1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE TECNOLOGÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA
ELEMENTOS DE MAQUINAS II
ING. JULIO CHIRINOS
MARZO DE 2009

2. COJINETES
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CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
COJINETES DESLIZANTES
DEFINICIONES
PRPIEDADES DE LOS COJINETES
CLASIFICACION
LUBRICACION TIPOS
TIPOS
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
RODAMIENTOS
DEFINICIÓN – CARACTERÍSTICAS
CLASIFICACION DE LOS
RODAMIENTOS
NORMALIZACIONES
MONTAJE
CAPACIDAD DE CARGAS
SELECCIÓN Y UTILIZACION DE
RODAMIENTOS NORMALIZADOS
LUBRICACIÓN
CATÁLOGOS DE RODAMIENTOS

3. COJINETES
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COJINETES DE CONTACTO DESLIZANTE
DEFINICIÓN
Se denomina cojinete de deslizamiento (COJINETE) al
tipo de APOYO en el que su funcionamiento se
sustenta en el movimiento relativo entre sus
superficies, denominado contacto por deslizamiento
PARTES
MuñónCojinete o
chumacera
PROPÓSITO
Proporcionar soporte radial
a una flecha giratoria

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INTRODUCCIÓN
COJINETE
Elemento mecánico QUE SIRVE DE
APOYO O SOPORTE, con partes
facilitan el movimiento ROTATORIO
disminuyendo EL ROZAMIENTO, se
utilizan como APOYOS en árboles o
ejes.
COJINETE DE DESLIZAMIENTO
Deslizamiento plano
RODAMIENTO O COJINETE
ANTIFRICCIÓN Fricción por rodadura de
algún tercer elemento
como rodillos o bolas
La mayoría de los cojinetes están
destinados como apoyos de ejes rotativos,
de manera que absorban las cargas que
actúan sobre éstos, permitiendo su
movimiento de rotación con baja fricción

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ING. JULIO CHIRINOS 5
COJINETES O CHUMACERAS
ho
e
O
O’
Muñón
Cojinete

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PROPIEDADES QUE DEBEN TENER LOS COJINETES
No deben desgastar ni rayar la superficie del eje que soportan,
aunque se interrumpa el flujo de aceite entre ambos materiales
por ruptura de la bomba de aceite u otro motivo.
Tienen que soportar temperaturas superiores a los 150ºC sin
deformaciones que permitan desplazamiento de la capa
antifricción.
Tienen que ser lo suficientemente blandos como para que se
incrusten en ellos las partículas sólidas que pueda contener el
aceite sin dañar el eje que soportan.
Tienen que resistir la acción corrosiva de los ácidos presentes
en el aceite.
Se deben fabricar con las tolerancias adecuadas para un óptimo
funcionamiento

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CLASIFICACIÓN DE LAS COJINETES
Cojinetes Hidrodinámicas (autoaccionadas): Dependen por completo del
movimiento relativo del muñón y la chumacera para establecer presión en la
película para soportar la carga.
Cojinetes Hidrostáticos (externamente presurizadas): Logran soporte de la
carga por medio del suministro del fluido desde una fuente externa de alta
presión y no requiere movimiento relativo entre las superficies del muñón y la
chumacera.
Cojinetes Híbridos: Se diseñan para usarse tanto con el principio
hidrodinámico como con el principio estático para conseguir soporte para la
carga entre las superficies en movimiento.
De acuerdo con el mecanismo de fluido que
establece la capacidad de carga de la película
Cojinetes Completos: La superficie de la chumacera rodea por completo al
muñón. Son fáciles de hacer y no cuestan mucho. Más comúnmente usadas
Cojinetes Parciales: La superficie de la chumacera se extiende sólo a lo largo
de un segmento de la circunferencia, generalmente 180° o menos. Se usan en
situaciones en las que la carga es principalmente unidireccional
Cojinetes con holgura: El radio del cojinete excede el radio del muñón
Cojinetes ajustados: Los radios del cojinete y el muñón son iguales
De acuerdo a la forma del Cojinete

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LUBRICACIÓN
Hidrodinámica: las superficies de soporte de carga de un cojinete están
separadas por una capa de sustancia lubricante relativamente gruesa, que
impide el contacto directo metal con metal
Hidrostática: se obtiene introduciendo el lubricante en el área de soporte
de carga a una presión lo bastante elevada para separar las superficies con
una capa relativamente gruesa de lubricante
Elastohidrodinámica: fenómeno que ocurre cuando se introduce un
lubricante entre superficies en contacto rodante
Al límite: se genera cuando se impide la formación de una película de
lubricante lo suficientemente gruesa, lo que produce que las asperezas de
más altura queden separadas por película de lubricante de sólo unos
cuantos diámetros moleculares de espesor
De película sólida: se emplea cuando la temperatura de operación es
extrema. Un lubricante como el grafito o el disulfuro de molibdeno son del
tipo sólido
LUBRICANTE
Es una sustancia que cuando se introduce entre superficies móviles
reduce la fricción, el desgaste y el calentamiento disminuyendo el
contacto relativo de estas.
TIPOS DE LUBRICACIÓN

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TEORIA DE LA LUBRICACION HIDRODINAMICA
dydzdx
dx
dp
p )(
dydz
)( dy
dy
d
pdydz
dy
dy
d
dxdzdydzdx
dx
dp
pF
2
2
:entonces
:pero
dy
ud
dx
dp
dy
du
dy
d
dx
dp
Integrando dos veces respecto a y se tiene
-Uu
00
:bordedescondicione
1
21
2
hy
uy
cycy
dx
dp
u

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TEORIA DE LA LUBRICACIÓN HIDRODINAMICA
y
h
U
hyy
dx
dp
u
dx
dph
h
U
c
c
2
1
2
2
1
:por tanto
2
0
dx
dphUh
Q
udyQ
h
122
3
0
DERIVANDO RESPECTO A X E IGUALANDO A CERO
x
h
U
z
ph
zx
ph
x
dx
dh
U
dx
dph
dx
d
6
:fugaslasdodespreciannoobtienesecompletaecuaciónUna
6
33
3

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DISEÑO DE COJINETES DE DESLIZAMIENTO
(CHUMACERAS)
r
c
l

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ECUACION DE PETROFF
c
N
h
U 2
rl
W
P
c
Nlr
rrl
c
Nr
rAT
2
4
))(2(
2
))((
32
La fuerza de fricción se denota por:
fWFf
El par de torsión de fricción es:
flPrrrlPffWrTf
2
2))(2)((
Igualando los pares de torsión
c
r
P
N
f 2
2
COJINETES DE DESLIZAMIENTO
Numero característico
P
N
c
r
S
2
Multiplicando la ecuación del coeficiente
de fricción por la relación r/c
S
c
r
P
N
c
r
f 2
2
2
22
Hay tres grupos adimensionales
c
r
,
P
N
,
c
r
f

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COJINETES DE DESLIZAMIENTO
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
l,c,r,:cojinetedelsDimensione-
NVelocidad,-
P,proyectadaAreadeunidadporCarga
,Viscosidad
oh
f
película,demínimoEspesor
Qaceite,deFlujo
Tra,temperatudIncremento
fricción,deeCoeficient
Variables de Diseño
Grupo Nº1 Grupo Nº2
DATOS
lubricantedeentradadeaTemperatur-
mmoPulendflecha),o(ejemuñóndelDiámetro-
RPMenNGirodeVelocidad-
NoLbsenWRadialCarga-

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COJINETES DE DESLIZAMIENTO
Cálculos y Estimaciones
5.1/25.0 dl
Pd
W
l
ld
W
P
1.-Carga Unitaria: especifique una presión nominal de operación de cojinetes (tabla 13.2)
2.- Calcular la razón l/d el cual debe un valor entre:
3.- Seleccionar un espaciamiento diametral cd/d de la fig. 14.3 en función de N y d
y estime el valor c/r
pesadamaquinariaparacojinetes0.004c/r
generalmaquinariadecojinetes0.002c/r
precisióndecojinetes001.0/ rc

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COJINETES DE DESLIZAMIENTO
4.- Rugosidad de la superficie del cojinete
pulidoprecisiónaltadecojinetepul16a8
calidadbuenadelijadocojinetepul32a16
5.- Calcular el espesor mínimo de la película lubricante
mm)endy(h00004.0005.0h
pul)endy(h00004.00002.0h
00
00
d
d
6.- Calcule ho/c relación de espesor de la película
7.-calcule el número de Sommerfeld en función de h0/c del gráfico 12-14
P
N
c
r
S
2
1
8.- Calculamos μ1 de la ecuaciçon anterior
9. Con S1 se calcula 14)-(fig.12/),1812.(/),1712.( QQyfigrcNlQfigf
c
r
s

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COJINETES DE DESLIZAMIENTO
10. Se estima
2
:
/
)/(
)/(
2
1
1
103.0
1
01
1
T
TT
Entonces
rcNlQ
fcr
QQ
P
T
s
11. En un grafico de viscosidad vs temperatura se obtiene un punto ),( 111 Tp
12.Se prueba con una viscosidad mayor μ2 y se calcula S2
13. Se calculan nuevamente los parámetros
22 TunyTunestimasey/y,/, QQrcNlQf
c
r
s
Se ubica el punto P2 ),( 22T
Se unen P1 y P2 con un segmento de línea recta y se intersecta la curva del lubricante deseado y se obtienen
Sy definitivos

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COJINETES DE DESLIZAMIENTO
14. Con el S definitivo se obtienen los parámetros.
QQrcNlQf
c
r
c
h
s
o
/y;/;;
14. Calcule el coeficiente de fricción
)/(
c
rf
c
r
f
15. Calcule la potencia disipada en el cojinete
(HP)
63000
NT
HP
f
f

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RODAMIENTOS
DEFINICIÓN
Es un tipo de soporte para ejes en el cual la carga principal se
transmite a través de elementos de contacto rodante.
Son mecanismos constituidos por un anillo interior unido solidariamente
al árbol o eje ( puede ser giratorio o no), otro anillo exterior unido al soporte
( puede también ser fijo o giratorio, y un conjunto de elementos rodantes (
pueden ser bolas, rodillos o conos), colocados entre ambos anillos.
Son recomendados en el caso de ejes que operen a velocidades muy
variables y para servicios intermitentes.
Son de pequeñas dimensiones, presentan bajo consumo de lubricante,
bajas temperaturas de operación, y poco sensibles a imperfecciones del eje.
Su principal desventaja es su alta sensibilidad a los choques y
sobrecargas, así como a los defectos de montaje, a la acumulación de
suciedad, entre otras.
El coeficiente de rozamiento es muy inferior al de los cojinetes
hidrodinámicos o hidrostáticos.
Son muy silenciosos.

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RODAMIENTOS
ING. JULIO CHIRINOS 23
Partes de un Rodamiento

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ING. JULIO CHIRINOS 24
CLASIFICACIÓN DE LOS COJINETES DE RODAMIENTOS
Los rodamientos se pueden clasificar en tres grupos:
De Rodillos Cónicos
1. Por su forma:
De Bolas De Rodillos Cilíndricos
De Rodillos Esféricos

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CLASIFICACIÓN DE LOS COJINETES DE RODAMIENTOS
ING. JULIO CHIRINOS 25
2.- Por el tipo de carga que soportan:
Radiales Axiales
Mixtos o Combinados

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CLASIFICACIÓN DE LOS COJINETES DE RODAMIENTOS
ING. JULIO CHIRINOS 26
3.- Atendiendo a la inclinación del eje:
Rígidos De Contacto angular
Pivotantes o a Rótula

27. COJINETES
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NORMALIZACIONES
Los rodamientos se designan por un código de letras y números. Por
ejemplo:
213 18
• La primera cifra (2) designa el tipo de rodamiento( bolas, rodillos, etc). A
veces va precedida de una letra, que designa alguna característica especial
(por ejemplo, una tapa de protección).
• La segunda cifra (1) indica la serie de anchos.
• La tercera cifra ( 3) indica la serie de diámetros.
• Las dos últimas cifras (18) son el número característico del agujero, cuyo
diámetro queda definido multiplicando este número por 5. en este caso, el
diámetro del agujero es 18*5= 90 mm).
En los rodamientos de rodillos cilíndricos esta numeración va precedida por las
siglas: NU, N, NJ, NUP, que indican el tipo de aro exterior.
ING. JULIO CHIRINOS 27

28. COJINETES
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NORMALIZACIONES
Los rodamientos son elementos de maquinas internacionalmente
normalizados, siendo las más importantes normas las DIN y las
AFBMA (Anti-friction Bearing Manufactures Association).
Están referidas a las medidas externas ( diámetros delos anillos
exterior e interior, ancho, radios de los acuerdos, tolerancias de las
dimensiones, entre otros).
Para un mismo diámetro de agujero existen rodamientos de
diferentes capacidades de carga. Estas se conocen como series de
rodamientos.
ING. JULIO CHIRINOS 28

29. COJINETES
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MONTAJE DE LOS RODAMIENTOS
En el montaje de los rodamientos ha de tenerse presente lo siguiente:
1. Montaje aislado o en grupo.
2. Magnitud, tipo y dirección de la carga que soportan.
3. Tipo y dimensiones de los rodamientos.
4. Tolerancias del rodamiento y ajustes precisos.
5. Condiciones de temperatura ( ambiental y de trabajo.
6. Procedimiento de montaje y desmontaje.
7. Ubicación del rodamiento en el eje ( intermedio o extremo).
ING. JULIO CHIRINOS 29
Montajes Dobles

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SELECCIÓN DE RODAMIENTOS
ING. JULIO CHIRINOS 30
VIDA NOMINAL:
p
P
C
10L
Si la velocidad es constante, suela preferirse calcular la vida expresada en
horas de funcionamiento
Utilizando la ecuación:
10
6
10h
60
10
L L
n
Donde:
L10 = vida nominal con 90% de confiabilidad
L10h =vida nominal con un 90% de confiabilidad en horas de funcionamiento
C=capacidad de carga dinámica, KN
P=craga dinámica equivalente ,KN
n= velocidad de giro en rpm
P= exponente de la ecuación de la vida, (p=3, rod. De bolas) y (p=10/3) rod. De rodillos

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SELECCIÓN DE RODAMIENTOS
ING. JULIO CHIRINOS 31
VIDA NOMINAL
p
SKFSKF
P
C
aaLaa 1101nmL nmL
n60
10
L
6
nmh
Donde:
Lnm =Vida nominal SKF con un (100-n)% de confiabilidad)
a1= factot de ajuste de la vida para una mayor fiabilidad ( Tabla1)
aSKF =factor de ajuste de la vida SKF (diagramas 1 al 4).

32. COJINETES
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ING. JULIO CHIRINOS 32
SELECCIÓN DE RODAMIENTOS
CAPACIDAD DE CARGA ESTATICA C0:
Se define como la capacidad máxima en N o Lb que soporta un rodamiento en reposo o
movimiento abajas revoluciones, sin que aparezcan deformaciones en cualesquiera de los
elementos rodantes o camino de rodadura superiores a 0,0001 D.
Siendo Fr y Fa las cargas radial y axial, respectivamente, y X0 y Y0 unos coeficientes que
dependen del tipo de rodamiento especificados por el fabricante en sus catálogos.
CAPACIDAD DE CARGA DINAMICA C:
Se define como la carga máxima que puede soportar un rodamiento en movimiento, sin que
aparezcan signos de fatiga en ninguno de sus elementos, durante 106 revoluciones del mismo.
Donde:
P= carga dinámica equivalente en KN
Fr = carga radial en KN
Fa = carga axial en KN
X= factor de carga radial
Y=factor de carga axial
ar FYFXP 000 .
00 CP
ar YFXFP
0
0
0
P
C
S