RODAMIENTO

1. República Bolivariana De Venezuela.
Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior.
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”.
Extensión Porlamar.
Análisis crítico
Realizado Por:
Ricoveri Kamila
Elementos De Maquinas.
Profesor: Julián Carneiro.
Porlamar, Julio de 2014

2. RODAMIENTO.
Son elementos de fricción formados por dos cilindros concéntricos, uno fijo al
soporte y otro fijo al eje, entre los que se intercala una corona de bolas o
rodillos, que Pueden girar entre ambos, lo cual proporciona una menor
perdida de energía.
Los rodamientos se fabrican para soportar cargas puramente radiales,
cargas axiales, o combinación de ambas cargas.
Las cuatro partes principales de un rodamiento son:
 Aro externo (cono).
 Aro interno (cubeta, copa).
 Elementos rodantes.
 Separador.

3. El propósito de un cojinete es el de proporcionar una posición relativa y
libertad de rotación, además de transmitir una carga entre dos estructuras,
usualmente un eje y una carcasa. La forma básica y el concepto de un
cojinete de elementos rodantes son simples. Si se van a transmitir cargas
entre superficies en movimiento relativo en una máquina, la acción se facilita
más efectivamente si se interponen elementos rodantes entre los miembros
en deslizamiento. De esta forma la resistencia de fricción que se opone al
deslizamiento se reemplaza en gran medida por la resistencia mucho más
pequeña que se asocia con el rodamiento.
Existen rodamientos que se fabrican sin el separador con objeto de abaratar
el coste, pero el separador tiene la función importante de evitar el contacto
de los elementos rodantes para que no se produzca rozamiento entre ellos.
Algunos rodamientos especiales de bolas y algunos de agujas no tienen el
anillo interior y por ello las bolas giran libremente en una pista directamente
tallada en un eje endurecido. Uno de los aspectos más importantes para el
diseño de un rodamiento es la conformidad de la bola (de su radio) con el
radio de la pista. Cuando aumenta la conformidad aumenta el área de
contacto y por lo tanto el rodamiento puede soportar una carga mayor a
costa de un rozamiento también mayor. Sin embargo, cuando la conformidad
es pequeña el rozamiento es pequeño pero el desgaste es grande en una
zona muy localizada. Los fabricantes de rodamientos establecen la
conformidad que les parece más adecuada teniendo en cuenta su propia
experiencia y los resultados de los ensayos.
Los rodamientos se pueden clasificar en función de:
 La geometría de los elementos rodantes: bolas, rodillos cilíndricos,
rodillos esféricos, rodillos cónicos, agujas, etc.
 Las cargas a las que están sometidos los rodamientos: axial, radial,
lineal o combinada.

5. Rodamientos de bolas.
Los rodamientos de bolas se usan más que cualquier otro tipo de elementos
rodantes. Para una aplicación en que la carga es principalmente radial, se
puede elegir uno de este tipo de rodamientos. La carga de empuje se
aplicará en un lado de la pista de rodamientos interna mediante un hombro
en el eje. La carga pasará a lo largo del lado de la ranura a través de la bola,
hacia el lado opuesto del anillo de bolas y después a la carcasa. El radio de
la bola es un poco más pequeño que el radio de la ranura para permitir el
rodamiento libre de las bolas. En teoría, el contacto entre una bola y la pista
de rodamientos se da en un punto, sin embargo, en realidad es un área
circular pequeña debido a la deformación de las piezas. Como la carga es
soportada en un área pequeña, se presentan tensiones debidas al contacto
muy altas a nivel local.
Para incrementar la capacidad de un cojinete de hilera única, se debe utilizar
un cojinete que tenga mayor número de bolas o bolas más grandes que
funcionen en pistas de rodamientos más grandes. Un tipo especial dentro del
rodamiento de bolas es el rodamiento de bolas de contacto angular, en el
que un lado de cada pista de rodamientos es más alto para permitir su
adaptación a cargar de empuje más considerables.
Este tipo de rodamientos se emplea comúnmente cuando la solicitación de
cargas es combinación de componentes axial y radial. Los ángulos de
empuje más comunes varían entre 15º y 40º.

6. Rodamientos de rodillos cilíndricos.
Sustituir las bolas esféricas por rodillos cilíndricos con los cambios
correspondientes en el diseño de los collares de bolas, proporciona una
mayor capacidad de carga radial. El patrón de contacto entre un rodamiento
y su collar es, en teoría, una línea y adopta forma rectangular conforme las
piezas se deforman bajo el efecto de una carga. Los niveles de tensión
debida al contacto son más bajos que los que corresponden a cojinetes de
bola de un tamaño equivalente, lo que permite que cojinetes más pequeños
soporten una carga particular o que un cojinete de un tamaño específico
soporte una carga mayor. La capacidad para soportar carga de empuje es
pobre. Los rodamientos de rodillos cilíndricos suelen ser muy anchos, lo cual
les confiere escasa capacidad para adaptarse a la desalineación angular.
Rodamientos de rodillos cónicos.
Este tipo de rodamientos están diseñados para soportar cargas de empuje
sustanciales con cargas radiales altas, lo cual da por resultado excelentes
especificaciones en ambos. Se utilizan con frecuencia en rodamientos de
rueda para vehículos y en maquinaria de trabajo pesado a la que le son
inherentes cargas de empuje altas.

7. Rodamientos de agujas.
Este tipo de rodamientos son en realidad rodamientos de rodillos cilíndricos,
pero el diámetro es mucho menos. Al igual que en otros rodamientos de
rodillos cilíndricos, la capacidad de empuje y desalineación es pobre.
Comparación entre tipos de rodamientos.
Vida Del Rodamiento.
Se define la vida de un rodamiento como la duración de tiempo, o el número
de revoluciones, que el rodamiento funciona hasta que aparece un
desconche por fatiga de una determinada dimensión. Debido a que los
fenómenos de fatiga en metales son tan solo controlables de modo
estadístico, es imposible predeterminar de modo exacto la vida de un
rodamiento en concreto. Se emplea habitualmente la función de distribución
de Weibull para predecir la vida de los rodamientos para un determinado
nivel de fiabilidad.

8. Se conoce como vida de cálculo L10 a la que el 90 por ciento de los
rodamientos de un grupo aparentemente idéntico igualará o superará antes
de que su grado de fatiga alcance un criterio previamente definido. El valor
de L10 puede también emplearse, con un 90 por ciento de fiabilidad, para
expresar la vida que un rodamiento en concreto alcanzará en unas
determinadas condiciones de funcionamiento.
Debido a la necesidad de establecer una relación entre las condiciones de
referencia bajo las cuales se definen las capacidades de carga y las reales
de funcionamiento, se calcula la vida del rodamiento considerando las
variables adicionales que afectan a su funcionamiento.
La ecuación ampliada para el cálculo de la vida de un rodamiento es la
siguiente:
Lna= a1 x a2 x a3 x a4 x L10
Donde:
a1: factor de ajuste de la vida en función de la fiabilidad.
a2: factor de ajuste de la vida en función del material de rodamiento.
a3: factor de ajuste de la vida en función de las condiciones de trabajo.
a4: factor de ajuste de la vida en función de la vida útil requerida.
L10: vida de Weibull calculada.
Lna: vida ajustada para una fiabilidad del (100-n) por ciento.
Carga estática equivalente.
Una carga P que actúa sobre un rodamiento de elementos rodantes en un
ángulo αp es una carga combinada porque incluye una componente radial y
otra axial. La componente radial es:
Pr = Pcosαp
Y la axial es:
Pa = Pcosαp.
Ambas componentes se combinan para formar la carga estática equivalente
P0, la cual se expresa como:
P0 = XPr + YPa

9. Carga variable.
Los procedimientos de diseño y análisis que se han utilizado hasta ahora
suponen que el rodamiento operará con una sola carga de diseño en el
transcurso de su vida útil. Utilizando los datos que publican los fabricantes en
los catálogos, es posible hacer proyecciones muy precisas acerca de la vida
útil del cojinete bajo tales condiciones. Si las cargas varían según transcurre
el tiempo, habrá que modificar los procedimientos.
Uno de los procedimientos que los fabricantes recomiendan recibe el nombre
de regla de Palmaren-Miner. La base de la regla de Miner consiste en que si
un rodamiento en particular es sometido a una serie de cargas de
magnitudes diferentes a lo largo de lapsos cuya duración se conoce, a la
larga, caga carga contribuye a la falla del rodamiento en proporción a la
relación de la carga con la vida útil que se espera cumpla el rodamiento si se
le somete a la acción de esa carga.
Selección de Rodamientos.
El proceso de selección de rodamientos sigue el siguiente esquema:

10. Lubricación del Rodamiento.
Las superficies de contacto de los rodamientos tienen un movimiento relativo
de rodadura y deslizamiento. Si la velocidad relativa de las superficies
deslizantes es lo suficientemente elevada, entonces la acción del lubricante
es hidrodinámica. Si la velocidad relativa es lo suficientemente pequeña
como para asumir contacto rodante puro, la lubricación es
elastohidrodinámica.
Cuando un lubricante queda atrapado entre dos superficies en contacto
rodante, se origina un incremento enorme de la presión interna de la película
de lubricante. Pero como la viscosidad del lubricante depende de forma
exponencial de la presión, se produce también un incremento enorme en la
viscosidad del lubricante.
Los objetivos de un lubricante de rodamientos son:
 Formar una película de lubricante entre las superficies deslizante y
rodante.
 Ayudar a distribuir y disipar el calor.
 Impedir la corrosión de las superficies del rodamiento.
 Proteger las piezas contra partículas extrañas.
Ventajas del Rodamiento.
La principal ventaja de los cojinetes de rodamiento con relación a los
de deslizamiento (bujes), estriba en que el coeficiente de fricción dentro de
las cargas a que están sometidos en la práctica, es casi independiente de
estas, de la velocidad y del tiempo. Es por esto que este tipo de cojinete se
recomienda para lograr servicios intermitentes y velocidades alternativas, y

11. sobre todo, en máquinas diseñadas para el logro de grandes esfuerzos,
debido esto a que estos cojinetes dan lugar a una resistencia de arranque
diez veces menor que los cojinetes de deslizamiento.
Otras ventajas son:
 Pequeña longitud
 Bajo consumo de lubricantes
 Siempre listos para funcionar
 Bajas temperaturas de trabajo
 No son sensibles a las deformaciones del árbol
 Están disponibles en el mercado para cualquier tipo de trabajo
Desventajas del Rodamiento.
 Sensibilidad a choques y sobrecargas
 Sensibilidad a los defectos en el montaje y suciedad
 Imposibilidad de construirlos "partidos", por lo que no se pueden
instalar axialmente.
Montaje del Rodamiento.
 Los rodamientos deben coincidir exactamente en forma y
dimensiones.
 Deben quedar colocados entre los dos caminos concéntricos de
rodadura, de manera que los dos ejes de giro de los rodillos, coincidan
todos en un punto común sobre el eje del árbol.
 En los cojinetes de bolas, o en el de rodillos cilíndricos, los ejes de
giro de los rodamientos son paralelos y se cortan en el infinito.
Al elegir un cojinete de rodamiento, se debe tener en cuenta:
 Magnitud y variación de las cargas estáticas y dinámicas, así como su
dirección o cambios de dirección.
 Valor y oscilaciones de la velocidad angular.
 Condiciones de temperatura de funcionamiento, para poder elegir el
lubricante.