizados los rodamientos. Como
ingeniero se exige tener un conocimiento claro de los diversos tipos de rodamientos que se
han desarrollado hasta ahora y saber las capacidades propias de cada uno para así, llevar a
cabo una sabia selección.

Tabla de Contenido
1. Introducción......................................................................................................................5
1.1. Tema............................................................................................................................5
1.2. Objetivos.....................................................................................................................5
2.1.1. Objetivos Generales ............................................................................................5
2.1.2. Objetivos Específicos...........................................................................................5
2. Historia ..............................................................................................................................6
2.1. Invención del Rodamiento.........................................................................................6
2.2. Los Rodamientos en la Actualidad...........................................................................7
3. Características de un Rodamiento ..................................................................................7
3.1. Partes Características................................................................................................7
3.2. Principio de Funcionamiento....................................................................................9
3.3. Materiales de Fabricación.......................................................................................10
4. Tipos de Rodamiento......................................................................................................11
4.1. Rodamiento Rígido de Bolas con Ranura Profunda.............................................12
4.2. Rodamiento de Bolas de Contacto Angular ..........................................................13
4.3. Pareja Dúplex...........................................................................................................14
4.4. Rodamiento de Bolas de Contacto Angular de Doble Hilera...............................15
4.5. Rodamiento de Bolas de Cuatro Puntos de Contacto...........................................16
4.6. Rodamiento de Bolas Autolineantes.......................................................................17
4.7. Rodamiento de Rodillos cilíndricos........................................................................18
4.8. Rodamiento de Agujas.............................................................................................19
4.9. Rodamiento de Rodillos Esféricos..........................................................................20
4.10. Rodamiento Axial de Bolas ...................................................................................21
5. Criterios de Selección.....................................................................................................22
6. Apreciaciones ..................................................................................................................22

1. Introducción
1.1. Tema
Sobre el rodamiento… ¿Qué se sabe?
En toda industria la eficiencia y confiabilidad del material y el equipo depende del
rodamiento, el corazón de toda maquinaria rotante.
Es uno de los inventos que ha provocado gran incidencia en la industria automotriz y
se le considera “la rueda de la rueda”, donde básicamente consiste en un sistema rotativo
diseñado como un elemento mecánico que reduce la fricción entre un eje y las piezas
conectadas a este.
El objetivo mecánico consiste en transmitir velocidades de giro para garantizar la
eficacia de los trabajos realizados por aparatos rotativos. Puede llegar a soportar grandes
cargas logrando trabajar a altas temperaturas y velocidades.
1.2. Objetivos
2.1.1. Objetivos Generales
 Adentrarse en los conocimientos técnicos básicos sobre el sistema de rodamiento.
 Advertir el contraste en la funcionalidad de distintos tipos de rodamientos aplicables
en determinados sistemas mecánicos.
 Comprender la influencia mecánica y sus aplicaciones más comunes.
2.1.2. Objetivos Específicos
 Entender el principio de funcionamiento general del rodamiento.
 Analizar las propiedades mecánicas como las propiedades de diseño de partes.
 Descubrir las ventajas y desventajas bajo el punto de vista mecánico e industrial.

 Estudiar las propiedades características más destacadas de los diferentes tipos de
rodamientos más utilizados.
 Realizar un compendio y sintetizar sobre las singularidades preponderantes de los
distintos sistemas de rodamientos para abarcar algunos criterios de selección.
2. Historia
2.1. Invención del Rodamiento
En la antigüedad, el desplazamiento de cargas o solidos se solía hacer por medio del arrastre
o deslizamiento. No fue así, hasta que ocurrió la gran invención de la rueda. Las ruedas solían
ir acopladas por un eje que giraba junto con ellas, y este se sujetaba mediante unos anillos o
cojinetes, de forma que el eje deslizaba dentro de ellos. Esto producía unas perdidas por
fricción además de un desgaste, con lo que había que estar continuamente engrasándolos.
El rodamiento podría definirse como la “rueda de la rueda” y su invención tuvo lugar
cuando el famoso artista Leonardo Da Vinci estudiaba la fricción donde desarrollo (aunque
sólo fue sobre el papel) una especie de rodamiento axial de bolas. Fue desde entonces, que a
lo largo del tiempo se fueron fabricando algunas clases de rodamientos, los cuales, debido a
un escaso conocimiento técnico, no eran tan funcionales. Sin embargo, resulto ser que en el
año 1906 el ingeniero sueco Sven Gustav Wingqvist patentó por primera vez el rodamiento
moderno, haciéndolo práctico en su funcionamiento.
Ilustración 1: rodamiento
axial de bolas diseñado
por Leonardo Da Vinci

2.2. Los Rodamientos en la Actualidad
Debido al avance de la estandarización en el ámbito global los distintos tipos de rodamientos
que han sido desarrollados son fácilmente accesibles. La incidencia de estos radica en el
hecho de que, en sus determinadas y diversas aplicaciones en que pueden ser ocupados,
cumplen apropiadamente su función mecánica en condiciones normales (mientras la vida útil
de este no haya sido alterada). Actualmente, dentro de las empresas más populares que se
dedican al desarrollo y fabricación de distintos tipos de rodamientos, están: SKF, FAG, NSK,
NTN, KOYO, TIMKEN, entre otras.
3. Características de un Rodamiento
3.1. Partes Características
Los rodamientos en general están formados por los siguientes componentes:
a. Dos anillos o aros con camino de rodadura.
b. Elementos rodantes (bolas o rodillos).
c. Una jaula que guía a los elementos rodantes.
Ilustración 2: aros interno y externo con camino de rodadura

Ilustración 3: jaula de elementos rodantes
Ilustración 4: elementos rodantes de bolas
Otros componentes secundarios, pero no menores, son los sellos laterales y el tipo de
lubricante que contiene. Ambos cumplen una función en común que es la de mantener
protegido al rodamiento de agentes corrosivos. El lubricante por su parte minimiza la fricción
existente entre los elementos en movimiento. Además, debido a sus propiedades térmicas
envuelve las partes internas del rodamiento para mantener una temperatura estable por medio
de un sistema de refrigeración. Por otra parte, el sello cumple su función selladora que evita
posibles fugas del lubricante en caso de que éste sea aceite. En circunstancias puede no estar
presente, o simplemente estar sólo en una de las caras laterales.

3.2. Principio de Funcionamiento
Para analizar el mecanismo de un rodamiento es necesario entender todas sus partes como
un todo. Asumiendo los componentes nombrados anteriormente como los más relevantes, un
sistema de rodamiento se constituye también de los elementos adyacentes tales como el eje
y los soportes.
El objetivo mecánico consiste en reducir la fricción generada entre un eje que gira y los
soportes. Para entender mejor el proceso de funcionamiento, que conlleva a este objetivo, se
presenta a continuación los eventos que ocurren en el instante en el que el rodamiento está
funcionando. El estudio se realiza desde el centro del sistema hacia su parte más externa, es
decir, desde el eje hasta el soporte:
1. El eje gira: debido al contacto fijo en que se encuentra respecto del anillo interno la
velocidad angular de ambos es la misma.
2. Transmisión de movimiento: el eje transmite su movimiento hacia los elementos
rodantes por medio del contacto que hacen éstos con el aro interno.
3. Rodadura: el movimiento transferido a los elementos rodantes les permite rodar y
desplazarse con respecto a el camino de rodadura del aro externo.
4. Movimiento de rodamiento puro: el punto de contacto entre el elemento rodante y la
superficie en que rueda tiene velocidad cero, que se traduce en un movimiento sin
fricción generada en ese punto.
5. Soporte de cargas: El cojinete o soporte transmite la fuerza de cargas al rodamiento
abarcando desde su parte más externa hasta el aro interno, pero no produce fricción
con los elementos internos en movimiento.

3.3. Materiales de Fabricación
Para el uso correcto de los materiales utilizados en el procedimiento industrial de la
fabricación de rodamientos, se debe tener un conocimiento pleno de una serie de
consideraciones. Dentro de las más típicas están:
 Para aros y elementos rodantes:
 Propiedades mecánicas como la dureza y la resistencia térmica: los
componentes del rodamiento deben ser resistentes a la deformación de
esfuerzos provocados por el propio funcionamiento y deben ser útiles para
soportar determinadas cargas. Debido a que el mecanismo requiere de trabajar
a grandes temperaturas, las partes dinámicas internas (camino de rodadura y
elementos rodantes), en el procedimiento de fabricación deben recibir
tratamiento térmico. Generalmente el material que cumple con estas
condiciones es el acero rico en carbono y cromo.
 Tipo de lubricación: puede ser aceite o grasa y debe cubrir las partes internas
del rodamiento, las cuales deben estar limpias y lisas. Busca proteger al
material de agentes corrosivos.
 Estabilidad dimensional: las dimensiones de cada componente deben estar
fabricados con los más altos estándares de precisión para garantizar el buen
rendimiento del funcionamiento. Es necesario desarrollar el diseño de partes
con dimensiones exactas al usar el determinado material.

 Para jaulas:
 Fricción y deformación: debido al contacto con los elementos rodantes, en el
funcionamiento se genera rozamiento mutuo. Para no afectar el movimiento
de estos elementos, se busca utilizar un material con un bajo coeficiente de
fricción. Además, se considera la resistencia a la deformación, por las fuerzas
que se generan en el movimiento de la jaula. En general los materiales más
comunes que se utilizan son la poliamida, chapa de acero, el latón y la resina.
 Para sellos:
 Protección adecuada: debe sellar y encajar correctamente en el rodamiento
para evitar fugas del lubricante sin afectar los componentes químicos de éste.
Se encuentra comúnmente fabricado de acero, aunque en ocasiones se puede
elaborar de caucho.
4. Tipos de Rodamiento
Existen diversos tipos que cumplen distintas funciones. Más adelante se presentan los más
comunes. No obstante, los rodamientos se pueden clasificar a grandes rasgos de la siguiente
forma:
Según la dirección de la carga principal:
 Radial: la dirección de la fuerza de carga es paralela al plano de giro.
 Axial: la dirección de la fuerza de carga es perpendicular al plano de giro.
Según la clase de elemento rodante:
 Bolas: generan un contacto angular con la superficie del camino de rodadura.
 Rodillos: generan un contacto lineal con el camino de rodadura. Pueden llegar
a soportar mayor carga en una sola dirección.

Dibujo I: rodamiento de bolas
de ranura profunda
4.1. Rodamiento Rígido de Bolas con Ranura Profunda
Se trata de uno de los rodamientos más usado. Su versatilidad se debe a que cumple una
función estándar para diversas aplicaciones. Este rodamiento con elementos de bolas,
facultado para soportar cargas radiales, posee las siguientes características:
o Su uso está ampliamente difundido.
o Arcos circulares de las pistas de rodadura ligeramente superior al de las bolas.
o Altamente adecuado para aplicaciones que requieran altas velocidades y bajas
perdidas de potencia.
o Pueden contar con blindaje de acero o goma en una o ambas caras y están pre
lubricados con grasa.
o Para las jaulas suelen usarse las de acero estampado.

Dibujo II: rodamiento de bolas de
contacto angular
4.2. Rodamiento de Bolas de Contacto Angular
El diseño de los caminos de rodadura le permite funcionar de tal manera que pueda soportar
cargas axiales y radiales en una dirección. Se reduce mejor la fricción ya que existe menos
contacto entre los elementos rodantes y los anillos. Otras características que se pueden
encontrar son las siguientes:
o Disponibles en distintos y pequeños ángulos de contactos.
o Generalmente se prefiere someterlo a grandes velocidades por lo que se prioriza tener
un menor ángulo de contacto, soportando menor carga axial.
o En general se usan dos rodamientos por pares.
o Habitualmente se usan jaulas de acero en rodamientos de alta precisión. También se
usan jaulas de resina de poliamida.

Dibujo III: unión de dos rodamientos independientes
4.3. Pareja Dúplex
Consiste en combinar dos rodamientos independientes. Se establece que:
o Generalmente están formados por rodamientos de bolas de contacto angular o por
rodamientos de rodillos cónicos.
o Las posibles combinaciones de rodamientos permiten, o bien aceptar cargas axiales
y radiales en ambas direcciones, o bien soportar fuertes cargas axiales en una
dirección.
o Se emparejan cara con cara o espalda con espalda.

Dibujo IV: rodamiento de
bolas de doble hilera
4.4. Rodamiento de Bolas de Contacto Angular de Doble Hilera
Tiene como objetivo soportar una carga mayor en el plano radial. Podría reemplazar al
rodamiento rígido de bolas cuando las aplicaciones requieran de un rodamiento que se someta
a solicitaciones aún mayores.
En síntesis, posee las siguientes características:
o Son rodamientos con un único anillo interior y exterior que poseen dos pistas de
rodadura en paralelo.
o Pueden soportar cargas radiales en cualquier dirección.

Dibujo V: rodamiento de bolas
de cuatro puntos de contacto
4.5. Rodamiento de Bolas de Cuatro Puntos de Contacto
Cosiste principalmente en un rodamiento que tiene su anillo interno divido en dos por un
plano radial, esto le permite desmontarse más fácilmente. Puede llegar a presentar rebajes en
los extremos de los aros internos para facilitar el flujo del lubricante. Dentro de otras
características destacadas están:
o Pueden soportar cargas radiales desde cualquier dirección.
o Un solo rodamiento de este tipo puede reemplazar a una pareja dúplex de contacto
angular de las combinaciones cara-a-cara o espalda-a-espalda.

Dibujo VI: rodamiento de
bolas a rótula
4.6. Rodamiento de Bolas Autolineantes
También llamado “rodamiento de bolas a rótula” cumple una función similar al rodamiento
de bolas de doble hilera, con la excepción de que su diseño de camino de rodadura del aro
externo le permite una auto alineación del eje. En resumen, se presentan las características
destacas en los siguientes puntos:
 Anillo interior tiene dos pistas de rodadura, mientras que el anillo exterior posee una
sola pista esférica con el centro que coincide con el centro del rodamiento.
 Ventajosamente se corrigen de forma automática pequeños desajustes en la alineación
angular del eje y del alojamiento producidos en el mecanizado o por errores en el
ensamblaje.

Dibujo VII: rodamiento de
rodillos cilíndricos
4.7. Rodamiento de Rodillos cilíndricos
Caracterizado principalmente por un contacto lineal entre las superficies de los caminos de
rodadura y los elementos rodantes. Esto le permite distribuir mejor las fuerzas externas en la
superficie, soportando mucho mejor las cargas radiales de una única dirección. En resumen,
los principales puntos a destacar son los siguientes:
o Elevada capacidad de carga radial y apto para altas velocidades.
o Anillos interiores y exteriores separables.
o En aquellos en donde el aro interior o exterior poseen dos guías laterales y el otro aro
una, pueden llegar a soportar una carga axial en una dirección.
o Generalmente se hace uso de jaulas de acero estampado o bronce mecanizado.

Dibujo VIII: rodamiento de
agujas
4.8. Rodamiento de Agujas
Es similar al tipo de rodamiento con elementos cilíndricos, sólo que con algunas ventajas. La
característica más predominante es el espacio interior que tiene el rodamiento. Otros detalles
a mencionar son los siguientes:
o Ensamblan muchos rodillos finos cuya longitud es de 3 a 10 veces su diámetro y un
aro exterior de plancha fina.
o Capacidad de carga radial bastante elevada teniendo en cuenta su sección.
o Generalmente se confeccionan sin aro interior.
o Útil en aplicaciones cuyo espacio radial es limitado y las caras de la aplicación donde
apoya el rodamiento sirven de camino de rodadura.

Dibujo IX: rodamiento de doble
hilera de rodillos a rotula
4.9. Rodamiento de Rodillos Esféricos
También llamado “rodamiento de rodillos a rótula” se le considera el caballo de carga de la
familia de rodamientos de rodillos, capaz de soportar cargas axiales y radiales pesadas en
cualquier dirección y de tolerar una desalineación dinámica como la estática. Se encuentra
en todo tipo de plantas industriales. Entre otras especificaciones están:
o Cuenta con rodillos en forma de barril entre el anillo interior que tiene dos pistas de
rodadura y el anillo exterior que tiene una sola pista de rodadura.
o Adecuados en usos en donde hay cargas elevadas y de impacto.
o Jaulas confeccionadas de acero estampado o bronce mecanizado.

Dibujo X: rodamiento axial de bolas
4.10. Rodamiento Axial de Bolas
Este tipo de rodamiento es apto solo para soportar cargas axiales, y se caracteriza
principalmente por lo siguiente:
o Se componen de anillos de eje, anillos de alojamiento y coronas de bolas, los que se
pueden montar por separado.
o Diseñados para soportar solamente cargas axiales.
o Disponibles como rodamientos de simple o doble efecto.
o Jaulas pueden ser de chapa de acero o de latón.

5. Criterios de Selección
¿Cómo seleccionar un rodamiento?
No existe un procedimiento estándar tipificado para saber decidir qué tipo de
rodamiento utilizar en determinadas aplicaciones, por ende, se analiza el sistema desde
distintos puntos de vista. La lista de posibles aplicaciones para los rodamientos es
prácticamente infinita, ya que se utilizan en una gama muy amplia de condiciones y en
diferentes entornos operativos. No obstante, se presenta a continuación algunas
consideraciones que se toman en cuenta al momento de analizar la selección de un
rodamiento. Los criterios de selección que se llevan a cabo se manejan según:
1) El espacio de instalación.
2) El índice de carga.
3) La velocidad de funcionamiento.
4) La rigidez del mecanismo.
5) El ruido de funcionamiento o vibraciones.
6) La precisión de funcionamiento.
7) El montaje y desmontaje.
8) La disposición del rodamiento.
6. Apreciaciones
El montaje del rodamiento no está completo sin la aplicación del lubricante correcto y la
posterior verificación de le efectividad del sellado. La eficacia del rodamiento se basa en la
limpieza y manipulación cuidadosa. Es muy importante seleccionar el rodamiento que más
se adecue a la aplicación requerida para buscar el rendimiento óptimo del sistema.

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