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1. TRABAJO
INVESTIGATIVO
COJINETES
NRC: 4724
Integrantes:
Dávila Brandon
Puebla Cristian
Trujillo Iván
Vaca Diego
Vallejo María José

2. Materiales
- Propiedades
- Bronce
- Babbit
- Aluminio
- Zinc
- Metales porosos
- Plásticos

3. Propiedades
• Resistencia
• Facilidad de incrustación
• Resistencia a la corrosión
• Costo
El cojinete tiene que soportar la carga aplicada y entregarla al soporte, estas cargas
pueden ser variables por lo cual el cojinete debe tener resistencia a fatiga y resistencia
estática
Se refiere a la capacidad del material para contener contaminantes en el cojinete sin
causar daños al muñón giratorio. Es por esto que se prefiere un material suave.
Hay que tomar en cuenta el ambiente en el que trabajará el cojinete, los materiales,
temperatura, contaminantes y el lubricante, a lo cual el cojinete deberá ser resistente.
Se prefiere que el material sea lo menos costoso posible.

4. Bronce
Bronce se refiere a las varias aleaciones de cobre, ya sea con estaño, plomo, zinc o
aluminio.
• El bronce al plomo suele contener de 25 a 35% de plomo, esto quiere decir que el
bronce tiene buena facilidad de incrustación y resistencia al agarre con lubricación,
aunque tiene una resistencia baja.
• Los bronces al estaño y aluminio tienen una mayor resistencia y dureza, por esta
razón pueden soportar grandes cargas aunque tienen poca capacidad de incrustación.
• El bronce colado SAE CA932 específico para cojinetes consta de 83% Cu, 7% Sn, 7% Pb
y 3% Zn, se usa en aplicaciones de bombas, maquinarias y electrodomésticos.
Babbit
Suelen ser a base de plomo o estaño, teniendo un 80% de material principal, para
cojinetes se suelen usar aleaciones de cobre y antimonio, o plomo y estaño.
• Por su suavidad tienen una excelente capacidad de incrustación.
• Tienen una excelente resistencia al agarramiento y en aplicaciones con lubricación
límites.
• Tienen poca resistencia, por lo que usualmente se aplican en recubrimientos en cajas
de acero o hierro colado.

5. Aluminio
• Adecuado para aplicaciones rigurosas como en motores de combustión.
• Tienen gran dureza.
• Tienen mala facilidad de incrustación por lo que requieren lubricantes limpios.
Zinc
• Ofrecen buena protección al movimiento, sin existir un suministro continuo de
lubricante.
• Cuando trabajan con muñones de acero, se transfiere una película delgada de zinc, el
cual lo protege contra el desgaste.
• No trabajan bien en ambientes constantemente húmedos y en exposición a agua
salina.

6. Metales porosos
Consisten en polvos sinterizados de bronce, cobre y aluminio, de los cuales algunos se mezclan
con plomo o cobre.
• El lubricante se mete a la fuerza en los cojinetes.
• El lubricante sale por los poros y lubrica el cojinete.
• Son buenos para aplicaciones de baja velocidad, alternativos u oscilantes.
Plásticos
• Se les llama materiales autolubricantes ya que tienen baja fricción.
• Pueden funcionar en seco, pero funcionan mejor con lubricante.
• Tiene buena facilidad de incrustación, pero no tiene tanta capacidad de carga.
• Usualmente trabajan con camisas de metal para mejorar la capacidad de carga.
• Son resistentes a la corrosión y eliminación de contaminación cuando trabajan en seco, lo
cual se usa en el procesamiento de alimentos y productos químicos.
• Son muy usados los fluoropolímeros.
• Los más usados son: Politetrafluoroetileno (PTFE), Poliamida (PA), Sulfuro de polifenileno
(PPS), Fluoruro de polivinilideno (PVDF), Polietereterctona (PEEK), Polieterimida (PEI),
Poliestersulfona (PES), Tetrafluoroetileno modificado con perfluoroalcóxido (PFA).

7. DIMENSIONAMIENTO
• Los cojinetes de superficie plana para piezas
rotatorias son, por supuesto, cilíndricos con
un arreglo típico como el que muestra la
figura . El miembro interior, llamado
muñón, suele ser la parte de un eje por
donde se transfieren las fuerzas radiales de
reacción a la base de la
máquina , la parte que recubre al muñón se
denomina cojinete el cual esta compuesto
por el material antifricción y el casquillo , y
por ultimo tenemos la holgura que es donde
se aloja la película de aceite lubricante.

8. Cojinetes de material antifricción
• El término metal antifricción (también metal Babbitt o metal blanco) se usa para
describir el material utilizado en los cojinetes donde la carga se transmite mediante
partes no móviles, por deslizamiento, sin la ayuda de bolas o rodamientos.

9. Materiales y lubricación
• En general, el criterio para la utilización de un cojinete antifricción es conseguir la
mínima fricción entre los dos componentes, combinado con la ausencia de problemas
por gripado, por fallo mecánico o por distorsión y/o fatiga. Según la geometría del
sistema, las condiciones de carga y velocidad, y la atmósfera de trabajo del equipo,
deberemos escoger el tipo de metal blanco y la lubricación más adecuados.

10. Propiedades de metal babbitt
• La aleación de metal antifricción debe tener bajo punto de fusión y buenas propiedades de fusión y
colada
• El metal debe presentar una estructura de dos fases, consistente en partículas duras en una
matriz dúctil.
• Las variaciones de temperatura durante el servicio no deben producir desvíos significativos en la
dureza del material o en la resistencia a la fatiga
• La aleación debe presentar buena resistencia al desgaste en las condiciones de trabajo impuestas
al cojinete.
• El metal blanco debe tener resistencia a la corrosión que pueda provocar el lubricante, pues ésta
haría que la superficie del cojinete adquiriera demasiada rugosidad.

11. Dimensionamiento
Se deben tener en cuenta los siguientes factores:
 La relación entre la longitud y el diámetro.
 El juego del eje dentro del cojinete.
 Las ranuras de engrase nunca deben estar cerca de las zonas de máxima presión.
 La estructura exterior del cojinete (el soporte del metal blanco), debe ser la adecuada para la capa de metal antifricción, evitando la
flexión en las cargas oscilantes y soportando los posibles esfuerzos laterales a los que pueden estar sometidos los cojinetes.

12. Casquillos

16. CÁLCULO DE
TOLERANCIAS
- Rugosidad superficial
- Espesor mínimo de película
- Holgura diametral
- Relación de longitud a diámetro del cojinete

17. Rugosidad superficial
• Las superficies móviles adyacentes al muñón y al buje no son
lisas.
• Si no existe filtro las asperezas se acumulan.
• Un muñón rectificado adecuado tiene rugosidad superficial de
16 a 32 µpulgadas o 0,40 a 0,80 µm.
• El cojinete debe tener igual lisura, o refabricarse con uno de los
materiales más suaves, para formar un buen ajuste entre el
cojinete y el muñón.
• En equipos de gran precisión: pulido o lapeado, acabado
superficial de 8 a 16 µpulg (0.20 a 0.40 µm).

18. Espesor mínimo de película
• El valor límite aceptable depende de la rugosidad superficial del muñón y el cojinete.
• Depende también del tamaño del muñón.
• Para estimar el valor de diseño de los muñones rectificados se puede aplicar la siguiente relación:
• Trumpler, proporciona una garganta de al menos 200 μpulg para permitir el paso de partículas de
superficies esmeriladas.
• Las tolerancias tienden a incrementarse con el tamaño:
ℎ𝑜 = 0,00025𝐷
Donde D es el diámetro del cojinete.
ℎ𝑜 ≥ 0,002 + 0,00004𝑑
Donde d es el diámetro del muñón.

19. Holgura diametral
• Diámetro nominal del cojinete
• Precisión de la máquina
• Velocidad de giro y la rugosidad superficial del muñón
• Coeficientes de dilatación térmica del muñón y del cojinete
Para asegurar que haya una holgura satisfactoria bajo todas las condiciones de funcionamiento esperadas:
Es posible considerar que la holgura esté en el intervalo de 0,001 a 0,002 veces el diámetro del cojinete

20. Holgura diametral
Holgura mínima diametral
recomendada, en función del
diámetro del cojinete y de la
velocidad de giro

21. Relación de longitud a diámetro del
cojinete
• La longitud del cojinete se especifica para que suministre un valor adecuado de presión en el cojinete.
• Cojinetes para maquinaria industrial de propósito general: 200 y 500 psi (1.4 a 3.4 MPa) de presión en
el cojinete.
• Equipos de trabajo ligero: 50 psi (0.34 MPa)
• Motores de combustión interna, maquinaria pesada con cargas variables: 2000 psi (13.4 MPa).
• El intervalo típico de relación de longitud a diámetro (L/D) va de 0.35 a 1.5.
• Se recomienda que L/D = 0.60 para la mayoría de las aplicaciones industriales.
• Número característico de cojinete:
𝑆 =
𝜇𝑛𝑠
𝑅
𝐶𝑟
2
𝑝

22. Relación de longitud a diámetro del
cojinete Variable del
espesor de película,
en función del
número de
Sommerfeld, S.

23. Diseño de cojinetes por lubricación
• Coeficiente de fricción
• Capacidad de carga
• Velocidad de operación
• Temperatura
• Desgaste
• Producción
Lubricación

24. Factor pV

25. Cojinetes de lubricación
hidrodinámica de película completa

27. Pasos para el diseño
• Carga radial
• Velocidad de giro
• Diámetro nominal
• Resultados obtenidos
• Diámetro real
• Espesor de película
• Acabado superficial
• Lubricante
• Temperatura

28. Tipología
• Funciones principales del lubricante
 Reducción de fricción
 Disipación de calor
 Clasificación
• Propiedades
 Lubricidad
 Viscocidad
 Volatilidad
 Estabilidad

29. Aceites
• Categorías
• AGMA

30. Grasas
• Dos fases
• NLGI

31. Lubricantes solidos
• Contaminación
• Superficies criticas

32. Referencias
[1] R. L. Mott, Diseño de elementos de máquinas, México: PEARSON EDUCACIÓN, 2006.
[2] J. E. Shigley y J. John Joseph Uicker, Teoría de máquinas y mecanismos, México: McGRAW-HILL, 2001.