El documento aborda el diseño mecánico de rodamientos, destacando sus ventajas sobre los cojinetes de fricción y clasificándolos en bolas y rodillos. Se describen las características, funciones y capacidades de carga de diferentes tipos de rodamientos, así como las consideraciones para su selección, montaje y mantenimiento. También se detallan aspectos importantes como la duración y lubricación adecuada de los rodamientos para asegurar su óptimo funcionamiento.

1. Diseño Mecánico
Rodamientos
Integrantes
Maximiliano Montero Cárdenas
José Reynaldo Maldonado Zetina
Priscila Esther Jiménez Morales
Universidad Autónoma del Carmen
UNACAR
DES-DAIT
Facultad de Ingeniería

2. Introducción
Los elementos rodantes se utilizan para disminuir la fricción, ya que el rozamiento por rodadura es
menor que es de deslizamiento.
“El rodamiento es un órgano de base que asegura un enlace móvil entre dos elementos de un
mecanismo, uno de rotación con respecto a otro”.

3. Introducción
Algunas de las ventajas de la utilización de rodamientos en lugar de cojinetes de fricción son:
- Se trata de elementos estandarizados.
- Menor fricción en el arranque.
- No necesita período de rodaje, al contrario que los cojinetes de deslizamiento.
- La lubricación es sencilla, y prácticamente no necesita mantenimiento.
- Ocupan menor espacio axial.
- Poseen cierta capacidad para absorber cargas combinadas (axiales + radiales).
- Pueden trabajar a temperaturas superiores.
Y algunos de los inconvenientes son:
- Mayor tamaño radial.
- Mayor peso.
- No son aptos para el funcionamiento a velocidades elevadas, a causa de su poca durabilidad debido a que los
elementos rodantes están sometidos a tensiones elevadas y variables.
- Su instalación es más compleja.

4. Introducción
Tienen Dos anillos:
 El Anillo Exterior (A.I.)
 El Anillo Interior (A.E.)
Que incorporan pistas de rodadura (es una superficie en la que ruedan los cuerpos roantes.
Existen diferentes tipos de rodamientos, pero podemos distinguir dos grandes grupos según el tipo de
elementos rodantes que utilizan: rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos (cilíndricos o cónicos).
Los rodamientos se fabrican para soportar:
 Cargas puramente radiales.
 Cargas de empuje axial.
 Combinación con cargas radiales y axiales

5. Descripción de los Rodamientos
En términos generales todos los rodamientos de contacto rodante están formados por las partes
constructivas que se muestran en la Figura.

6. Descripción de los Rodamientos
La nomenclatura de un cojinete se indica en la figura,
en la que se aprecian las cuatro partes principales:
aro externo, aro interno, elementos rodantes (bolas),
y separador.

7. Descripción de los Rodamientos
“Detalle de vista interior de un rodamientos de bolas”.

8. Descripción de los rodamientos
Existen diferentes tipos de rodamientos pero se pueden distinguir de acuerdo a la geometría de los
elementos rodantes en los siguientes grupos:
 Rodamientos de Bolas.
 Rodamientos de Rodillos.
 Rodamientos de Agujas.

9. Descripción de los Rodamientos
Los rodamientos de bolas de garganta profunda soportan carga axial debido a su configuración.
radial, y también.
Los rodamientos con dos hileras de bolas poseen, lógicamente, de carga. mayor capacidad.
Para aumentar la capacidad de carga radial se utilizan los rodamientos con abertura de entrada
para bolas o los de contacto angular, que permiten un mayor número de bolas por hilera. Sin
embargo, este aumento de capacidad de carga radial se produce a costa de no poder soportar
esfuerzos axiales más que en una dirección, o bien sólo esfuerzos axiales muy bajos. Los de
contacto angular se suelen montar en parejas.
Para permitir desalineaciones considerables se utilizan rodamientos autoalineantes.

10. Descripción de los Rodamientos
Algunos cojinetes de rodillos de tipo estándar se ilustran en la figura.
Diversos tipos de rodamientos de rodillos:
 Cilíndricos.
 Esféricos.
 de empuje.
 Cónicos.
 de empuje.
 de aguja.
 cónicos ordinarios.
 cónicos de amplio contacto angular.

11. Descripción de los Rodamientos
Diversos tipos de rodamientos de rodillos:
 de una sola hilera.
 de dos hileras oscilante.
 oscilante de una hilera.
 cónicos, axial oscilante.
Algunos cojinetes de rodillos de tipo
estándar se ilustran en la figura

12. Descripción de los Rodamientos
El cojinete de empuje de rodillos esféricos es útil donde se tienen fuertes cargas y des-
alineamientos.
Los elementos esféricos tienen la ventaja de ampliar su área de contacto a medida que la carga
aumenta. Los cojinetes de agujas son muy útiles donde el espacio radial es limitado. Se surten con
pistas de rodamiento o sin ellas.
Los cojinetes de rodillos cónicos combinan las ventajas de los cojinetes de rodillos cilíndricos puesto
que pueden soportar cargas radiales y de bolas y axiales, o cualquier combinación de las dos y
además tienen la capacidad de carga elevada de los cojinetes de rodillos cilíndricos.
Se diseñan de manera que todos los elementos de la superficie de los rodillos y de las pistas se
interseccionen en un punto común en el eje del cojinete

13. En el figura se muestra un caso de rodamientos de agujas.
a) esquema completo.
b) b) apoyo directo en las agujas.
c) c) apoyo semi-directo de las agujas.

14. Condiciones de cargas en los Rodamientos
Los rodamientos de bolas son capaces de desarrollar velocidades más altas y los rodamientos de
rodillos pueden soportar cargas más altas.
De acuerdo al tipo de carga que deben soportar los rodamientos se dividen en:
 Rodamientos Axiales.
 Rodamientos Radiales.

15. Condiciones de cargas en
los Rodamientos
“Los rodamientos de bolas son capaces de
desarrollar velocidades más altas y los
rodamientos de rodillos pueden soportar
cargas más altas”.

16. Condiciones de cargas en los Rodamientos

17. Condiciones de cargas en los Rodamientos

18. Condiciones de cargas en los Rodamientos

19. Condiciones de cargas en los Rodamientos

20. Velocidad máxima en
condiciones normales de
funcionamiento, para la cual
el calentamiento interno del
rodamiento se considere
aceptable.
Límite de los Rodamientos

21. Temperatura de los Rodamientos
Fuerza de la zona de temperatura normal, se alteran las
propiedades del lubricante, se deterioran las juntas y se
deterioran las jaulas de poilamida.
La Lubricación vendrá definida como
consecuencia de los 3 factores anteriores:
• Cargas
• Velocidades
• Temperatura
Con influencia de la polución ambiental.

22. Deslizamiento de los
Rodamientos
La duración de un cojinete disminuye
significicativamente cuando se exceden los limites del
desalineamiento permisible.
La protección adicional contra el desalineamiento se
obtiene mediante las medidas de hombros.
Asimismo si existe cualquier grado de
desalineamiento, es de seguridad aproximadamente
igual a 2 incrementos durante el montaje.

23. Deslizamiento de los Rodamientos
La protección adicional contra el dealineamiento se obtiene mediante las medidas de hombros recomendados
por el fabricante. Asimismo, si exise cualquier grado de desalineamiento, es buena practica proporcionar un
factor de seguridad aproximadamente igual a 2 para tener en cuenta posibles incrementos durante el montaje.

24. Comportamientos de los
distintos tipos.

25. Jaulas Tipo de Rodamiento
Su función principal es separar a los
cuerpos rodantes para mantener su
equidistancia, además de reducir el
rozamiento y el calentamiento interno.
Igualmente guiar a los cuerpos rodantes,
solidarizar a los cuerpos rodantes con
uno de los anilos en el caso de
rodamientos conicos, cilíndricos o
esféricos.

26. Rodamientos: Juntas de estanqueidad
Su función principal es
asegurara las partes activas del
rodamiento (cuerpos rodantes
pitas de rodadura y jaula)
permanezcan limpias y bien
lubricadas impidiendo que la
contaminación penetre ene le
rodamiento y reteniendo la
grasa.
Algunos rodamientos de bolas
utilizados están protegidos y
engrasados de por vida. Serie
SNR

27. Juntas de estanqueidad
En algunas ocasiones si el
grado de polución externa es
muy elevado se deberán
prever elementos de
protección externos para
impedir la entrada de
partículas extrañas al interior
del rodamiento

28. Rodamientos Cónicos
La nomenclatura de estos cojinetes difiere en
algunos aspectos de la de los rodamientos
de rodillos cilíndricos . El aro interno se llama
cono, y al aro externo se le denomina copa
tal como se indica en la figura.
La figura muestra la nomenclatura de un
rodamiento de rodillos cónicos. El punto G
es el centro de carga efectiva y se utiliza
para calcular la carga radial del rodamiento.

29. Rodamientos Cónicos
La figura muestra un montaje
típico de dos rodamientos de
rodillos cónicos que soportan un
eje sometido a una carga axial
externa.
Esquema de un para de
rodamientos de rodillos cónicos
sobre los que actúan cargas
radiales y axiales.

30. Selección de rodamientos. Duración o vida útil
Cuando se aplica una carga sobre el rodamiento se producen unas tensiones de
contacto sobre las pistas y las bolas de rodamiento.
Debido a la geometría de estos elementos estas tensiones responden a unas
ecuaciones relativamente complicadas, basadas en la teorías de Hertz.
Si un cojinete se mantiene limpio y bien lubricado, se monta y se sella contra la
entrada de suciedad y polvo, se conserva en esta condición y opera a temperaturas
razonables, entonces la fatiga del material será la única causa de fallo.

31. Selección de rodamientos: Duración o vida útil
La duración o vida útil de un rodamiento se define como el número total de
revoluciones , o el número de horas de giro a una velocidad determinada, de
operación del cojinete para que se produzca el fallo. En condiciones ideales el fallo
por fatiga consistirá en una astilladura descascarillado de las superficies que
soportan la carga.
La duración nominal es un termino autorizado por la AFBMA y lo emplean la
mayoría de los fabricantes de rodamientos.
Se define como el número de revoluciones, o bien horas a una velocidad
constante dada

32. Duración o vida útil
Los experimentos muestran dos
grupos de cojinetes idénticos
probados bajo cargas diferentes, F1 y
F2, tendrán respectivamente
duraciones L1 y L2 de acuerdo a la
relación:
Siendo:
L1 = vida en millones revoluciones o
horas de trabajo a una velocidad de
rotación dada
a = 3 cojinetes de bolas
a = 10/3 para cojinetes de rodillos

33. Rodamientos de bolas y cilíndricos
Los factores X e Y de la ecuación anterior dependen de la geometría del cojinete, incluyendo el
número de bolas y el diámetro de las mismas. Las recomendaciones de la AFBMA se basan en el valor del
cociente entre la componente de la fuerza axial, Fa, y la capacidad de carga básica
estática C0.
La capacidad de carga estática se tiene tabulada, junto con la capacidad de carga dinámica
básica C, en muchas publicaciones de fabricantes de cojinetes. Por ejemplo en la Tabla se recogen unos
valores a modo de ejemplo y puede verse cómo a partir de Fa/C0 se obtiene e, y
por comparación entre Fa/FR y e puede hallarse X e Y.
En los rodamientos de rodillos cilíndricos se toma Y=0 puesto que no pueden soportar carga
axial.

34. Selección de Rodamientos
Con excepción de los cojinetes diseñados únicamente para carga axial, por lo general, los rodamientos de bolas
se someten a una combinación de carga radial y axial. Las capacidades de los catálogos están basadas en cargas
radiales, se suele definir por tanto una carga radial equivalente, Fe, que tendrá el mismo efecto sobre la vida del
cojinete que las cargas aplicadas. La ecuación de la AFBMA para carga radial equivalente para cojinetes de bolas
es el máximo de estos dos valores:
Donde:
Fe = es la carga radial equivalente
Fr = es la carga radial aplicada
Fa = es la carga axial aplicada
V = es un factor que sirve para corregir las diferentes condiciones de rotación
X = es el factor radial
Y = es el factor de empuje
Fe = V . Fr
Fe = X . V . Fr + Y . Fa

35. Rodamientos de Bolas y Cilíndricos
La mayoría de los fabricantes disponen de catálogos on-line o en CD que
permiten seleccionar y calcular toda la gama de sus rodamientos.
Para ayudar al diseñador en la selección de cojinetes, se incluyen datos sobre la
vida o duración de los rodamientos para muchas clases de máquinas, así como
los factores de aplicación de la carga.
Esta información proviene de la experiencia real y sirve como punto de partida
para el diseño, especialmente si no se dispone de información propia ya
contrastada.

36. Rodamientos de Bolas y Cilíndricos
La Tabla contiene recomendaciones acerca de la duración de rodamientos
requerida en algunas clases de máquinas.

37. Rodamientos de bolas y cilíndricos
Los factores de aplicación de la Tabla sirven para el mismo objeto, como
factores de seguridad; se utilizan a fin de aumentar la carga equivalente
antes de seleccionar un cojinete.

38. Rodamientos de Bola y Cilindricos.
La nomenclatura de estos cojinetes
difiere en algunos aspectos de la de los
rodamientos de rodillos cilíndricos.
El aro interno se llama cono,
externo se le denomina copa tal
y al aro
como se
indica en la figura. En este tipo de
rodamientos la copa puede separarse
del conjunto del cono y rodillos.
La figura muestra la nomenclatura de un
rodamiento de rodillos cónicos. El punto
G es el centro de carga efectiva y se
utiliza para calcular la carga radial del
rodamiento.

39. Un cojinete de rodillos cónicos es capaz de soportar cargas radiales y axiales
combinación de ambas.
o
Sin embargo, aun no existiendo una carga axial externa, las cargas radiales sobre
este tipo de rodamientos generan una reacción axial.
Es por ello que se emplean siempre en un eje por ejemplo dos rodamientos de
rodillos cónicos bien con las contracaras de los conos enfrentadas (montaje directo),
o bien con las caras de los conos puestas frente a frente (montaje indirecto).
Rodamientos de Bola y Cilindricos.

40. La componente de empuje axial provocada por una carga radial en un rodamiento
de rodillo cónico responde de forma aproximada a la siguiente ecuación
donde K es aproximadamente 1.5 para cojinetes radiales y 0.75 para cojinetes de
gran contacto angular.
Rodamientos de Bola y Cilindricos.

41. Montaje y Ajuste de Rodamientos
Los rodamientos, como elementos de alta precisión, requieren ciertos cuidados
precauciones al ser montados.
y
Los fabricantes de rodamientos recomiendan un serie de normas para evitar que los
mejores diseños y las mejores protecciones no sirvan de nada. Esto ocurre si en el
montaje del rodamiento (operación muy delicada, en algunos casos) no se tienen
ciertas precauciones:
 Cuídese la limpieza de los rodamientos: el polvo y otras suciedades pueden
estropearlos rápidamente.
momento de colocarlo.
Mantenga el rodamiento embalado hasta el
 Elija los ajustes correctamente (consultar las recomendaciones de los
fabricantes).
Al mecanizar el eje, no debe utilizarse el rodamiento como calibre.

42. El montaje de un rodamiento en el eje se efectúa empleando un tubo en cuyo
extremo se coloca un plano, sobre el cual se golpea ligeramente.
El tubo debe apoyarse únicamente en el aro interior
Montaje y Ajuste de Rodamientos

43.  Se facilita el montaje, si se calienta el rodamiento a 80°C.
 Si el aro exterior se monta con un ajuste deslizante (caso de soporte fijo), se monta el
rodamiento a mano o con una ligera presión. Si el soporte es giratorio, y por tanto debe
montarse con ajuste fuerte, el empuje se ha de aplicar únicamente sobre el aro exterior.
 Para desmontar un rodamiento ,si es posible, se utilizará un extractor.
Montaje y Ajuste de Rodamientos

44.  En general se prefiere lubricar con grasa. Sin embargo se emplea también el aceite, para
altas velocidades o cuando el sistema de lubricación general de la máquina es por aceite.
 Si se lubrica el rodamiento con grasa, no debe llenarse el soporte más de los 2/3 de su
capacidad, pues un exceso de grasa puede causar un sobrecalentamiento del rodamiento.
 Se debe utilizar grasa especial para rodamientos.
 Si se lubrica con aceite, el nivel superior debe estar situado un poco más bajo que el rodillo
inferior.
 La mayoría de los rodamientos de bolas y muchos de los de rodillos en los que se utiliza la
grasa, no necesitan lubricarse mas que una o dos veces al año. Cuanto mayor es la
velocidad de funcionamiento, menor es el intervalo de engrase.
Lubricación y Mantenimiento

45. Lubricación y Mantenimiento
 Los rodamientos deben ser revisados y limpiados periódicamente.
 Si el rodamiento está sometido a carga elevada ,convendrá hacer esta operación una vez al
año.
 Para limpiar los rodamientos se puede emplear gasolina, bencina o petróleo de buena
calidad. Después de lavados, deben ser engrasados y montados enseguida, haciéndolos
girar unas cuantas vueltas para que el lubricante penetre por todo el rodamiento.
 Si se lubrica con aceite, los intervalos de lubricación son mucho más cortos.

46. La designación de los rodamientos, está formada por el nombre del rodamiento seguida de la
denominación abreviada del mismo. Ésta se compone de una serie de símbolos y cifras los
cuales tienen un significado determinado:
El primer grupo de cifras, indica el tipo de rodamiento, serie de anchura y la serie de diámetros
exteriores a los que corresponde.
Importante: Siempre que sea posible, se tratará de utilizar rodamientos de la serie 00, por
economía y disponibilidad de los mismos.
Designación de Rodamientos

47. El segundo grupo de cifras, está formado por un número característico del diámetro del eje. En
la zona de diámetro comprendida entre 20 y 480 mm, se obtiene el diámetro del eje
multiplicando a éste grupo por 5.
*Ejemplo de designación:
Rodamiento rígido de bolas K 6005 RS NR C2
Prefijo K: Estos prefijos complementan la denominación del rodamiento y atienden a la
construcción del mismo:
K: Jaula premontada con cuerpos rodantes.
L: Aro desmontable de rodamientos de rodillos cilíndricos y cónicos.
R: Conjunto de aro y corona de rodillos de los rodamientos de rodillos cilíndricos
cónicos, sin los órganos desmontable.
E: Aro ajustado al eje de un rodamiento axial de bolas.
W: Aro ajustado al alojamiento de un rodamiento axial de bolas.
y
Designación de Rodamientos

48. Designación de Rodamientos
Primer grupo de cifras: Este grupo de números puede tener hasta
posible que se omita la tercera:
tres cifras, aunque es
Primera cifra: Indica el tipo de rodamiento:
*Rodamiento de dos hileras de bolas de contacto angular (0): esta cifra será omitida siempre.
*Rodamiento oscilante de bolas (1): La primera cifra puede omitirse. Los rodamientos con
diámetro interior < 10mm., se designan con tres cifras, la última de las cuales corresponde al
diámetro del agujero en mm.
*Rodamiento axial de rodillos a rótula y rodamiento oscilante de rodillos (2).
*Rodamiento de rodillos cónicos(3).
*Rodamiento rígido de dos hileras de bolas (4): La primera cifra (2) de la serie de dimensiones
se omite.
*Rodamientos axiales de bolas (5).
*Rodamiento rígido de bolas(6): El símbolo de tipo (6) y/o la primera cifra(0) de la serie de
dimensiones puede ser omitidos.
*Rodamiento de bolas de contacto angular (7).
*Rodamiento de rodillos cilíndricos (N).
*Rodamientos de bolas de cuatro puntos de contacto (QJ).