Este documento describe los diferentes tipos de cojinetes de rodadura, incluyendo sus componentes, materiales, nomenclatura y ventajas sobre otros tipos de cojinetes. Explica que los cojinetes de rodadura usan bolas o rodillos entre las pistas interior y exterior para permitir el movimiento relativo con baja fricción. También cubre conceptos como la carga dinámica básica y su relación con la vida útil del cojinete.

1. COJINETE DE
CONTACTO RODANTE
Equipo 1:
• Luis Roberto Hernández Gómez
• Carlos Alberto Contreras León
• Dennis Arias Chable
• Diego Abelardo Calderón Rodríguez
• Miguel Antonio Ovando Guillermo

2. INTRODUCCIÓN
• Siempre que dos piezas tienen movimiento
relativo, forman un cojinete por definición, sin
importar su forma ni su configuración.
Generalmente es necesario lubricar cualquier
cojinete para reducir la fricción y eliminar el
calor. Los cojinetes pueden rodar o deslizarse, o
bien, hacer ambas cuestiones al mismo tiempo.
• Los cojinetes se usan para soportar una carga y al
mismo tiempo permitir el movimiento relativo
entre dos elementos de una máquina. Algunos
cojinetes usan elementos rodantes, como bolas
esféricas o rodillos cilíndricos o cónicos. Con ello
se obtiene un coeficiente de fricción muy bajo

3. • El término cojinetes con contacto de
rodadura se refiere a una gran
variedad de cojinetes llamados
rodamientos (en México la mayoría
de las personas los conoce como
baleros), los cuales usan bolas
esféricas o algún otro tipo de rodillos
entre los elementos estacionario y
móvil. El tipo más común de cojinete
soporta un eje rotatorio, y resiste
cargas puramente radiales, o una
combinación de cargas radiales y
axiales (de empuje). Algunos
cojinetes están diseñados para
soportar solamente cargas de
empuje

4. TIPOS DE COJINETES
DE RODAMIENTO
• Los rodamientos se fabrican normalmente en una
amplia variedad para dimensiones estándar de
diámetro interior, exterior y ancho, y con tolerancias
también estandarizadas.

5. Comparación
de los tipos de
rodamientos
• Las cargas radiales actúan
hacia el centro del cojinete, a
lo largo de un radio.
• Las cargas de empuje son
aquellas que actúan paralelas a
la línea central del eje.
• El desalineamiento se refiere a
la desviación angular de la
línea central del eje en el
rodamiento, respecto al eje
real del mismo rodamiento.

6. Comparación de los Materiales de los rodamientos
• El material que más se usa en los
rodamientos es el acero AISI 52100,
el cual tiene un contenido de
carbono muy alto, de 0.95 a 1.10%,
junto con 1.30 a 1.60% de cromo,
0.25 a 0.45% de manganeso, 0.20% a
0.35% de silicio, y otros elementos
de aleación en cantidades bajas,
pero controladas. Se reducen al
mínimo las impurezas, en forma
cuidadosa, para obtener un acero
muy limpio. El material se endurece
totalmente hasta el intervalo de 58 a
65 en la escala Rockwell C, para darle
la capacidad de resistir un gran
esfuerzo de contacto.

7. • Una evaluación excelente del desalineamiento en la tabla indica que el
rodamiento puede adaptarse a una desviación angular hasta de 4.0°.
• Un rodamiento con calificación regular puede resistir hasta 0.15°
• Una calificación mala indica que los ejes rígidos requieren menos de 0.05º de
desalineamiento.

8. La mayoría de los cojinetes de bolas modernos se hacen con acero AISI 5210
y endurecido en alto grado, ya sea total o superficialmente. Esta aleación
cromo-acero se puede endurecer completamente hasta HRC 61-65. Los
cojinetes de rodillos se fabrican a menudo con aleaciones de acero AISI
3310, 4620 y 8620, con recubrimiento endurecido.
Materiales
Los cojinetes de elementos rodantes son elaborados por los principales
fabricantes alrededor del mundo, en dimensiones estándares, definidas por
la Asociación de Fabricantes de Cojinetes Anti-Fricción (AFBMA) y/o la
Organización Internacional de Estándares (ISO); por lo tanto, son
intercambiables.
Manufactura

9. Componentes
• Los componentes de
un cojinete con
contacto de rodadura
típico son la pista
interior, la pista
exterior y los
elementos rodantes.

10. • En general, la pista exterior es estacionaria, y
está sujetada a la caja de la máquina. La pista
interior se introduce a presión en el eje
giratorio y, en consecuencia, gira con él.
• La presencia de las bolas permite una rotación
muy uniforme, con poca fricción por parte del
eje. El coeficiente de fricción típico para un
rodamiento es de 0.001 a 0.005,
aproximadamente.
• La presencia de sellos, demasiado lubricante,
o cargas excepcionales aumenta esos valores.

11. NOMENCLATURA
• La selección de un rodamiento, con la ayuda del catálogo de su
fabricante, implica determinar la capacidad de carga y la geometría del
rodamiento. La tabla se muestra una parte de los datos, tomada de un
catálogo para dos tamaños de rodamientos de una hilera de bolas y
ranura profunda.

15. • El número del rodamiento suele indicar
la clase y el tamaño del barreno del
rodamiento
• El número que antecede a los dos
últimos indica la clase. Por ejemplo,
varios fabricantes usan la serie 100 para
indicar extra ligera, 200 para ligera, 300
para la intermedia y 400 para trabajo
pesado. A los tres dígitos pueden
anteceder otros que indiquen un código
de diseño especial del fabricante, como
en el caso de la tabla 14-3. La figura 14-
11 muestra el tamaño relativo de las
diferentes clases de rodamientos.
• En pulgadas, los rodamientos se
consiguen con barrenos que van de
0.125 hasta 15.000 pulgadas.

16. VALOR C DE LA CARGA
DINÁMICA BÁSICA
• la vida a la fatiga L10 de cojinetes de elementos rodantes es
inversamente proporcional a la tercera potencia de la carga
para cojinetes de bolas, así como a la potencia 10/3 para
cojinetes de rodillos. Estas relaciones se expresan como
• donde L10 es la vida a la fatiga expresada en millones de
revoluciones, P es la carga constante aplicada* y C es el valor
de carga dinámica básica para el cojinete específico, definido
por el fabricante y publicado para cada cojinete en los
catálogos
• El valor C de la carga dinámica básica se define como la carga
que proporcionará una vida de un millón de revoluciones en la
pista interior. Esta carga C normalmente es más grande que
cualquier carga práctica a la que uno sujetaría a cierto
cojinete, debido a que la vida deseada suele ser mucho mayor
que un millón de revoluciones. De hecho, algunos cojinetes
fallarían estáticamente, si en realidad se someten a una carga
igual a C. Simplemente es un valor de referencia que permite
que la vida del cojinete se pronostique en cualquier nivel de la
carga aplicada real

17. DEFORMACIÓN
• Los esfuerzos requeridos para causar deformación
estática de 0.0001d en el cojinete de acero son
bastante altos; van desde aproximadamente 4 GPa
(580 kpsi) para cojinetes de rodillos hasta 4.6 GPa (667
kpsi) en cojinetes de bolas. Los fabricantes de
cojinetes publican un valor C0 de carga estática básica
para cada cojinete, calculado de acuerdo con los
estándares de la AFBMA. Algunas veces se puede
exceder esta carga sin que se presente la falla, sobre
todo cuando las velocidades de giro son bajas, lo cual
elimina los problemas de vibración. Usualmente se
necesita una carga de 8C0 o mayor para fracturar un
cojinete

18. RELACIÓN ENTRE LA CARGA Y DURACIÓN DEL
RODAMIENTO
• A pesar de usar aceros de muy alta resistencia, todos los rodamientos tienen
una duración finita, y terminarán por fallar debido a la fatiga causada por altos
esfuerzos de contacto. Pero es obvio que, mientras menor sea la carga, la
duración será mayor, y viceversa. La relación entre la carga P y la duración L se
determina, para los cojinetes con contacto de rodadura, con:
𝐿2
𝐿1
=
𝑃1
𝑃2
𝑘
EC. 14-1
Donde:
k = 3.00 para los rodamientos de bolas
k = 3.33 para los rodamientos de rodillos

19. EJERCICIOS
• En un catálogo aparece la capacidad de carga dinámica para
un rodamiento de bolas, como 7050 lb para una duración
nominal de un millón de revoluciones. ¿Cuál sería la duración
esperada L10 del rodamiento, si se sometiera a una carga de
3500 lb?

21. EJEMPLOS DE SUJETADORES
Un sujetador mecánico es un dispositivo que se utiliza para unir (o sujetar)
mecánicamente dos o más objetos.
• Sujetadores generales: llaves, pasadores, anillos de retención, etc. A
menudo están asociados con ejes.
• Sujetadores roscados: pernos, tornillos, espárragos, tornillos de fijación,
etc. Son el tipo más usado de sujetadores no permanentes, ya que
pueden retirarse y reutilizarse fácilmente.

22. SUJETORES ROSCADOS
• Pernos: un perno tiene una cabeza en un extremo y roscas en el
otro extremo y está emparejado con una tuerca.
• Tornillos: los tornillos se utilizan para unir dos piezas de
acoplamiento y similares a los pernos, tienen una cabeza en un
extremo y roscas en el otro. Sin embargo, los tornillos
generalmente tienen roscas más largas que los pernos, y también
se pueden hacer con cabezas ranuradas. Los tornillos a veces se
dividen en dos subcategorías: tornillos de cabeza y tornillos de
máquina. Los tornillos de máquina son generalmente más
pequeños que los tornillos de cabeza y se usan para atornillar en
materiales delgados.
• Espárragos: un espárrago es una varilla que se enrosca en ambos
extremos y une dos partes de acoplamiento. Se puede usar una
tuerca en un extremo.

23. SUJETORES ROSCADOS
• Pernos: un perno tiene una cabeza en un extremo y roscas en el
otro extremo y está emparejado con una tuerca.
• Tornillos: los tornillos se utilizan para unir dos piezas de
acoplamiento y similares a los pernos, tienen una cabeza en un
extremo y roscas en el otro. Sin embargo, los tornillos
generalmente tienen roscas más largas que los pernos, y también
se pueden hacer con cabezas ranuradas. Los tornillos a veces se
dividen en dos subcategorías: tornillos de cabeza y tornillos de
máquina. Los tornillos de máquina son generalmente más
pequeños que los tornillos de cabeza y se usan para atornillar en
materiales delgados.
• Espárragos: un espárrago es una varilla que se enrosca en ambos
extremos y une dos partes de acoplamiento. Se puede usar una
tuerca en un extremo.

26. Para llave inglesa
Para apriete
manual
Para destornillador Para llave Allen
SISTEMAS DE APRIETE PARA LAS DISTINTAS FORMAS DE CABEZAS:

27. VENTAJAS
• Los cojinetes de rodamiento tienen varias
ventajas sobre los cojinetes de contacto
deslizantes y viceversa. lista las siguientes
ventajas de los cojinetes rodantes sobre los
cojinetes deslizantes:
1. Baja fricción en el arranque y la operación, μ
estático ≅ μ dinámico en el intervalo de 0.001 a
0.005
2. Pueden soportar cargas radiales y de empuje
combinadas
3. Menos sensibilidad a las interrupciones de
lubricación
4. No hay inestabilidades de autoexcitación
5. Buen arranque a bajas temperaturas
6. Se puede sellar el lubricante dentro del cojinete
y “lubricar de por vida”
7. Usualmente se requiere menos espacio en
dirección axial

28. DESVENTAJA
1. Los cojinetes rodantes pueden fallar, con el
tiempo, por fatiga
2. Requieren más espacio en la dirección radial
3. Capacidad de amortiguamiento deficiente
4. Mayor nivel de ruido
5. Algunos tienen requerimientos de alineación
más severos 6. costo alto

29. REFERENCIAS
A.G.M. Michell, “Progress of Fluid-Film Lubrication”, Trans.
ASME, 51: pp. 153-163, 1929.
T.A. Harris, Rolling Bearing Analysis. John Wiley & Sons:
Nueva York, 1991.
D.F. Wilcock y E.R. Booser, Bearing Design and Application.
McGraw-Hill: Nueva York, 1957.
A.H. Burr y J.B. Cheatham, Mechanical Analysis and Design,
2a. ed., Prentice-Hall: Englewood Cliffs, N.J., pp. 31-51, 1995.
R.C. Elwell, “Hydrostatic Lubrication”, en Handbook of
Lubrication, E.R. Booser, ed., CRC Press: Boca Raton, Fla., p.
105, 1983