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RODAMIENTOS
Rodamientos
Función y Aplicación
Podemos entender los rodamientos como dos
aros concéntricos, uno de los cuales va
fijado en el soporte y el otro va anclado en el
eje. Entre los dos anillos van bolas o rodillos,
que transforman el rozamiento por desliza
miento en rodadura (fig. 1). Para lograr que
entre los elementos rodantes se mantenga una
determinada distancia, se incorpora una pieza
llamada jaula.
Para entenderlo mejor podríamos pensar que si
intercalamos entre el árbol y el soporte una
serie de bolas o rodillos, se habrá sustituido el rozamiento
a causa del deslizamiento, por el de rodadura que
proporciona una menor pérdida de energía. De esta
manera pasamos de los cojinetes a los rodamientos.
Los aros y los elementos rodantes son de un acero aleado.
Las jaulas estarán realizadas con chape de acero o
plástico. En ciertos tipos de rodamientos, empleando
técnicas avanzadas, logran suprimir el portabolas.
Evidentemente, cuando el elemento rodante es una bola,
la zona de contacto será un punto y el rozamiento será
muy pequeño. Sin embargo, las cargas que soporta no pueden ser elevadas, ya que se
concentrarán en esos puntos. Debido a esto, cuando se requieren grandes cargas, se aplican
rodillos, transformando el punto de contacto en una línea.
Además de encontrar los rodamientos alojados en las máquinas, será habitual localizarlos en
soportes (figs. 2, 3, 4 y 5).
Clasificación de los Rodamientos
En primer lugar, clasificaremos los rodamientos basándonos en
los elementos rodantes que los forman (fig. 6). Así tendremos:
- Rodamientos de bolas
- Rodamientos de rodillos: cuando los rodillos son finos y
alargados, reciben el nombre de agujas.
Posteriormente estudiaremos su forma de trabajo,
diferenciando:
- Rodamientos para cargas radiales.
- Rodamientos para cargas axiales.
- Rodamientos para cargas axiales y radiales.
Las cargas radiales son aquellas que se aplican perpendiculares respecto al eje, es decir, en la
dirección del radio.
Las cargas axiales actúan en el sentido longitudinal del eje.
Si hablásemos de cargas combinadas entenderíamos que los dos tipos actuarían simultáneamente
Tipos de rodamientos
Los rodamientos que vamos a estudiar suelen ser tanto exterior como interiormente cilíndricos.
De los tipos que se muestran a continuación, algunos pueden poseer el agujero cónico. Asimismo
podrán llevar obturaciones laterales y otra serie de particularidades que los hagan más efectivos
para el trabajo que van a desarrollar.
Rodamientos de bolas
Constan de dos anillos concéntricos, con bolas
intercaladas entre ambos. Dentro de este tipo
tenemos:
• Rodamientos rígidos de bolas (fig. 8) (de una
y dos hileras de bolas) (fig. 7).
Se utilizan habitualmente en casi todo tipo de
máquinas. Son capaces de girar a grandes
velocidades y soportan principalmente cargas
radiales, aunque pueden absorber ciertas
cargas axiales.
Fig. 8 En las siguientes imágenes observamos:
- Un rodamiento rígido de bolas, donde se pueden ver las dos pistas y la jaula que encierra las
bolas.
- En el centro tenemos un rodamiento obturado con placas de protección (2Z). Llevan placas
de protección por ambos lados. Estas obturaciones son de acero inoxidable y evitan la
penetración de polvo o impurezas en el interior de la jaula. Se emplea principalmente en
aquellos rodamientos donde la pista interior es la que gira. Si fuese la pista exterior la que se
moviese existiría el riesgo de perder la grasa a aftas velocidades.
- Finalmente tenemos un rodamiento con obturaciones de baja fricción (2RZ). Son
rodamientos similares a los anteriores, si bien la obturación que realizan es superior. Estas
protecciones son de goma, reforzada con una lámina de acero.
• Rodamientos de bolas a rótula (fig. 9) (de una y dos hileras de
bolas).
Tienen la ventaja de permitir cierta oscilación del eje donde va calado el
rodamiento. Debido a esta cualidad se les suele llamar rodamientos de
alineación automática. Asimismo, son capaces de soportar cargas
radiales y ciertas cargas axiales, incluso soportan flexiones que pueda
sufrir el eje durante su funcionamiento.
• Rodamientos de bolas con contacto angular (de una (fig. 10) y dos
hileras (fig. 10a) de bolas).
Sus caminos de rodadura están dispuestos de forma oblicua y debido a esta circunstancia son
capaces de soportar cargas radiales y axiales de considerable importancia. Cuando se monta un
rodamiento de una hilera de bolas solo será capaz de soportar el esfuerzo axial en un sentido (fig.
10). Debido a esto normalmente se montan en parejas.
Cuando lo que se emplean son rodamientos de contacto angular de dos hileras de bolas, por si
solos son capaces de aguantar esfuerzos axiales en ambos sentidos (fig. l0a).
Se puede destacar la gran velocidad de funcionamiento que son capaces de soportar, el bajo
ruido que generan y las bajas temperaturas que adquieren en su funcionamiento. En la figura 11
vemos una aplicación de este tipo de rodamientos.
Rodamientos de rodillos
Al igual que los anteriores constan de dos aros concéntricos, pero los elementos que se
interponen entre ellos son rodillos.
Dentro de este tipo tendremos:
• Rodamientos de rodillos cilíndricos (fig. 12) (de una y dos hileras de rodillos).
Tienen la ventaja de ser capaces de soportar cargas radiales
muy elevadas, aproximadamente tres o cuatro veces
superiores a los rodamientos de bolas. Poseen el
Inconveniente de no absorber cargas axiales, aunque sean
poco elevadas. En la actualidad se están logrando diseños
que intentan mejorar esta deficiencia de trabajo. Para el
correcto funcionamiento se debe realizar un montaje que
requiere una alineación de gran exactitud.
• Rodamientos completamente llenos de rodillos
cilíndricos.
Reciben este nombre porque no poseen jaula interior. Gracias a la eliminación de este
componente se introduce un mayor número de rodillos, por lo que las cargas que son capaces de
soportar son incluso mayores que los anteriores. El Inconveniente que presenta la ausencia de
jaula es el no poder girar a velocidades tan elevadas como las de los rodamientos con rodillos
provistos de jaulas.
En definitiva, podríamos considerarlos como rodamientos que tienen una elevada vida de trabajo
y una gran capacidad de carga radial y axial.
• Rodamientos de rodillos a rótula (fig. 13) (de doble hilera).
Se suelen emplear con los mismos fines que los rodamientos de bolas a
rótula. Sin embargo, al contener rodillos soportan mayores cargas.
También tienen una gran aplicación en aquellos mecanismos sometidos a
golpes.
La particularidad de los rodillos es que no son cilíndricos, sino que la forma
de su generatriz es ligeramente bombeada, adaptándose a la circunferencia
del perfil de la pista exterior. De esta forma, la pista exterior puede oscilar y
descentrarse, como si fuese una rótula. De ahí el nombre de este tipo de rodamientos.
• Rodamientos de rodillos cónicos (fig. 14).
Es muy habitual encontrar este tipo de rodamientos en toda clase
de maquinaria. Su particular forma los hace ideales para absorber
esfuerzos mixtos, es decir, tanto radiales como axiales.
Son capaces de soportar grandes cargas. En cuanto a su
utilización sucede lo mismo que con los rodamientos de contacto
angular. Cuando se instala un único rodamiento de rodillos
cónicos solamente soportará cargas axiales en una sola dirección
(fig. 15). Debido a esto se montan en parejas opuestas,
consiguiendo que un rodamiento absorba las solicitaciones axiales en una dirección y el otro las
cargas en dirección contraria (fig.16).
A la hora de desmontarlos estos rodamientos se dividen en dos partes (fig. 14), La pista interior,
con la jaula y los rodillos, se extrae en un solo cuerpo. Este conjunto recibe el nombre de cono.
La otra parte corresponde a la pista exterior, que se le suele llamar “copa”.
• Rodamientos de agujas (figs. l7 y 18).
Tal y como vamos observando los rodamientos adoptan su nombre dependiendo del elemento
rodante. Debido a esto los rodamientos de agujas son similares a los de rodillos. La principal
diferencia es que poseen un pequeño tamaño y una capacidad de carga grande. Cuando el eje
donde se montan tiene una gran precisión y dureza se pueden colocar sin aro interior.
Rodamientos axiales de bolas y rodillos
• Rodamientos axiales de bolas.
Su nombre proviene de que solamente son capaces de soportar esfuerzos axiales. No admiten
ninguna carga radial. Para asegurar el contacto adecuado entre las bolas y los caminos de
rodadura, estos rodamientos siempre estarán con una ligera carga axial. Son capaces de trabajar a
velocidades relativamente altas. A diferencia de los rodamientos radiales, estos son
desmontables, y se pueden separar de manera independiente las pistas y las jaulas. Algunas veces
van provistos de un asiento esférico, de forma que se asegura la alineación.
Se distinguen dos tipos:
o De simple efecto (fig. 19 y 20): solamente son capaces de soportar cargas axiales en una
dirección, Están constituidos por dos aros y entre ellos una jaula provista de bolas. Sus
superficies de apoyo tiene un gran paralelismo y coaxialidad. En su montaje, uno de los aros
tiene un diámetro interior menor, por lo que va anclado en el eje girando solidariamente con
él El otro anillo va simplemente apoyado y fijo en su soporte, por lo que posee un diámetro
interior ligeramente superior.
o De doble efecto (fig. 21): pueden soportar cargas axiales en ambas direcciones, Están
formados por tres aros y dos jaulas con bolas (fig. 22). El aro Intermedio es el que tiene un
diámetro interior menor y va ajustado al eje (fig. 23). Los aros superior e inferior van
asentados en sus soportes, permaneciendo fijos.
• Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos
Son similares a los anteriores, pero el elemento rodante son rodillos. Están compuestos de dos
aros y una jaula que contiene los rodillos. Debido a su constitución son capaces de soportar
cargas axiales en una sola dirección, pero de una magnitud elevada. Al igual que los anteriores
son desmontables, separando cada parte convenientemente.
• Rodamientos axiales de rodillos a rótula (fig. 24).
Solamente se suelen emplear para grandes cargas. Los rodillos van
inclinados en el interior, por lo que las pistas tienen los caminos de
rodadura formando un cierto ángulo. Gracias a esta disposición son
capaces de aguantar cargas radiales además de las axiales, pero con
la siguiente particularidad: la carga axial siempre debe existir y ser
de mayor magnitud que la carga radial que soporte el rodamiento.
Son desarmables, de forma similar a los anteriores.
• Rodamientos axiales de agujas.
Se suelen utilizar cuando el sistema que los alberga está sometido a
golpes o impactos. Debido a su forma son capaces de soportar
grandes cargas y pueden tener un tamaño tan pequeño como el de
una arandela. Su constitución es igual al de los anteriores, aunque los
componentes se pueden adquirir de forma individual, ya que permite
innumerables combinaciones en el montaje.
Designación e identificación de los rodamientos
Normalmente los rodamientos llevan su designación en la cara
lateral de uno de los aros (fig. 25). Esta designación identifica
el tipo de rodamiento, el tamaño y otras características que lo
definen completamente.
Se puede componer de:
- 3, 4 ó 5cifras
- una combinación de cifras y letras.
La primera cifra de la designación o la primera letra o conjunto de letras indica el tipo de
rodamiento. Así tendremos:
0 = Rodamientos de dos hileras de bolas con contacto angular.
1 = Rodamientos de bolas a rótula
2 = Rodamientos de rodillos a rótula y rodamientos axiales de rodillos a rótula
3 = Rodamientos de rodillos cónicos
4 = Rodamientos rígidos de dos hileras de bolas
5 = Rodamientos axiales de bolas
6 = Rodamientos rígidos de una hilera de bolas
7 = Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular
8 = Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos
N = Rodamientos de rodillos cilíndricos (Después de esta letra pueden aparecer algunas otras
que indicarían: la forma de la pestaña, si es de dos hileras de bolas, si en vez de rodillos es un
rodamiento de agujas)
QJ = Rodamientos de bolas con cuatro puntos de contacto
La segunda y tercera cifra nos indican una serie de dimensiones del rodamiento (fig. 26). La
primera de ellas nos identifica la relación de anchura o la altura (B o T para la anchura y H
para la altura en rodamientos axiales). La segunda muestra la serie de diámetros (D).
Como criterio general, si multiplicamos por 5 los dos últimos números de la designación
obtendremos el diámetro interior del agujero “d”. En rodamientos pequeños, cuyo diámetro
interior es inferior a l0 mm. se expresará éste de forma directa. Para los que tienen diámetros
interiores de 10, 12, 15 y 17 los dos últimos números será un código que respectivamente
implicarán el diámetro del rodamiento. Los códigos son: “00” para l0 mm.; “01” para l2
mm.; “02” para l5 mm.; “03” para l7 mm.
En algunos casos se puede omitir la cifra que indica el tipo de rodamiento o la que identifica la
relación de anchura o altura. Siempre debemos consultar el manual de la casa de rodamientos
que vayamos a emplear.
A continuación vemos la designación de forma esquematizada.
De igual forma existen unas designaciones adicionales. Los prefijos (antes) indican las
características de los componentes. Los sufijos (después) indican el diseño empleado en la
construcción del rodamiento. Ambas, si fuesen necesarias, completan la designación.
Ejemplo:
GS 81108 → Arandela de alojamiento para rodamiento axial de rodillos cilíndricos 81108.
21304 CC → Rodamiento de rodillos a rótula con forma y acabado especial del camino de
rodadura.
En algunas ocasiones no es posible identificar el rodamiento por la designación marcada en el
mismo. Cuando esto sucede lo identificaremos de las siguientes maneras:
- Mediante medición del rodamiento e inspección visual.
1. Identificar visualmente el tipo de rodamiento (rígido de bolas, de rodillos, etc.)
2. Medir la anchura, el diámetro interior y exterior del rodamiento (fig. 26).
3. Buscar el tipo de rodamiento en el catálogo, iniciando la búsqueda por el diámetro
interior “d”, a continuación el diámetro exterior “D” y finalmente la anchura “B”, “T”
o “H”. Siguiendo la línea horizontal que une estas tres dimensiones encontraremos la
designación del rodamiento.
- Consultando los planos de la máquina donde se indique la designación del rodamiento a
sustituir.
Desmontaje y montaje de rodamientos
Las operaciones de desmontaje, montaje y mantenimiento son fundamentales para lograr el
correcto funcionamiento de la máquina y que la vida útil del rodamiento sea la mayor posible.
Para lograr estos fines, previamente se habrá de elegir el rodamiento adecuado, efectuar las
operaciones con pulcritud y emplear las herramientas convenientes.
La buena formación del personal es esencial al realizar estas operaciones, ya que se harán de
forma más segura y eficiente, reduciendo los tiempos de mano de obra y aumentando la duración
de los rodamientos.
En primer lugar, nos aseguraremos que el rodamiento está dañado y es necesario proceder al
desmontaje. Cuando esto ocurra deberemos realizarlo meticulosamente, sin producir daños en los
rodamientos e impidiendo la penetración de suciedad en su interior.
Se preparará un apoyo para el eje, de forma que al extraer el rodamiento no se dañe por la carga
del eje. Otro punto a tener en cuenta es la limpieza, ya que es más costoso limpiar un rodamiento
que impedir la penetración de impurezas.
Una regla importante es que un rodamiento desmontado y que no esté dañado deberá montarse
en el mismo lugar y posición que tenía anteriormente. Para lograrlo se marcará la posición
relativa de cada elemento del rodamiento en la operación de desmontaje. Además siempre que
tengan obturaciones de goma deberán sustituirse por nuevas.
Cuando procedamos al montaje, verificaremos que no hay ninguna rebaba o arista en el eje y
comprobaremos que todo está totalmente limpio. De igual manera se mirará la tolerancia que
deben poseer.
Si el rodamiento es usado, lo limpiaremos meticulosamente antes de montarlo. Nos auxiliaremos
de una brocha y un limpiador adecuado, el cual se irá aplicando al rodamiento a la vez que se
giran lentamente sus pistas. Una vez limpio, mediante aire comprimido o un paño,
comprobaremos que su estado es perfecto, y que gira suavemente sin saltos (fig. 27). De lo
contrario lo desecharemos y procederemos al montaje de uno nuevo. Está limpieza también se
puede llevar a cabo en aceite caliente, aproximadamente a 100° C. Debemos acordarnos de
engrasar los rodamientos inmediatamente después de haberlos limpiado.
Cuando montemos un rodamiento nuevo, se extraerá de su envoltorio justo cuando se vaya a
proceder a su montaje y se eliminará de su pista exterior e interior la sustancia protectora que
poseen. Esto lo realizaremos mediante un disolvente específico.
La limpieza es fundamental para un correcto montaje.
Fig. 27 En esta secuencia de fotos podemos observar el procedimiento empleado en la limpieza
de un rodamiento. Desde el empleo del disolvente adecuado, continuando con la inmersión del
rodamiento en el líquido donde se girará lentamente, a continuación el empleo de una brocha
haciéndolo girar, hasta la comprobación final del giro del rodamiento.
Métodos de desmontaje - montaje
Tanto en el procedimiento de montaje como en el de desmontaje tendremos en cuenta varios
factores.
o En primer lugar identificaremos si el rodamiento posee:
- asiento cilíndrico
- asiento cónico
- manguito de fijación
- manguito de desmontaje
o A continuación determinaremos la forma de introducirlo o extraerlo, diferenciando los
siguientes métodos:
- mecánico
- hidráulico
- inyección de aceite
- calentamiento
La elección del método dependerá básicamente del tamaño del rodamiento. Los de tamaño
pequeño admiten el empleo de herramientas mecánicas (fig.28) o prensas. Siempre que sea
posible emplearemos la prensa antes de cualquier otro método.
Cuando aumenta el tamaño de los rodamientos, éstos requieren los sistemas de extracción
hidráulicos (fig.29). Sin embargo, los rodamientos de grandes dimensiones exigen la utilización
de inyección de aceite o calentadores.
El empleo de la herramienta adecuada es fundamental ya que deberá utilizarse la idónea para
cada caso concreto.
Para diferenciar el tamaño de los rodamientos seguiremos el siguiente criterio: a) rodamientos
pequeños: diámetro del agujero < 8Omm; b) rodamientos medianos: diámetro del agujero entre
80 y 200mm; c) rodamientos grandes: diámetro del agujero > 200mm.
Fig. 28 Siguiendo la secuencia de imágenes vemos: Extractores de dos y tres patas, estos últimos
favorecen el auto centrado. Extractor con separador de rodamientos. Extractor para rodamientos.
Un juego de extractores con maza deslizante. Anillos o casquillos para extracción directa con
martillo.
Ajustes habituales en los rodamientos
Un buen operario, al estudiar e rodamiento sobre el que tiene que actuar determinará el ajuste
que posee el rodamiento con el eje y con el alojamiento. Este factor es fundamental para realizar
un correcto trabajo.
Normalmente el aro interior o el exterior llevarán un ajuste de interferencia, aunque en algunas
ocasiones ambos pueden llevar un ajuste apretado. Esta información debe analizarse en el
manual de la máquina, donde indicarán los ajustes de los elementos que van montados.
Cuando no se dispone de esta información seguiremos el siguiente criterio general.
Habitualmente la pista que gira con el cuerpo móvil del mecanismo, es la que lleva el ajuste de
interferencia, independientemente del tipo de carga. Así, por ejemplo, si el rodamiento está
introducido en el cuerpo de una máquina y sustenta un árbol que gira a unas determinadas
revoluciones, el ajuste apretado será el correspondiente a la pista interior (fig. 30). Si por el
contrario lo que tenemos es un eje que sustenta una rueda, la cual va a girar a una velocidad
determinada, el ajuste apretado será el de la pista exterior del rodamiento, que girará solidaria a
la rueda (fig. 31). La pista interior tendrá un ajuste deslizante.
El montaje de rodamientos se realizará en frío cuando la pista con ajuste apretado sea la exterior.
Si es el aro interior el que tiene el ajuste con interferencia se podrá montar en frío o en caliente.
Dependiendo de los rodamientos que tengamos procederemos de las siguientes formas:
Desmontaje de rodamientos con agujero cilíndrico
Ajuste de interferencia en el eje
Cuando el tamaño del rodamiento es pequeño o mediano y el ajuste apretado se encuentra entre
el aro interior y el eje, emplearemos un extractor convencional, cuyas patas agarrarán al
rodamiento por la pista interior (fig.32).
En ocasiones podemos auxiliamos de separadores de rodamientos, de forma que aseguremos una
correcta extracción (fig.33).
Algunos ejes van provistos de muescas para facilitar esta sujeción (fig.34). A continuación se irá
girando el husillo del extractor para que el rodamiento vaya saliendo progresivamente hasta que
quede liberado de su asiento.
En su colocación es importante centrar el extractor, ya que de lo
contrario al desmontarlo se irá desplazando lateralmente pudiendo
dañar el eje y el rodamiento. Para evitar este inconveniente se
pueden emplear extractores autoajustables, formados por tres
patas.
Evidentemente, siempre que sea posible en vez de extractores
emplearemos una prensa para realizar estas operaciones de
desmontaje (fig.35).
En algunas ocasiones resulta imposible aferrar el rodamiento por su aro interior. Cuando se
presente esta situación se sujetará el aro exterior, arriesgándonos a dañar el rodamiento. Aún así,
y sobre todo cuando haya que emplear el rodamiento extraído, para intentar evitar daños en esta
operación, a medida que se vaya extrayendo se irá girando su pista exterior.
Nunca golpearemos el rodamiento con un martillo para realizar su extracción (fig.36).
Cuando se trata de desmontar rodamientos de tamaño mediano o grande, que requieren esfuerzos
considerables, es conveniente en vez de usar un medio mecánico auxiliamos de extractores
hidráulicos, capaces de generar grandes fuerzas.
Otro sistema consiste en emplear inyección de aceite a presión entre el rodamiento y el asiento,
de forma que se separen las superficies y el rodamiento se extraiga fácilmente mediante un
extractor (fig.37). En este caso se puede sujetar el extractor a cualquier pista, ya que la fuerza
que se va a ejercer es pequeña. Para aplicar este método, el eje dispondrá de canales de
distribución de aceite.
En de rodamientos de rodillos cilíndricos, se puede optar por desmontar el aro exterior (fig.38a),
dejando a la vista la pista interior unida al eje. A continuación se aplicará sobre el camino de
rodadura un aceite adecuado que impida la oxidación de la superficie. Posteriormente se colocará
el aro de calentamiento (fig.38b), que elevará la temperatura de la pista interior a 280 º
aproximadamente. Una vez lograda la transmisión de calor se retira el calentador, observando
que el aro está suelto debido a la dilatación sufrida.
Estos procedimientos que acabamos de ver para los rodamientos con agujero cilíndrico se
pueden definir como reglas generales, teniéndolas presentes para cualquier tipo de desmontaje y
rodamiento.
Ajuste de interferencia en el alojamiento
En muchas ocasiones, al igual que el caso anterior, podremos emplear una prensa para extraer
estos rodamientos que tienen el ajuste apretado entre la pista exterior y el alojamiento.
Lógicamente, se utilizará un casquillo que apoye en la pista exterior (fig.38). Cuando esto no es
posible, y para rodamientos de tamaño mediano o pequeño, emplearemos un anillo o apoyo que
repose sobre la pista exterior, de forma que al golpearlo con un martillo vaya desplazando
progresivamente el rodamiento. Nunca incidiremos sobre el rodamiento de forma directa con el
martillo. En el mercado existe una amplia gama de anillos o casquillos para la extracción de
rodamientos. Si no disponemos de ellos podemos auxiliamos con un tubo del diámetro adecuado
que haga esta función.
Se puede dar la circunstancia de que tampoco se pueda emplear este casquillo, por lo que
estaremos obligados a sacar el rodamiento mediante un botador que iremos colocando en todo el
contorno del rodamiento a medida que le damos los golpes con el martillo (fig.39).
Si el rodamiento a desmontar es de rótula, existe la posibilidad de oscilar la pista interior con
elementos rodantes, de forma que mediante un extractor convencional podremos acceder a la
donde lo apoyaremos para realizar la extracción (fig. 40).
la jaula y los pista exterior
También podemos encontrarnos con tornillos de
desmontaje. En este sistema, el propio conjunto suele
disponer de tres agujeros roscados, en los cuales se
introducen los tornillos que presionan directamente sobre
la pista exterior del rodamiento (fig.41). Estos tornillos se
irán apretando simultáneamente para impedir que el
rodamiento oscile y se bloquee en su salida.
Si todos los sistemas anteriores no sirven y tenemos que
incidir sobre la pista interior, debemos ir girándola a
medida que vamos extrayendo el rodamiento con el fin de
intentar no dañarlo, a sabiendas de que este sistema no es
el recomendado debido al riesgo de arruinar el
rodamiento.
Ajuste con interferencia en el eje y en el alojamiento
Si se nos presenta el caso de desmontar rodamientos con ajuste apretado tanto en la pista exterior
como en la interior, el sistema que se aconseja seguir es dejar al rodamiento salir de su
alojamiento unido al eje. Es decir, que se extrae el eje y el rodamiento saldrá con él. De esta
forma conseguimos que las fuerzas aplicadas en el desmontaje, al no incidir directamente sobre
el rodamiento, no afecten a sus partes interiores.
En algunas circunstancias se puede optar por realizar la operación inversa, es decir, extraer la
pieza que hace la función de alojamiento y permitir que el rodamiento salga con ella.
Cuando se emplee un extractor para ejercer la fuerza sobre el eje, nos podemos auxiliar de los
agujeros roscados que poseen las máquinas para colocar las tapas de los alojamientos. De esta
forma tenemos un punto de anclaje para poder realizar presión con el extractor.
Los rodamientos de bolas se pueden sacar con extractores especiales, los cuales son capaces de
fijarse al aro para realizar convenientemente los esfuerzos.
Montaje de rodamientos con agujero cilíndrico
Para montar estos rodamientos de agujero cilíndrico siempre utilizaremos un casquillo o útil para
asentar en las pistas. Nunca golpearemos directamente ningún componente de los rodamientos.
En el montaje en frío, igual que estudiamos en el desmontaje y dependiendo del ajuste del
rodamiento, incidiremos sobre unas pistas u otras (figs. 42, 43 y 44).
Cuando se trate de pequeños rodamientos y siempre que sea posible se empleará una prensa.
Entre el elemento que se emplee para aplicar la fuerza y la pista del rodamiento se introducirá un
casquillo, de forma que al aplicar la presión ésta se reparta uniformemente sobre el aro apretado.
Evidentemente, cuanto mayor sea el rodamiento mayor será la fuerza necesaria para montarlo.
Para facilitar esta operación, calentaremos los rodamientos a una temperatura aproximada de
85°C, nunca superaremos la temperatura de calentamiento de 120° C. Una vez que hayan
adquirido la temperatura se calarán en el eje y se esperará presionando hasta que enfríen para
asegurarnos de que no se mueven de su posición. Este calentamiento nunca se puede realizar
mediante una llama directa sobre el rodamiento. Los equipos más empleados son: las estufas,
que son hornos de calentamiento; los aros de calentamiento, iguales que los empleados en el
desmontaje de rodamientos de rodillos y cuyo procedimiento de empleo para el montaje es
similar; los equipos de inducción (fig.45), que mediante una corriente eléctrica son capaces de
elevar la temperatura de los rodamientos; mediante aceite, sumergiendo los rodamientos en
aceite caliente hasta que adquieran la temperatura deseada. Paralelamente a esta operación, de
manera periódica, se deberá ir comprobando mediante un termómetro la temperatura de los
rodamientos.
Montaje de rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular
Estos rodamientos, al sólo absorber cargas radiales en una dirección, se montan siempre
emparejados (fig.46). Este emparejamiento se puede realizar de tres formas:
- Cara contra cara
- Espalda contra espalda
- En tándem
Montaje de rodamientos de dos hileras de bolas con contacto angular
Al soportar fuerzas axiales en dos sentidos no tendremos que preocuparnos de su posición de
montaje.
Al igual que los anteriores, emplearemos un casquillo para el montaje o procederemos a
calentarlo si fuese necesario y si el ajuste apretado fuese en el eje.
Si poseen un aro partido se procederá de la siguiente forma (fig.47 y fig.48):
- Montar la primera parte del aro interior.
- Montar el aro exterior con las jaulas y los elementos rodantes.
- Montar la segunda parte del aro interior que fija el conjunto.
Si se trata de un rodamiento pequeño lo introduciremos con una prensa y un casquillo de montaje
o mediante golpes firmes de martillo sobre este casquillo que reposa en la pista interior del
rodamiento. Cuando el tamaño se incrementa se procederá a calentar las dos mitades de la pista
interior del rodamiento.
Montaje de rodamientos de rodillos cilíndricos
Este caso es particular, igual que nos pasaba en el desmontaje.
Tenemos la ventaja que los de una hilera se pueden separar en
dos partes (fig.49), por lo que se introducen de manera
independiente. Primero se mete la pista interior, presionando
uniformemente sobre todo su perímetro, y una vez montada se
coloca el aro exterior (fig. 50). Gracias a esto se facilita
enormemente el montaje. Si es necesario se puede emplear un
aro calentador de rodamientos para facilitar el montaje de la pista
interior.
Montaje de rodamientos de rodillos cónicos
Con este tipo de rodamientos tendremos la misma consideración que con los de contacto angular,
ya que de manera individual sólo soportan esfuerzos axiales en una dirección. Por esta razón se
montarán en parejas opuestas, teniendo en cuenta la siguiente secuencia de montaje:
- Montar las pistas exteriores, mediante un casquillo de montaje, ajustándolas hasta su
posición, que habitualmente vendrá marcada por un cambio de sección en el agujero o por
anillos de retención (fig.51).
- En el eje se colocará la pista interior con la jaula y los rodillos, introduciéndola hasta que
ocupe su posición, la cual estará delimitada por un sistema similar al del agujero (fig.52).
- Introduzca el eje y ajuste el otro anillo interior con su jaula y sus elementos rodantes (fig.52).
Fig.52
- Introduzca la arandela de fijación y la tuerca ranurada, de
forma que al ir apretándola desplace el rodamiento, que
debido a su forma cónica se irá ajustando progresivamente.
Se irá girando el eje a medida que se va apretando la tuerca,
hasta que llegue el momento en el que el eje deje de girar.
Llegado este punto se aflojará ligeramente la tuerca hasta
que el eje empiece a girar de nuevo (fig.53). En alguna
ocasión se aplican unos golpes de maza sobre los extremos
del eje, para lograr su asentamiento y facilitar su giro.
- Si se requiere de una gran precisión de montaje, se colocará
un reloj comparador de forma axial al eje para verificar el
juego.
Desmontaje de rodamientos con agujero cónico
La unión de piezas con cierta conicidad es muy habitual, ya que proporciona ajustes muy buenos
con posibilidad de regulación. Debido a esto también existen rodamientos con asiento cónico.
Dentro de este tipo, los de pequeñas dimensiones pueden desmontarse con un simple extractor y
se seguirán las reglas generales de desmontaje. Por tanto, al ser la pista interior la que lleva la
conicidad y estar con un ajuste apretado, siempre que sea posible se traccionará desde el aro
interior. Este extractor se centrará con meticulosidad o se empleará uno autoajustable. Cuando
nos vemos obligados a extraerlo por el aro exterior, se irá girando la pista a medida que va
saliendo el rodamiento. Al igual que los anteriores, para los rodamientos de tamaño medio en los
que se requieren mayores esfuerzos se emplearán herramientas hidráulicas y los de tamaños
grandes vendrán provistos de canales de inyección de aceite para la extracción del rodamiento.
Al introducir aceite a presión se logra separar la pista del rodamiento del eje. A continuación con
una pequeña carga axial se obtiene el desmontaje del conjunto. Debido a la conicidad del eje y
del agujero del rodamiento, puede que la liberación de ambos se realice instantáneamente, por lo
que se debe tener precaución al realizar esta operación. Para evitar que el cuerpo salga de forma
violenta se prepararán topes, tales como tuercas o placas. Este tope se irá retrocediendo
sucesivamente a medida que el rodamiento va haciendo contacto con él.
Desmontaje de rodamientos con manguitos
En ocasiones se montan sobre ejes cilíndricos unos manguitos que les proporcionan una
conicidad determinada. Además, la exigencia del acabado del eje no es muy elevada y el montaje
y desmontaje de los rodamientos resulta sencillo y cómodo. Esto suele realizarse cuando se
utilizan los rodamientos a rótula, tanto de bolas como de rodillos.
Debemos diferenciar dos tipos distintos de manguitos: - Manguito de fijación; - Manguito de
desmontaje.
Desmonta/e de rodamientos sobre manguitos de fijación
La constitución de este sistema es la que se indica en la figura
54.
La situación relativa que ocupa el rodamiento debe marcarse
para que cuando se vuelva a montar ocupe la misma posición.
Cuando el tamaño del rodamiento no es muy grande se puede desmontar siguiendo los siguientes
pasos (fig.55):
- Se desdobla la pestaña de la arandela de retención que suelen llevar.
- Se afloja ligeramente la tuerca, sin extraerla completamente de la rosca.
- Se introduce un casquillo o un tubo que asiente en la tuerca y se le da unos golpes firmes.
(Debido al golpe, el manguito de fijación retrocede ligeramente y el rodamiento queda
liberado.)
- Se retira la tuerca, la arandela, el rodamiento y el distanciador.
- Se extrae el manguito.
Se puede dar el caso en el que no podemos introducir el casquillo para apoyarlo sobre la tuerca.
Cuando esto ocurre utilizaremos otro anillo que incida sobre la pista interior del rodamiento. Una
vez liberada la arandela y ligeramente desajustada la tuerca, se aplica una serie de golpes sobre el
anillo, el cual desplaza el rodamiento y, debido a la conicidad, éste queda libre (fig.56).
Cuando se trata de rodamiento de grandes dimensiones se emplea una variante de los métodos
hidráulicos estudiados. Se trata de las llamadas “tuercas hidráulicas” (fig.57a). Este sistema es
muy utilizado en los rodamientos montados sobre manguitos de fijación. Indudablemente, el eje
estará preparado para este tipo de sistemas, ya que irá provisto de una ranura para alojar un tope
o de una placa atornillada en el extremo del eje que realice la misma función. El funcionamiento
de este sistema queda claramente explicado en la figura 57b.
Fig. 57b Este sistema se basa en inyectar a presión aceite en e/interior de la tuerca. Vemos en el
detalle de la figura que, una vez colocada la tuerca en el manguito, el aceite hace presión sobre el
pistón hidráulico, desplazándolo lateralmente. Este entra en contacto con la arandela de
retención, por lo que en ese momento fuerza la tuerca y el casquillo de montaje hacia la
izquierda, realizándose el desmontaje de forma suave y sencilla. Nos tenemos que percatar de la
forma de colocación de las arandelas que realizan el bloqueo. El eje deberá disponer de una
ranura, donde se introducirán las dos semi-arandelas exteriores, a continuación se formalizará
esta sujeción con la arandela interior, que se debería haber introducido de antemano por el
extremo del eje.
Desmontaje de rodamientos sobre manguito de desmontaje
La constitución de este sistema es la que se indica en la
figura 58.
Cuando encontremos un rodamiento montado sobre este
manguito, veremos que está bloqueado mediante una
tuerca roscada en el eje y apoyada sobre el manguito o
por una placa atornillada en el extremo.
Para realizar el desmontaje, siempre que el tamaño del
rodamiento no sea muy grande, procederemos de la
siguiente manera (figs. 59, 60 y 61):
- Retiraremos la tuerca o la placa de bloqueo.
- Introduciremos una tuerca ranurada en la rosca que posee el manguito de desmontaje.
Previamente se engrasará la superficie de la tuerca que presionará el rodamiento.
- Apretaremos la tuerca hasta que haga tope contra el rodamiento. En ese momento seguiremos
apretando en el mismo sentido de forma que la tuerca arrastre el manguito. Debido a la
conicidad, éste quedará suelto.
- Extraeremos el manguito con la tuerca y a continuación el rodamiento y el distanciador.
Cuando se trata de un gran rodamiento,
utilizaremos una tuerca hidráulica, la
cual se roscará en el manguito hasta
que entre en contacto con el
rodamiento. En esa posición se
inyectará el aceite, de forma que el
anillo hidráulico presione la tuerca y
arrastre el manguito (fig.62). Además,
estos manguitos suelen llevar unos
canales para introducir aceite a presión
entre ellos y el rodamiento. Al realizar
estas dos operaciones simultáneamente
se logran unas extracciones suaves y
sencillas.
Montaje de rodamiento con agujero cónico
Evidentemente, se sigue el mismo criterio estudiado hasta el momento. Los rodamientos de
pequeñas dimensiones se introducirán mediante golpes de martillo, interponiendo un casquillo de
montaje que apoye sobre la pista interior. También podrá emplearse una llave y una tuerca
ranurada.
Cuando tengamos que montar grandes rodamientos emplearemos tuercas hidráulicas. Estas se
introducirán manualmente, con el anillo hacia el rodamiento. Cuando estén aproximadas se
inyectará el aceite, desplazando el rodamiento hasta su posición de montaje. Una vez
conseguido, se retirará la tuerca hidráulica sustituyéndola por una convencional que asegure el
posicionamiento del rodamiento (fig.63).
Si no se puede aplicar el método anterior podemos calentar el rodamiento, bien sea mediante
inducción o en baño de aceite. En este caso debemos montarlo teniendo en cuenta el
desplazamiento axial, que estudiaremos en el apartado siguiente, debido a la dilatación que sufre
el rodamiento. Una vez introducido se continuará haciendo presión hasta que se enfríe.
Para ajustar estos rodamientos con asiento cónico se aplicará una fina capa de aceite en el eje
antes de introducir el rodamiento.
Montaje de rodamientos de rodillos a rótula
Es importante tener presente que al montar un rodamiento con agujero cónico, según se
introduzca más o menos el juego interno de los elementos rodantes será menor o mayor
respectivamente. Así, si apretamos en exceso la tuerca que fuerza el rodamiento éste dejará de
girar por la reducción del juego interno.
En el montaje se procederá de la siguiente manera:
- Con el rodamiento desmontado se medirá el juego radial del
rodamiento. Emplearemos para este fin una galga de espesores.
Para realizarlo, apoye el rodamiento sobre una superficie y gire
varias veces su aro interior. Seguidamente consulte en el
catálogo del rodamiento el valor mínimo del juego y escoja una
galga de esta medida o un poco inferior. Introdúzcala entre el
rodillo y la pista exterior del elemento rodante que se encuentra
al lado del que ocupa la posición superior (fig.64). Se irán
aumentando los espesores de las galgas hasta que al extraerla
notemos cierta dificultad.
- Se calará el rodamiento en el eje y se irá verificando la
holgura a medida que vayamos introduciendo el
rodamiento. Cuando el rodamiento está montado en el
eje, la separación se genera entre la pista interior y el
rodillo que se encuentra en la posición inferior (fig.65).
En ese lugar es donde debemos formalizar la
comprobación, dando por terminado el montaje cuando
el valor del juego radial esté comprendido entre los que
aconseje el fabricante. Estos valores se suelen indicar
en función de una reducción del juego, basándose en la
verificación efectuada con el rodamiento desmontado.
- Cuando no se puede medir el juego radial o el montaje se efectúa calentando los rodamientos
se tendrá en cuenta el valor del desplazamiento axial (fig. 66).
Para efectuarlo con precisión se suele preparar un casquillo con una anchura predeterminada. De
forma que el desplazamiento del rodamiento desde que entra en contacto con el eje hasta que
llega al tope sea la distancia axial que marca dicho rodamiento (fig.67).
A continuación se exponen algunos valores para la determinación de juegos en rodamientos de
rodillos a rótula con agujero cónico.
Montaje de rodamientos de bolas a rótula
En este tipo de rodamientos verificaremos su juego oscilando su pista exterior. Se introducirá el
rodamiento hasta que gire con suavidad, pero al oscilar su pista ofrezca cierta resistencia. Este
será el signo que indique la correcta holgura del rodamiento.
Montaje de rodamientos con manguitos.
Como vimos en el desmontaje, normalmente encontraremos rodamientos de bolas o de rodillos a
rótula montados sobre manguitos. Evidentemente estos rodamientos, aunque estén montados
sobre manguitos, poseen un agujero cónico, por lo que debemos realizar las mismas
verificaciones de calado estudiadas en los apartados anteriores.
Al igual que en el desmontaje podremos encontrarnos los siguientes casos:
Montaje de rodamientos sobre manguitos de fijación
Cuando empleemos un manguito de fijación sobre un eje con resalte,
utilizaremos un casquillo distanciador, de forma que limite el
movimiento del rodamiento y permita el deslizamiento del manguito
por debajo del casquillo (fig.68).
Si por el contrario el eje no dispone de resaltes, colocaremos el
manguito en la posición que ocupaba antes de desmontarlo. Para ello
se debería haber realizado una marca durante su desmontaje.
La colocación del manguito resulta sencilla, ya que si introducimos un
destornillador por su ranura longitudinal y lo giramos, éste aumentará
su diámetro, deslizándose fácilmente a lo largo del eje (fig.69).
El procedimiento a seguir es el siguiente:
- Introducir el casquillo distanciador.
- Colocar el manguito con la ayuda de un destornillador.
- Introducir el rodamiento.
- Lubricar la rosca del casquillo y la parte de la tuerca que hará
contacto con el rodamiento.
- Poner la tuerca.
- Ir apretando la tuerca a la vez que se verifica el juego radial.
- Cuando se ha calado convenientemente, desmontar la tuerca, introducir la arandela de
seguridad y volver a colocar la tuerca.
Cuando tengamos rodamientos de grandes
dimensiones usaremos una tuerca hidráulica, la cual
se colocará de forma que al introducir aceite, el
pistón presione el rodamiento (fig.70). Para realizar
el montaje, después de introducir manualmente la
tuerca hidráulica y ajustar el rodamiento con la
inyección de aceite, se retirará esta tuerca para
introducir a continuación la arandela de retención y
la tuerca de fijación convencional. Finalmente se
volverá a comprobar el juego del rodamiento.
Puede darse el caso en el que no podamos emplear la tuerca hidráulica. Cuando esto suceda
debemos proceder a montar el rodamiento calentándolo previamente. Como ya sabemos, lo
haremos mediante inducción, con estufa o mediante inmersión en aceite caliente. En estos casos
se realizará el montaje teniendo en cuenta su distancia de calado axial.
Montaje de rodamientos sobre manguitos de desmontaje
Las consideraciones en cuanto al juego son las mismas que las estudiadas anteriormente. En el
montaje se procederá de la siguiente forma (fig. 71):
- Si el eje va provisto de un resalte se introducirá el anillo distanciador.
- Colocaremos el rodamiento.
- Se aplicará aceite en el eje y en la superficie exterior del manguito.
- Introduciremos el manguito por debajo del rodamiento. Si fuese necesario nos ayudaremos
de un destornillador para abrir el manguito y facilitar su colocación.
- Aplicaremos fuerza sobre el manguito, de manera que al irse introduciendo vaya apretando el
rodamiento progresivamente. Si empleamos una tuerca roscada en el propio eje para ejercer
la fuerza, aplicaremos lubricante en la rosca y en la superficie que roce contra el manguito.
Una vez ajustado el rodamiento, se extraerá la tuerca y se intercalará la arandela de retención.
- Volveremos a comprobar el juego del rodamiento.
De igual manera podremos usar, si es necesario, una tuerca hidráulica o calentar el rodamiento
para introducirlo con mayor facilidad. Las reglas a emplear son las mismas que hemos ido
viendo a lo largo del tema.
Revisiones a realizar en los rodamientos montados
Los rodamientos son puntos de control vitales para el correcto funcionamiento de las máquinas.
Por esta razón debemos comprobar periódicamente estos elementos.
Dependiendo de las condiciones de trabajo a las que están expuestos los rodamientos, este
mantenimiento se realizará con una periodicidad mayor o menor.
Un método muy empleado para verificar su buen funcionamiento es el estudio y medición de las
vibraciones que producen. No obstante, se suelen realizar las siguientes operaciones prácticas en
estas comprobaciones.
Ver
Se verificarán las obturaciones, el estado visual del rodamiento y las posibles pérdidas de aceite
o lubricante. Asimismo se mirará el color del lubricante, ya que cualquier cambio del mismo
implicaría la presencia de impurezas.
Oír
El funcionamiento correcto de gran multitud de mecanismos se puede determinar mediante el
ruido que generan.
El ruido de un rodamiento debe ser parecido a un zumbido estable, sin interrupciones ni saltos.
Cualquier chirrido implicaría un funcionamiento anormal, causado por la ausencia de lubricante,
un ajuste excesivamente apretado, suciedad o un arruinamiento del rodamiento.
Mediante un estetoscopio (fig. 72), podremos escuchar con precisión el sonido de los
rodamientos, localizando la procedencia del ruido anormal y pudiendo incluso determinar el
elemento que lo genera.
Antiguamente para escuchar el ruido de las partes interiores de los mecanismos se utilizaba un
destornillador o una llave de tubo, los cuales se colocaban por una parte en la máquina y por la
otra parte el oído. Así se conseguía percibir con mayor nitidez las vibraciones que generaban los
elementos en funcionamiento. Hoy en día, además del estetoscopio, se instalan dispositivos
electrónicos de control.
Tocar
La temperatura es un factor esencial en el funcionamiento
de los rodamientos. Un trabajo a
temperaturas superiores a 120 ° C supondrán una
disminución de su vida útil. Esta temperatura elevada
puede ser debida a un exceso o defecto de lubricante,
suciedad, juegos muy pequeños entre los elementos
rodantes o gran rozamiento de las obturaciones.
Para verificar la temperatura emplearemos termómetros
(fig.73). Tendremos en cuenta que cuando se instalan
nuevos rodamientos o se realizan operaciones de
lubricación, inmediatamente después aumentan
ligeramente su temperatura de trabajo, volviendo a los
valores normales en cuanto haya pasado un tiempo de rodaje.
Lubricación de rodamientos
El lubricante es imprescindible en los rodamientos, ya que genera una película que reduce el
rozamiento y con ello la generación de calor. De manera simultánea impide la oxidación.
Teóricamente, un rodamiento con un funcionamiento en condiciones ideales y una lubricación
perfecta duraría infinitamente. En la práctica esta condición no se cumple, por lo que
prestaremos especial atención a la lubricación de los rodamientos, de forma que se asegure la
mayor vida posible de los mismos.
Los rodamientos se pueden lubricar mediante grasa o por aceite.
Grasas
Se suele emplear este sistema cuando el rodamiento va a trabajar
sometido a exigencias normales de funcionamiento, es decir,
bajo unas condiciones normales de velocidad y temperatura.
Debido a esto, es el método más empleado y podríamos decir que
el 90% de los rodamientos llevarán este tipo de engrase.
Además presenta ciertas ventajas, ya que su aplicación es sencilla
y económica.
Ciertos tipos de rodamientos, los obturados, suelen estar lubricados
de por vida, es decir, salen engrasados de fábrica y no deben
lubricarse más.
La grasa está formada básicamente por aceite, al cual se le adiciona
un espesante que le da su carácter semisólido (fig.74). Su principio
de funcionamiento es como el de una esponja, es decir, es capaz de
absorber un líquido e ir cediéndolo según se va presionando sobre
ella.
La grasa es capaz de ir aportando aceite a medida que su temperatura va aumentando.
Evidentemente las zonas donde aumenta la temperatura son las que rodean a los elementos que
se mueven, por lo que será en esos lugares donde se hará efectiva la lubricación.
A la hora de utilizar una grasa debemos estudiar su consistencia, sus características antioxidantes
así como el intervalo de temperaturas a las que debe trabajar.
Aceites
Cuando las exigencias de trabajo se endurecen, las velocidades que se solicitan son elevadas y la
temperatura que se genera aumenta, se requiere el engrase mediante aceite.
Si empleásemos grasa a elevadas velocidades, está tendería a salirse por las obturaciones. De
igual forma si la temperatura aumentase, la grasa no podría evacuar el calor lo que perjudicaría el
rodamiento. En cambio la lubricación por aceite implica un continuo baño del rodamiento. El
aceite atraviesa el elemento, lubricándolo convenientemente y absorbiendo el calor generado, a
continuación se deposita en la parte inferior para ser impulsado nuevamente al rodamiento. De
esta forma se establece una continuidad que favorece el trabajo y la vida de los rodamientos en
condiciones adversas. El inconveniente que presenta es el coste de la implantación de este
sistema, ya que resulta caro.
En estas lubricaciones suele emplearse un aceite mineral, sin embargo cuando se requiera un
trabajo constante a temperaturas superiores a 125 ° C utilizaremos aceites sintéticos. Para
velocidades altas se suele emplear un aceite con baja viscosidad, de forma que circule
rápidamente por el rodamiento y absorba la mayor cantidad de calor posible. A velocidades bajas
conviene que la viscosidad sea mayor, de manera que forme una capa lo suficientemente gruesa
entre los elementos que se mueven y los que permanecen estáticos.
Intervalos de lubricación
En las grasas, estos intervalos se pueden obtener mediante gráficas que aportan los fabricantes.
No obstante, cuanto mayor sea la temperatura de funcionamiento, menor será el intervalo de
lubricación.
El cambio de aceite se suele realizar con una periodicidad anual, siempre y cuando la
temperatura de trabajo no supere los 50° C. Al igual que con las grasas, a medida que aumenta la
temperatura, con mayor frecuencia se deberán hacer los cambios de aceite. Por ejemplo, si
tenemos una temperatura de trabajo de 100° C la sustitución se debería realizar cada tres meses.

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09 rodamientos

  • 2. Rodamientos Función y Aplicación Podemos entender los rodamientos como dos aros concéntricos, uno de los cuales va fijado en el soporte y el otro va anclado en el eje. Entre los dos anillos van bolas o rodillos, que transforman el rozamiento por desliza miento en rodadura (fig. 1). Para lograr que entre los elementos rodantes se mantenga una determinada distancia, se incorpora una pieza llamada jaula. Para entenderlo mejor podríamos pensar que si intercalamos entre el árbol y el soporte una serie de bolas o rodillos, se habrá sustituido el rozamiento a causa del deslizamiento, por el de rodadura que proporciona una menor pérdida de energía. De esta manera pasamos de los cojinetes a los rodamientos. Los aros y los elementos rodantes son de un acero aleado. Las jaulas estarán realizadas con chape de acero o plástico. En ciertos tipos de rodamientos, empleando técnicas avanzadas, logran suprimir el portabolas. Evidentemente, cuando el elemento rodante es una bola, la zona de contacto será un punto y el rozamiento será muy pequeño. Sin embargo, las cargas que soporta no pueden ser elevadas, ya que se concentrarán en esos puntos. Debido a esto, cuando se requieren grandes cargas, se aplican rodillos, transformando el punto de contacto en una línea. Además de encontrar los rodamientos alojados en las máquinas, será habitual localizarlos en soportes (figs. 2, 3, 4 y 5).
  • 3. Clasificación de los Rodamientos En primer lugar, clasificaremos los rodamientos basándonos en los elementos rodantes que los forman (fig. 6). Así tendremos: - Rodamientos de bolas - Rodamientos de rodillos: cuando los rodillos son finos y alargados, reciben el nombre de agujas. Posteriormente estudiaremos su forma de trabajo, diferenciando: - Rodamientos para cargas radiales. - Rodamientos para cargas axiales. - Rodamientos para cargas axiales y radiales. Las cargas radiales son aquellas que se aplican perpendiculares respecto al eje, es decir, en la dirección del radio. Las cargas axiales actúan en el sentido longitudinal del eje. Si hablásemos de cargas combinadas entenderíamos que los dos tipos actuarían simultáneamente Tipos de rodamientos Los rodamientos que vamos a estudiar suelen ser tanto exterior como interiormente cilíndricos. De los tipos que se muestran a continuación, algunos pueden poseer el agujero cónico. Asimismo podrán llevar obturaciones laterales y otra serie de particularidades que los hagan más efectivos para el trabajo que van a desarrollar. Rodamientos de bolas Constan de dos anillos concéntricos, con bolas intercaladas entre ambos. Dentro de este tipo tenemos: • Rodamientos rígidos de bolas (fig. 8) (de una y dos hileras de bolas) (fig. 7). Se utilizan habitualmente en casi todo tipo de máquinas. Son capaces de girar a grandes velocidades y soportan principalmente cargas radiales, aunque pueden absorber ciertas cargas axiales.
  • 4. Fig. 8 En las siguientes imágenes observamos: - Un rodamiento rígido de bolas, donde se pueden ver las dos pistas y la jaula que encierra las bolas. - En el centro tenemos un rodamiento obturado con placas de protección (2Z). Llevan placas de protección por ambos lados. Estas obturaciones son de acero inoxidable y evitan la penetración de polvo o impurezas en el interior de la jaula. Se emplea principalmente en aquellos rodamientos donde la pista interior es la que gira. Si fuese la pista exterior la que se moviese existiría el riesgo de perder la grasa a aftas velocidades. - Finalmente tenemos un rodamiento con obturaciones de baja fricción (2RZ). Son rodamientos similares a los anteriores, si bien la obturación que realizan es superior. Estas protecciones son de goma, reforzada con una lámina de acero. • Rodamientos de bolas a rótula (fig. 9) (de una y dos hileras de bolas). Tienen la ventaja de permitir cierta oscilación del eje donde va calado el rodamiento. Debido a esta cualidad se les suele llamar rodamientos de alineación automática. Asimismo, son capaces de soportar cargas radiales y ciertas cargas axiales, incluso soportan flexiones que pueda sufrir el eje durante su funcionamiento. • Rodamientos de bolas con contacto angular (de una (fig. 10) y dos hileras (fig. 10a) de bolas). Sus caminos de rodadura están dispuestos de forma oblicua y debido a esta circunstancia son capaces de soportar cargas radiales y axiales de considerable importancia. Cuando se monta un rodamiento de una hilera de bolas solo será capaz de soportar el esfuerzo axial en un sentido (fig. 10). Debido a esto normalmente se montan en parejas. Cuando lo que se emplean son rodamientos de contacto angular de dos hileras de bolas, por si solos son capaces de aguantar esfuerzos axiales en ambos sentidos (fig. l0a). Se puede destacar la gran velocidad de funcionamiento que son capaces de soportar, el bajo ruido que generan y las bajas temperaturas que adquieren en su funcionamiento. En la figura 11 vemos una aplicación de este tipo de rodamientos.
  • 5. Rodamientos de rodillos Al igual que los anteriores constan de dos aros concéntricos, pero los elementos que se interponen entre ellos son rodillos. Dentro de este tipo tendremos: • Rodamientos de rodillos cilíndricos (fig. 12) (de una y dos hileras de rodillos). Tienen la ventaja de ser capaces de soportar cargas radiales muy elevadas, aproximadamente tres o cuatro veces superiores a los rodamientos de bolas. Poseen el Inconveniente de no absorber cargas axiales, aunque sean poco elevadas. En la actualidad se están logrando diseños que intentan mejorar esta deficiencia de trabajo. Para el correcto funcionamiento se debe realizar un montaje que requiere una alineación de gran exactitud. • Rodamientos completamente llenos de rodillos cilíndricos. Reciben este nombre porque no poseen jaula interior. Gracias a la eliminación de este componente se introduce un mayor número de rodillos, por lo que las cargas que son capaces de soportar son incluso mayores que los anteriores. El Inconveniente que presenta la ausencia de jaula es el no poder girar a velocidades tan elevadas como las de los rodamientos con rodillos provistos de jaulas. En definitiva, podríamos considerarlos como rodamientos que tienen una elevada vida de trabajo y una gran capacidad de carga radial y axial. • Rodamientos de rodillos a rótula (fig. 13) (de doble hilera). Se suelen emplear con los mismos fines que los rodamientos de bolas a rótula. Sin embargo, al contener rodillos soportan mayores cargas. También tienen una gran aplicación en aquellos mecanismos sometidos a golpes. La particularidad de los rodillos es que no son cilíndricos, sino que la forma de su generatriz es ligeramente bombeada, adaptándose a la circunferencia del perfil de la pista exterior. De esta forma, la pista exterior puede oscilar y descentrarse, como si fuese una rótula. De ahí el nombre de este tipo de rodamientos.
  • 6. • Rodamientos de rodillos cónicos (fig. 14). Es muy habitual encontrar este tipo de rodamientos en toda clase de maquinaria. Su particular forma los hace ideales para absorber esfuerzos mixtos, es decir, tanto radiales como axiales. Son capaces de soportar grandes cargas. En cuanto a su utilización sucede lo mismo que con los rodamientos de contacto angular. Cuando se instala un único rodamiento de rodillos cónicos solamente soportará cargas axiales en una sola dirección (fig. 15). Debido a esto se montan en parejas opuestas, consiguiendo que un rodamiento absorba las solicitaciones axiales en una dirección y el otro las cargas en dirección contraria (fig.16). A la hora de desmontarlos estos rodamientos se dividen en dos partes (fig. 14), La pista interior, con la jaula y los rodillos, se extrae en un solo cuerpo. Este conjunto recibe el nombre de cono. La otra parte corresponde a la pista exterior, que se le suele llamar “copa”. • Rodamientos de agujas (figs. l7 y 18). Tal y como vamos observando los rodamientos adoptan su nombre dependiendo del elemento rodante. Debido a esto los rodamientos de agujas son similares a los de rodillos. La principal diferencia es que poseen un pequeño tamaño y una capacidad de carga grande. Cuando el eje donde se montan tiene una gran precisión y dureza se pueden colocar sin aro interior.
  • 7. Rodamientos axiales de bolas y rodillos • Rodamientos axiales de bolas. Su nombre proviene de que solamente son capaces de soportar esfuerzos axiales. No admiten ninguna carga radial. Para asegurar el contacto adecuado entre las bolas y los caminos de rodadura, estos rodamientos siempre estarán con una ligera carga axial. Son capaces de trabajar a velocidades relativamente altas. A diferencia de los rodamientos radiales, estos son desmontables, y se pueden separar de manera independiente las pistas y las jaulas. Algunas veces van provistos de un asiento esférico, de forma que se asegura la alineación. Se distinguen dos tipos: o De simple efecto (fig. 19 y 20): solamente son capaces de soportar cargas axiales en una dirección, Están constituidos por dos aros y entre ellos una jaula provista de bolas. Sus superficies de apoyo tiene un gran paralelismo y coaxialidad. En su montaje, uno de los aros tiene un diámetro interior menor, por lo que va anclado en el eje girando solidariamente con él El otro anillo va simplemente apoyado y fijo en su soporte, por lo que posee un diámetro interior ligeramente superior. o De doble efecto (fig. 21): pueden soportar cargas axiales en ambas direcciones, Están formados por tres aros y dos jaulas con bolas (fig. 22). El aro Intermedio es el que tiene un diámetro interior menor y va ajustado al eje (fig. 23). Los aros superior e inferior van asentados en sus soportes, permaneciendo fijos. • Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos Son similares a los anteriores, pero el elemento rodante son rodillos. Están compuestos de dos aros y una jaula que contiene los rodillos. Debido a su constitución son capaces de soportar cargas axiales en una sola dirección, pero de una magnitud elevada. Al igual que los anteriores son desmontables, separando cada parte convenientemente.
  • 8. • Rodamientos axiales de rodillos a rótula (fig. 24). Solamente se suelen emplear para grandes cargas. Los rodillos van inclinados en el interior, por lo que las pistas tienen los caminos de rodadura formando un cierto ángulo. Gracias a esta disposición son capaces de aguantar cargas radiales además de las axiales, pero con la siguiente particularidad: la carga axial siempre debe existir y ser de mayor magnitud que la carga radial que soporte el rodamiento. Son desarmables, de forma similar a los anteriores. • Rodamientos axiales de agujas. Se suelen utilizar cuando el sistema que los alberga está sometido a golpes o impactos. Debido a su forma son capaces de soportar grandes cargas y pueden tener un tamaño tan pequeño como el de una arandela. Su constitución es igual al de los anteriores, aunque los componentes se pueden adquirir de forma individual, ya que permite innumerables combinaciones en el montaje. Designación e identificación de los rodamientos Normalmente los rodamientos llevan su designación en la cara lateral de uno de los aros (fig. 25). Esta designación identifica el tipo de rodamiento, el tamaño y otras características que lo definen completamente. Se puede componer de: - 3, 4 ó 5cifras - una combinación de cifras y letras. La primera cifra de la designación o la primera letra o conjunto de letras indica el tipo de rodamiento. Así tendremos: 0 = Rodamientos de dos hileras de bolas con contacto angular. 1 = Rodamientos de bolas a rótula 2 = Rodamientos de rodillos a rótula y rodamientos axiales de rodillos a rótula 3 = Rodamientos de rodillos cónicos 4 = Rodamientos rígidos de dos hileras de bolas 5 = Rodamientos axiales de bolas 6 = Rodamientos rígidos de una hilera de bolas 7 = Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular 8 = Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos N = Rodamientos de rodillos cilíndricos (Después de esta letra pueden aparecer algunas otras que indicarían: la forma de la pestaña, si es de dos hileras de bolas, si en vez de rodillos es un rodamiento de agujas) QJ = Rodamientos de bolas con cuatro puntos de contacto
  • 9. La segunda y tercera cifra nos indican una serie de dimensiones del rodamiento (fig. 26). La primera de ellas nos identifica la relación de anchura o la altura (B o T para la anchura y H para la altura en rodamientos axiales). La segunda muestra la serie de diámetros (D). Como criterio general, si multiplicamos por 5 los dos últimos números de la designación obtendremos el diámetro interior del agujero “d”. En rodamientos pequeños, cuyo diámetro interior es inferior a l0 mm. se expresará éste de forma directa. Para los que tienen diámetros interiores de 10, 12, 15 y 17 los dos últimos números será un código que respectivamente implicarán el diámetro del rodamiento. Los códigos son: “00” para l0 mm.; “01” para l2 mm.; “02” para l5 mm.; “03” para l7 mm. En algunos casos se puede omitir la cifra que indica el tipo de rodamiento o la que identifica la relación de anchura o altura. Siempre debemos consultar el manual de la casa de rodamientos que vayamos a emplear. A continuación vemos la designación de forma esquematizada.
  • 10. De igual forma existen unas designaciones adicionales. Los prefijos (antes) indican las características de los componentes. Los sufijos (después) indican el diseño empleado en la construcción del rodamiento. Ambas, si fuesen necesarias, completan la designación. Ejemplo: GS 81108 → Arandela de alojamiento para rodamiento axial de rodillos cilíndricos 81108. 21304 CC → Rodamiento de rodillos a rótula con forma y acabado especial del camino de rodadura. En algunas ocasiones no es posible identificar el rodamiento por la designación marcada en el mismo. Cuando esto sucede lo identificaremos de las siguientes maneras: - Mediante medición del rodamiento e inspección visual. 1. Identificar visualmente el tipo de rodamiento (rígido de bolas, de rodillos, etc.) 2. Medir la anchura, el diámetro interior y exterior del rodamiento (fig. 26). 3. Buscar el tipo de rodamiento en el catálogo, iniciando la búsqueda por el diámetro interior “d”, a continuación el diámetro exterior “D” y finalmente la anchura “B”, “T” o “H”. Siguiendo la línea horizontal que une estas tres dimensiones encontraremos la designación del rodamiento. - Consultando los planos de la máquina donde se indique la designación del rodamiento a sustituir. Desmontaje y montaje de rodamientos Las operaciones de desmontaje, montaje y mantenimiento son fundamentales para lograr el correcto funcionamiento de la máquina y que la vida útil del rodamiento sea la mayor posible. Para lograr estos fines, previamente se habrá de elegir el rodamiento adecuado, efectuar las operaciones con pulcritud y emplear las herramientas convenientes. La buena formación del personal es esencial al realizar estas operaciones, ya que se harán de forma más segura y eficiente, reduciendo los tiempos de mano de obra y aumentando la duración de los rodamientos. En primer lugar, nos aseguraremos que el rodamiento está dañado y es necesario proceder al desmontaje. Cuando esto ocurra deberemos realizarlo meticulosamente, sin producir daños en los rodamientos e impidiendo la penetración de suciedad en su interior. Se preparará un apoyo para el eje, de forma que al extraer el rodamiento no se dañe por la carga del eje. Otro punto a tener en cuenta es la limpieza, ya que es más costoso limpiar un rodamiento que impedir la penetración de impurezas. Una regla importante es que un rodamiento desmontado y que no esté dañado deberá montarse en el mismo lugar y posición que tenía anteriormente. Para lograrlo se marcará la posición relativa de cada elemento del rodamiento en la operación de desmontaje. Además siempre que tengan obturaciones de goma deberán sustituirse por nuevas. Cuando procedamos al montaje, verificaremos que no hay ninguna rebaba o arista en el eje y comprobaremos que todo está totalmente limpio. De igual manera se mirará la tolerancia que deben poseer.
  • 11. Si el rodamiento es usado, lo limpiaremos meticulosamente antes de montarlo. Nos auxiliaremos de una brocha y un limpiador adecuado, el cual se irá aplicando al rodamiento a la vez que se giran lentamente sus pistas. Una vez limpio, mediante aire comprimido o un paño, comprobaremos que su estado es perfecto, y que gira suavemente sin saltos (fig. 27). De lo contrario lo desecharemos y procederemos al montaje de uno nuevo. Está limpieza también se puede llevar a cabo en aceite caliente, aproximadamente a 100° C. Debemos acordarnos de engrasar los rodamientos inmediatamente después de haberlos limpiado. Cuando montemos un rodamiento nuevo, se extraerá de su envoltorio justo cuando se vaya a proceder a su montaje y se eliminará de su pista exterior e interior la sustancia protectora que poseen. Esto lo realizaremos mediante un disolvente específico. La limpieza es fundamental para un correcto montaje. Fig. 27 En esta secuencia de fotos podemos observar el procedimiento empleado en la limpieza de un rodamiento. Desde el empleo del disolvente adecuado, continuando con la inmersión del rodamiento en el líquido donde se girará lentamente, a continuación el empleo de una brocha haciéndolo girar, hasta la comprobación final del giro del rodamiento. Métodos de desmontaje - montaje Tanto en el procedimiento de montaje como en el de desmontaje tendremos en cuenta varios factores. o En primer lugar identificaremos si el rodamiento posee: - asiento cilíndrico - asiento cónico - manguito de fijación - manguito de desmontaje o A continuación determinaremos la forma de introducirlo o extraerlo, diferenciando los siguientes métodos: - mecánico - hidráulico - inyección de aceite - calentamiento
  • 12. La elección del método dependerá básicamente del tamaño del rodamiento. Los de tamaño pequeño admiten el empleo de herramientas mecánicas (fig.28) o prensas. Siempre que sea posible emplearemos la prensa antes de cualquier otro método. Cuando aumenta el tamaño de los rodamientos, éstos requieren los sistemas de extracción hidráulicos (fig.29). Sin embargo, los rodamientos de grandes dimensiones exigen la utilización de inyección de aceite o calentadores. El empleo de la herramienta adecuada es fundamental ya que deberá utilizarse la idónea para cada caso concreto. Para diferenciar el tamaño de los rodamientos seguiremos el siguiente criterio: a) rodamientos pequeños: diámetro del agujero < 8Omm; b) rodamientos medianos: diámetro del agujero entre 80 y 200mm; c) rodamientos grandes: diámetro del agujero > 200mm. Fig. 28 Siguiendo la secuencia de imágenes vemos: Extractores de dos y tres patas, estos últimos favorecen el auto centrado. Extractor con separador de rodamientos. Extractor para rodamientos. Un juego de extractores con maza deslizante. Anillos o casquillos para extracción directa con martillo.
  • 13. Ajustes habituales en los rodamientos Un buen operario, al estudiar e rodamiento sobre el que tiene que actuar determinará el ajuste que posee el rodamiento con el eje y con el alojamiento. Este factor es fundamental para realizar un correcto trabajo. Normalmente el aro interior o el exterior llevarán un ajuste de interferencia, aunque en algunas ocasiones ambos pueden llevar un ajuste apretado. Esta información debe analizarse en el manual de la máquina, donde indicarán los ajustes de los elementos que van montados. Cuando no se dispone de esta información seguiremos el siguiente criterio general. Habitualmente la pista que gira con el cuerpo móvil del mecanismo, es la que lleva el ajuste de interferencia, independientemente del tipo de carga. Así, por ejemplo, si el rodamiento está introducido en el cuerpo de una máquina y sustenta un árbol que gira a unas determinadas revoluciones, el ajuste apretado será el correspondiente a la pista interior (fig. 30). Si por el contrario lo que tenemos es un eje que sustenta una rueda, la cual va a girar a una velocidad determinada, el ajuste apretado será el de la pista exterior del rodamiento, que girará solidaria a la rueda (fig. 31). La pista interior tendrá un ajuste deslizante. El montaje de rodamientos se realizará en frío cuando la pista con ajuste apretado sea la exterior. Si es el aro interior el que tiene el ajuste con interferencia se podrá montar en frío o en caliente. Dependiendo de los rodamientos que tengamos procederemos de las siguientes formas:
  • 14. Desmontaje de rodamientos con agujero cilíndrico Ajuste de interferencia en el eje Cuando el tamaño del rodamiento es pequeño o mediano y el ajuste apretado se encuentra entre el aro interior y el eje, emplearemos un extractor convencional, cuyas patas agarrarán al rodamiento por la pista interior (fig.32). En ocasiones podemos auxiliamos de separadores de rodamientos, de forma que aseguremos una correcta extracción (fig.33).
  • 15. Algunos ejes van provistos de muescas para facilitar esta sujeción (fig.34). A continuación se irá girando el husillo del extractor para que el rodamiento vaya saliendo progresivamente hasta que quede liberado de su asiento. En su colocación es importante centrar el extractor, ya que de lo contrario al desmontarlo se irá desplazando lateralmente pudiendo dañar el eje y el rodamiento. Para evitar este inconveniente se pueden emplear extractores autoajustables, formados por tres patas. Evidentemente, siempre que sea posible en vez de extractores emplearemos una prensa para realizar estas operaciones de desmontaje (fig.35). En algunas ocasiones resulta imposible aferrar el rodamiento por su aro interior. Cuando se presente esta situación se sujetará el aro exterior, arriesgándonos a dañar el rodamiento. Aún así, y sobre todo cuando haya que emplear el rodamiento extraído, para intentar evitar daños en esta operación, a medida que se vaya extrayendo se irá girando su pista exterior. Nunca golpearemos el rodamiento con un martillo para realizar su extracción (fig.36). Cuando se trata de desmontar rodamientos de tamaño mediano o grande, que requieren esfuerzos considerables, es conveniente en vez de usar un medio mecánico auxiliamos de extractores hidráulicos, capaces de generar grandes fuerzas. Otro sistema consiste en emplear inyección de aceite a presión entre el rodamiento y el asiento, de forma que se separen las superficies y el rodamiento se extraiga fácilmente mediante un extractor (fig.37). En este caso se puede sujetar el extractor a cualquier pista, ya que la fuerza que se va a ejercer es pequeña. Para aplicar este método, el eje dispondrá de canales de distribución de aceite. En de rodamientos de rodillos cilíndricos, se puede optar por desmontar el aro exterior (fig.38a), dejando a la vista la pista interior unida al eje. A continuación se aplicará sobre el camino de rodadura un aceite adecuado que impida la oxidación de la superficie. Posteriormente se colocará el aro de calentamiento (fig.38b), que elevará la temperatura de la pista interior a 280 º aproximadamente. Una vez lograda la transmisión de calor se retira el calentador, observando que el aro está suelto debido a la dilatación sufrida.
  • 16. Estos procedimientos que acabamos de ver para los rodamientos con agujero cilíndrico se pueden definir como reglas generales, teniéndolas presentes para cualquier tipo de desmontaje y rodamiento. Ajuste de interferencia en el alojamiento En muchas ocasiones, al igual que el caso anterior, podremos emplear una prensa para extraer estos rodamientos que tienen el ajuste apretado entre la pista exterior y el alojamiento. Lógicamente, se utilizará un casquillo que apoye en la pista exterior (fig.38). Cuando esto no es posible, y para rodamientos de tamaño mediano o pequeño, emplearemos un anillo o apoyo que repose sobre la pista exterior, de forma que al golpearlo con un martillo vaya desplazando progresivamente el rodamiento. Nunca incidiremos sobre el rodamiento de forma directa con el martillo. En el mercado existe una amplia gama de anillos o casquillos para la extracción de rodamientos. Si no disponemos de ellos podemos auxiliamos con un tubo del diámetro adecuado que haga esta función. Se puede dar la circunstancia de que tampoco se pueda emplear este casquillo, por lo que estaremos obligados a sacar el rodamiento mediante un botador que iremos colocando en todo el contorno del rodamiento a medida que le damos los golpes con el martillo (fig.39).
  • 17. Si el rodamiento a desmontar es de rótula, existe la posibilidad de oscilar la pista interior con elementos rodantes, de forma que mediante un extractor convencional podremos acceder a la donde lo apoyaremos para realizar la extracción (fig. 40). la jaula y los pista exterior También podemos encontrarnos con tornillos de desmontaje. En este sistema, el propio conjunto suele disponer de tres agujeros roscados, en los cuales se introducen los tornillos que presionan directamente sobre la pista exterior del rodamiento (fig.41). Estos tornillos se irán apretando simultáneamente para impedir que el rodamiento oscile y se bloquee en su salida. Si todos los sistemas anteriores no sirven y tenemos que incidir sobre la pista interior, debemos ir girándola a medida que vamos extrayendo el rodamiento con el fin de intentar no dañarlo, a sabiendas de que este sistema no es el recomendado debido al riesgo de arruinar el rodamiento. Ajuste con interferencia en el eje y en el alojamiento Si se nos presenta el caso de desmontar rodamientos con ajuste apretado tanto en la pista exterior como en la interior, el sistema que se aconseja seguir es dejar al rodamiento salir de su alojamiento unido al eje. Es decir, que se extrae el eje y el rodamiento saldrá con él. De esta forma conseguimos que las fuerzas aplicadas en el desmontaje, al no incidir directamente sobre el rodamiento, no afecten a sus partes interiores. En algunas circunstancias se puede optar por realizar la operación inversa, es decir, extraer la pieza que hace la función de alojamiento y permitir que el rodamiento salga con ella. Cuando se emplee un extractor para ejercer la fuerza sobre el eje, nos podemos auxiliar de los agujeros roscados que poseen las máquinas para colocar las tapas de los alojamientos. De esta forma tenemos un punto de anclaje para poder realizar presión con el extractor. Los rodamientos de bolas se pueden sacar con extractores especiales, los cuales son capaces de fijarse al aro para realizar convenientemente los esfuerzos.
  • 18. Montaje de rodamientos con agujero cilíndrico Para montar estos rodamientos de agujero cilíndrico siempre utilizaremos un casquillo o útil para asentar en las pistas. Nunca golpearemos directamente ningún componente de los rodamientos. En el montaje en frío, igual que estudiamos en el desmontaje y dependiendo del ajuste del rodamiento, incidiremos sobre unas pistas u otras (figs. 42, 43 y 44). Cuando se trate de pequeños rodamientos y siempre que sea posible se empleará una prensa. Entre el elemento que se emplee para aplicar la fuerza y la pista del rodamiento se introducirá un casquillo, de forma que al aplicar la presión ésta se reparta uniformemente sobre el aro apretado. Evidentemente, cuanto mayor sea el rodamiento mayor será la fuerza necesaria para montarlo. Para facilitar esta operación, calentaremos los rodamientos a una temperatura aproximada de 85°C, nunca superaremos la temperatura de calentamiento de 120° C. Una vez que hayan adquirido la temperatura se calarán en el eje y se esperará presionando hasta que enfríen para asegurarnos de que no se mueven de su posición. Este calentamiento nunca se puede realizar mediante una llama directa sobre el rodamiento. Los equipos más empleados son: las estufas, que son hornos de calentamiento; los aros de calentamiento, iguales que los empleados en el desmontaje de rodamientos de rodillos y cuyo procedimiento de empleo para el montaje es similar; los equipos de inducción (fig.45), que mediante una corriente eléctrica son capaces de elevar la temperatura de los rodamientos; mediante aceite, sumergiendo los rodamientos en aceite caliente hasta que adquieran la temperatura deseada. Paralelamente a esta operación, de manera periódica, se deberá ir comprobando mediante un termómetro la temperatura de los rodamientos.
  • 19. Montaje de rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular Estos rodamientos, al sólo absorber cargas radiales en una dirección, se montan siempre emparejados (fig.46). Este emparejamiento se puede realizar de tres formas: - Cara contra cara - Espalda contra espalda - En tándem Montaje de rodamientos de dos hileras de bolas con contacto angular Al soportar fuerzas axiales en dos sentidos no tendremos que preocuparnos de su posición de montaje. Al igual que los anteriores, emplearemos un casquillo para el montaje o procederemos a calentarlo si fuese necesario y si el ajuste apretado fuese en el eje. Si poseen un aro partido se procederá de la siguiente forma (fig.47 y fig.48): - Montar la primera parte del aro interior. - Montar el aro exterior con las jaulas y los elementos rodantes. - Montar la segunda parte del aro interior que fija el conjunto. Si se trata de un rodamiento pequeño lo introduciremos con una prensa y un casquillo de montaje o mediante golpes firmes de martillo sobre este casquillo que reposa en la pista interior del rodamiento. Cuando el tamaño se incrementa se procederá a calentar las dos mitades de la pista interior del rodamiento.
  • 20. Montaje de rodamientos de rodillos cilíndricos Este caso es particular, igual que nos pasaba en el desmontaje. Tenemos la ventaja que los de una hilera se pueden separar en dos partes (fig.49), por lo que se introducen de manera independiente. Primero se mete la pista interior, presionando uniformemente sobre todo su perímetro, y una vez montada se coloca el aro exterior (fig. 50). Gracias a esto se facilita enormemente el montaje. Si es necesario se puede emplear un aro calentador de rodamientos para facilitar el montaje de la pista interior.
  • 21. Montaje de rodamientos de rodillos cónicos Con este tipo de rodamientos tendremos la misma consideración que con los de contacto angular, ya que de manera individual sólo soportan esfuerzos axiales en una dirección. Por esta razón se montarán en parejas opuestas, teniendo en cuenta la siguiente secuencia de montaje: - Montar las pistas exteriores, mediante un casquillo de montaje, ajustándolas hasta su posición, que habitualmente vendrá marcada por un cambio de sección en el agujero o por anillos de retención (fig.51). - En el eje se colocará la pista interior con la jaula y los rodillos, introduciéndola hasta que ocupe su posición, la cual estará delimitada por un sistema similar al del agujero (fig.52). - Introduzca el eje y ajuste el otro anillo interior con su jaula y sus elementos rodantes (fig.52). Fig.52
  • 22. - Introduzca la arandela de fijación y la tuerca ranurada, de forma que al ir apretándola desplace el rodamiento, que debido a su forma cónica se irá ajustando progresivamente. Se irá girando el eje a medida que se va apretando la tuerca, hasta que llegue el momento en el que el eje deje de girar. Llegado este punto se aflojará ligeramente la tuerca hasta que el eje empiece a girar de nuevo (fig.53). En alguna ocasión se aplican unos golpes de maza sobre los extremos del eje, para lograr su asentamiento y facilitar su giro. - Si se requiere de una gran precisión de montaje, se colocará un reloj comparador de forma axial al eje para verificar el juego. Desmontaje de rodamientos con agujero cónico La unión de piezas con cierta conicidad es muy habitual, ya que proporciona ajustes muy buenos con posibilidad de regulación. Debido a esto también existen rodamientos con asiento cónico. Dentro de este tipo, los de pequeñas dimensiones pueden desmontarse con un simple extractor y se seguirán las reglas generales de desmontaje. Por tanto, al ser la pista interior la que lleva la conicidad y estar con un ajuste apretado, siempre que sea posible se traccionará desde el aro interior. Este extractor se centrará con meticulosidad o se empleará uno autoajustable. Cuando nos vemos obligados a extraerlo por el aro exterior, se irá girando la pista a medida que va saliendo el rodamiento. Al igual que los anteriores, para los rodamientos de tamaño medio en los que se requieren mayores esfuerzos se emplearán herramientas hidráulicas y los de tamaños grandes vendrán provistos de canales de inyección de aceite para la extracción del rodamiento. Al introducir aceite a presión se logra separar la pista del rodamiento del eje. A continuación con una pequeña carga axial se obtiene el desmontaje del conjunto. Debido a la conicidad del eje y del agujero del rodamiento, puede que la liberación de ambos se realice instantáneamente, por lo que se debe tener precaución al realizar esta operación. Para evitar que el cuerpo salga de forma violenta se prepararán topes, tales como tuercas o placas. Este tope se irá retrocediendo sucesivamente a medida que el rodamiento va haciendo contacto con él. Desmontaje de rodamientos con manguitos En ocasiones se montan sobre ejes cilíndricos unos manguitos que les proporcionan una conicidad determinada. Además, la exigencia del acabado del eje no es muy elevada y el montaje y desmontaje de los rodamientos resulta sencillo y cómodo. Esto suele realizarse cuando se utilizan los rodamientos a rótula, tanto de bolas como de rodillos. Debemos diferenciar dos tipos distintos de manguitos: - Manguito de fijación; - Manguito de desmontaje. Desmonta/e de rodamientos sobre manguitos de fijación La constitución de este sistema es la que se indica en la figura 54. La situación relativa que ocupa el rodamiento debe marcarse para que cuando se vuelva a montar ocupe la misma posición.
  • 23. Cuando el tamaño del rodamiento no es muy grande se puede desmontar siguiendo los siguientes pasos (fig.55): - Se desdobla la pestaña de la arandela de retención que suelen llevar. - Se afloja ligeramente la tuerca, sin extraerla completamente de la rosca. - Se introduce un casquillo o un tubo que asiente en la tuerca y se le da unos golpes firmes. (Debido al golpe, el manguito de fijación retrocede ligeramente y el rodamiento queda liberado.) - Se retira la tuerca, la arandela, el rodamiento y el distanciador. - Se extrae el manguito. Se puede dar el caso en el que no podemos introducir el casquillo para apoyarlo sobre la tuerca. Cuando esto ocurre utilizaremos otro anillo que incida sobre la pista interior del rodamiento. Una vez liberada la arandela y ligeramente desajustada la tuerca, se aplica una serie de golpes sobre el anillo, el cual desplaza el rodamiento y, debido a la conicidad, éste queda libre (fig.56). Cuando se trata de rodamiento de grandes dimensiones se emplea una variante de los métodos hidráulicos estudiados. Se trata de las llamadas “tuercas hidráulicas” (fig.57a). Este sistema es muy utilizado en los rodamientos montados sobre manguitos de fijación. Indudablemente, el eje estará preparado para este tipo de sistemas, ya que irá provisto de una ranura para alojar un tope o de una placa atornillada en el extremo del eje que realice la misma función. El funcionamiento de este sistema queda claramente explicado en la figura 57b.
  • 24. Fig. 57b Este sistema se basa en inyectar a presión aceite en e/interior de la tuerca. Vemos en el detalle de la figura que, una vez colocada la tuerca en el manguito, el aceite hace presión sobre el pistón hidráulico, desplazándolo lateralmente. Este entra en contacto con la arandela de retención, por lo que en ese momento fuerza la tuerca y el casquillo de montaje hacia la izquierda, realizándose el desmontaje de forma suave y sencilla. Nos tenemos que percatar de la forma de colocación de las arandelas que realizan el bloqueo. El eje deberá disponer de una ranura, donde se introducirán las dos semi-arandelas exteriores, a continuación se formalizará esta sujeción con la arandela interior, que se debería haber introducido de antemano por el extremo del eje. Desmontaje de rodamientos sobre manguito de desmontaje La constitución de este sistema es la que se indica en la figura 58. Cuando encontremos un rodamiento montado sobre este manguito, veremos que está bloqueado mediante una tuerca roscada en el eje y apoyada sobre el manguito o por una placa atornillada en el extremo. Para realizar el desmontaje, siempre que el tamaño del rodamiento no sea muy grande, procederemos de la siguiente manera (figs. 59, 60 y 61): - Retiraremos la tuerca o la placa de bloqueo. - Introduciremos una tuerca ranurada en la rosca que posee el manguito de desmontaje. Previamente se engrasará la superficie de la tuerca que presionará el rodamiento. - Apretaremos la tuerca hasta que haga tope contra el rodamiento. En ese momento seguiremos apretando en el mismo sentido de forma que la tuerca arrastre el manguito. Debido a la conicidad, éste quedará suelto. - Extraeremos el manguito con la tuerca y a continuación el rodamiento y el distanciador.
  • 25. Cuando se trata de un gran rodamiento, utilizaremos una tuerca hidráulica, la cual se roscará en el manguito hasta que entre en contacto con el rodamiento. En esa posición se inyectará el aceite, de forma que el anillo hidráulico presione la tuerca y arrastre el manguito (fig.62). Además, estos manguitos suelen llevar unos canales para introducir aceite a presión entre ellos y el rodamiento. Al realizar estas dos operaciones simultáneamente se logran unas extracciones suaves y sencillas. Montaje de rodamiento con agujero cónico Evidentemente, se sigue el mismo criterio estudiado hasta el momento. Los rodamientos de pequeñas dimensiones se introducirán mediante golpes de martillo, interponiendo un casquillo de montaje que apoye sobre la pista interior. También podrá emplearse una llave y una tuerca ranurada. Cuando tengamos que montar grandes rodamientos emplearemos tuercas hidráulicas. Estas se introducirán manualmente, con el anillo hacia el rodamiento. Cuando estén aproximadas se inyectará el aceite, desplazando el rodamiento hasta su posición de montaje. Una vez conseguido, se retirará la tuerca hidráulica sustituyéndola por una convencional que asegure el posicionamiento del rodamiento (fig.63).
  • 26. Si no se puede aplicar el método anterior podemos calentar el rodamiento, bien sea mediante inducción o en baño de aceite. En este caso debemos montarlo teniendo en cuenta el desplazamiento axial, que estudiaremos en el apartado siguiente, debido a la dilatación que sufre el rodamiento. Una vez introducido se continuará haciendo presión hasta que se enfríe. Para ajustar estos rodamientos con asiento cónico se aplicará una fina capa de aceite en el eje antes de introducir el rodamiento. Montaje de rodamientos de rodillos a rótula Es importante tener presente que al montar un rodamiento con agujero cónico, según se introduzca más o menos el juego interno de los elementos rodantes será menor o mayor respectivamente. Así, si apretamos en exceso la tuerca que fuerza el rodamiento éste dejará de girar por la reducción del juego interno. En el montaje se procederá de la siguiente manera: - Con el rodamiento desmontado se medirá el juego radial del rodamiento. Emplearemos para este fin una galga de espesores. Para realizarlo, apoye el rodamiento sobre una superficie y gire varias veces su aro interior. Seguidamente consulte en el catálogo del rodamiento el valor mínimo del juego y escoja una galga de esta medida o un poco inferior. Introdúzcala entre el rodillo y la pista exterior del elemento rodante que se encuentra al lado del que ocupa la posición superior (fig.64). Se irán aumentando los espesores de las galgas hasta que al extraerla notemos cierta dificultad. - Se calará el rodamiento en el eje y se irá verificando la holgura a medida que vayamos introduciendo el rodamiento. Cuando el rodamiento está montado en el eje, la separación se genera entre la pista interior y el rodillo que se encuentra en la posición inferior (fig.65). En ese lugar es donde debemos formalizar la comprobación, dando por terminado el montaje cuando el valor del juego radial esté comprendido entre los que aconseje el fabricante. Estos valores se suelen indicar en función de una reducción del juego, basándose en la verificación efectuada con el rodamiento desmontado. - Cuando no se puede medir el juego radial o el montaje se efectúa calentando los rodamientos se tendrá en cuenta el valor del desplazamiento axial (fig. 66).
  • 27. Para efectuarlo con precisión se suele preparar un casquillo con una anchura predeterminada. De forma que el desplazamiento del rodamiento desde que entra en contacto con el eje hasta que llega al tope sea la distancia axial que marca dicho rodamiento (fig.67). A continuación se exponen algunos valores para la determinación de juegos en rodamientos de rodillos a rótula con agujero cónico. Montaje de rodamientos de bolas a rótula En este tipo de rodamientos verificaremos su juego oscilando su pista exterior. Se introducirá el rodamiento hasta que gire con suavidad, pero al oscilar su pista ofrezca cierta resistencia. Este será el signo que indique la correcta holgura del rodamiento. Montaje de rodamientos con manguitos. Como vimos en el desmontaje, normalmente encontraremos rodamientos de bolas o de rodillos a rótula montados sobre manguitos. Evidentemente estos rodamientos, aunque estén montados sobre manguitos, poseen un agujero cónico, por lo que debemos realizar las mismas verificaciones de calado estudiadas en los apartados anteriores.
  • 28. Al igual que en el desmontaje podremos encontrarnos los siguientes casos: Montaje de rodamientos sobre manguitos de fijación Cuando empleemos un manguito de fijación sobre un eje con resalte, utilizaremos un casquillo distanciador, de forma que limite el movimiento del rodamiento y permita el deslizamiento del manguito por debajo del casquillo (fig.68). Si por el contrario el eje no dispone de resaltes, colocaremos el manguito en la posición que ocupaba antes de desmontarlo. Para ello se debería haber realizado una marca durante su desmontaje. La colocación del manguito resulta sencilla, ya que si introducimos un destornillador por su ranura longitudinal y lo giramos, éste aumentará su diámetro, deslizándose fácilmente a lo largo del eje (fig.69). El procedimiento a seguir es el siguiente: - Introducir el casquillo distanciador. - Colocar el manguito con la ayuda de un destornillador. - Introducir el rodamiento. - Lubricar la rosca del casquillo y la parte de la tuerca que hará contacto con el rodamiento. - Poner la tuerca. - Ir apretando la tuerca a la vez que se verifica el juego radial. - Cuando se ha calado convenientemente, desmontar la tuerca, introducir la arandela de seguridad y volver a colocar la tuerca. Cuando tengamos rodamientos de grandes dimensiones usaremos una tuerca hidráulica, la cual se colocará de forma que al introducir aceite, el pistón presione el rodamiento (fig.70). Para realizar el montaje, después de introducir manualmente la tuerca hidráulica y ajustar el rodamiento con la inyección de aceite, se retirará esta tuerca para introducir a continuación la arandela de retención y la tuerca de fijación convencional. Finalmente se volverá a comprobar el juego del rodamiento. Puede darse el caso en el que no podamos emplear la tuerca hidráulica. Cuando esto suceda debemos proceder a montar el rodamiento calentándolo previamente. Como ya sabemos, lo haremos mediante inducción, con estufa o mediante inmersión en aceite caliente. En estos casos se realizará el montaje teniendo en cuenta su distancia de calado axial.
  • 29. Montaje de rodamientos sobre manguitos de desmontaje Las consideraciones en cuanto al juego son las mismas que las estudiadas anteriormente. En el montaje se procederá de la siguiente forma (fig. 71): - Si el eje va provisto de un resalte se introducirá el anillo distanciador. - Colocaremos el rodamiento. - Se aplicará aceite en el eje y en la superficie exterior del manguito. - Introduciremos el manguito por debajo del rodamiento. Si fuese necesario nos ayudaremos de un destornillador para abrir el manguito y facilitar su colocación. - Aplicaremos fuerza sobre el manguito, de manera que al irse introduciendo vaya apretando el rodamiento progresivamente. Si empleamos una tuerca roscada en el propio eje para ejercer la fuerza, aplicaremos lubricante en la rosca y en la superficie que roce contra el manguito. Una vez ajustado el rodamiento, se extraerá la tuerca y se intercalará la arandela de retención. - Volveremos a comprobar el juego del rodamiento. De igual manera podremos usar, si es necesario, una tuerca hidráulica o calentar el rodamiento para introducirlo con mayor facilidad. Las reglas a emplear son las mismas que hemos ido viendo a lo largo del tema. Revisiones a realizar en los rodamientos montados Los rodamientos son puntos de control vitales para el correcto funcionamiento de las máquinas. Por esta razón debemos comprobar periódicamente estos elementos. Dependiendo de las condiciones de trabajo a las que están expuestos los rodamientos, este mantenimiento se realizará con una periodicidad mayor o menor. Un método muy empleado para verificar su buen funcionamiento es el estudio y medición de las vibraciones que producen. No obstante, se suelen realizar las siguientes operaciones prácticas en estas comprobaciones.
  • 30. Ver Se verificarán las obturaciones, el estado visual del rodamiento y las posibles pérdidas de aceite o lubricante. Asimismo se mirará el color del lubricante, ya que cualquier cambio del mismo implicaría la presencia de impurezas. Oír El funcionamiento correcto de gran multitud de mecanismos se puede determinar mediante el ruido que generan. El ruido de un rodamiento debe ser parecido a un zumbido estable, sin interrupciones ni saltos. Cualquier chirrido implicaría un funcionamiento anormal, causado por la ausencia de lubricante, un ajuste excesivamente apretado, suciedad o un arruinamiento del rodamiento. Mediante un estetoscopio (fig. 72), podremos escuchar con precisión el sonido de los rodamientos, localizando la procedencia del ruido anormal y pudiendo incluso determinar el elemento que lo genera. Antiguamente para escuchar el ruido de las partes interiores de los mecanismos se utilizaba un destornillador o una llave de tubo, los cuales se colocaban por una parte en la máquina y por la otra parte el oído. Así se conseguía percibir con mayor nitidez las vibraciones que generaban los elementos en funcionamiento. Hoy en día, además del estetoscopio, se instalan dispositivos electrónicos de control. Tocar La temperatura es un factor esencial en el funcionamiento de los rodamientos. Un trabajo a temperaturas superiores a 120 ° C supondrán una disminución de su vida útil. Esta temperatura elevada puede ser debida a un exceso o defecto de lubricante, suciedad, juegos muy pequeños entre los elementos rodantes o gran rozamiento de las obturaciones. Para verificar la temperatura emplearemos termómetros (fig.73). Tendremos en cuenta que cuando se instalan nuevos rodamientos o se realizan operaciones de lubricación, inmediatamente después aumentan ligeramente su temperatura de trabajo, volviendo a los valores normales en cuanto haya pasado un tiempo de rodaje.
  • 31. Lubricación de rodamientos El lubricante es imprescindible en los rodamientos, ya que genera una película que reduce el rozamiento y con ello la generación de calor. De manera simultánea impide la oxidación. Teóricamente, un rodamiento con un funcionamiento en condiciones ideales y una lubricación perfecta duraría infinitamente. En la práctica esta condición no se cumple, por lo que prestaremos especial atención a la lubricación de los rodamientos, de forma que se asegure la mayor vida posible de los mismos. Los rodamientos se pueden lubricar mediante grasa o por aceite. Grasas Se suele emplear este sistema cuando el rodamiento va a trabajar sometido a exigencias normales de funcionamiento, es decir, bajo unas condiciones normales de velocidad y temperatura. Debido a esto, es el método más empleado y podríamos decir que el 90% de los rodamientos llevarán este tipo de engrase. Además presenta ciertas ventajas, ya que su aplicación es sencilla y económica. Ciertos tipos de rodamientos, los obturados, suelen estar lubricados de por vida, es decir, salen engrasados de fábrica y no deben lubricarse más. La grasa está formada básicamente por aceite, al cual se le adiciona un espesante que le da su carácter semisólido (fig.74). Su principio de funcionamiento es como el de una esponja, es decir, es capaz de absorber un líquido e ir cediéndolo según se va presionando sobre ella. La grasa es capaz de ir aportando aceite a medida que su temperatura va aumentando. Evidentemente las zonas donde aumenta la temperatura son las que rodean a los elementos que se mueven, por lo que será en esos lugares donde se hará efectiva la lubricación. A la hora de utilizar una grasa debemos estudiar su consistencia, sus características antioxidantes así como el intervalo de temperaturas a las que debe trabajar. Aceites Cuando las exigencias de trabajo se endurecen, las velocidades que se solicitan son elevadas y la temperatura que se genera aumenta, se requiere el engrase mediante aceite. Si empleásemos grasa a elevadas velocidades, está tendería a salirse por las obturaciones. De igual forma si la temperatura aumentase, la grasa no podría evacuar el calor lo que perjudicaría el rodamiento. En cambio la lubricación por aceite implica un continuo baño del rodamiento. El aceite atraviesa el elemento, lubricándolo convenientemente y absorbiendo el calor generado, a continuación se deposita en la parte inferior para ser impulsado nuevamente al rodamiento. De esta forma se establece una continuidad que favorece el trabajo y la vida de los rodamientos en condiciones adversas. El inconveniente que presenta es el coste de la implantación de este sistema, ya que resulta caro.
  • 32. En estas lubricaciones suele emplearse un aceite mineral, sin embargo cuando se requiera un trabajo constante a temperaturas superiores a 125 ° C utilizaremos aceites sintéticos. Para velocidades altas se suele emplear un aceite con baja viscosidad, de forma que circule rápidamente por el rodamiento y absorba la mayor cantidad de calor posible. A velocidades bajas conviene que la viscosidad sea mayor, de manera que forme una capa lo suficientemente gruesa entre los elementos que se mueven y los que permanecen estáticos. Intervalos de lubricación En las grasas, estos intervalos se pueden obtener mediante gráficas que aportan los fabricantes. No obstante, cuanto mayor sea la temperatura de funcionamiento, menor será el intervalo de lubricación. El cambio de aceite se suele realizar con una periodicidad anual, siempre y cuando la temperatura de trabajo no supere los 50° C. Al igual que con las grasas, a medida que aumenta la temperatura, con mayor frecuencia se deberán hacer los cambios de aceite. Por ejemplo, si tenemos una temperatura de trabajo de 100° C la sustitución se debería realizar cada tres meses.