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COJINETES DE RODADURA Y DE DESLIZAMIENTO
COJINETES
DE RODADURA DE DESLIZAMIENTO

COJINETES
DE DESLIZAMIENTO
(DE FRICCIÓN, CONTACTO
PLANO)
DE
RODADURA

SELECCIÓN DEL TIPO DE RODAMIENTOS
DEFINICION
Cada tipo de rodamiento tiene propiedades características que lo hacen
particularmente adecuado para ciertas aplicaciones. Sin embargo, no es
posible establecer reglas rígidas para la selección del tipo de rodamiento,
pues para ello se han de considerar diversos factores.
CRITERIOS DE SELECCIÓN
a. Según el tipo de rodamiento:
Se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos:

Magnitud de las cargas:
Este es normalmente el factor más importante para determinar el
tamaño del rodamiento. En general, para las mismas dimensiones
principales los rodamientos de rodillos pueden soportar mayores cargas que
los rodamientos de bolas. Estos últimos se usan principalmente para
soportar cargas pequeñas o medias, mientras que los rodamientos de
rodillos resultan en muchas ocasiones la única elección posible para cargas
pesadas y ejes de grandes diámetros.

Dirección de la carga:
Carga radial: los rodamientos de rodillos cilíndricos con un aro sin
pestañas (tipos UN y N) y los rodamientos de agujas (excepto los
combinados de agujas/radiales de bolas y agujas/axiales de bolas),
solamente pueden soportar cargas radiales. Todos los demás tipos de
rodamientos radiales pueden soportar cargas tanto rádiales como axiales.

Carga axial: los rodamientos axiales de bolas pueden soportar solo
moderadas cargas axiales puras. Los rodamientos axiales de bolas de
simple efecto pueden soportar cargas axiales en un sentido, y los de doble
efecto, cargas axiales en ambos sentidos. Los rodamientos axiales de
rodillos cilíndricos y los axiales de agujas (con o sin arandelas) pueden
soportar elevadas cargas axiales en un sentido. Los rodamientos axiales de
rodillos a rótula pueden soportar, además de cargas axiales muy elevadas,
cargas rádiales de una cierta magnitud actuando simultáneamente.

Carga combinada: una carga combinada consta de una carga radial y una
carga axial que actúan simultáneamente.
La característica mas importante que afecta a la capacidad de carga de un
rodamiento para soportar una carga axial, es su ángulo de contacto α .
Cuanto mayor es este ángulo, tanto más adecuado es el rodamiento para
soportar carga axial. El factor de carga Y disminuye al aumentar el ángulo
de contacto, proporcionando una indicación de la capacidad relativa de un
rodamiento para soportar cargas axiales. El ángulo de contacto de los
rodamientos rígidos de bolas, y por lo tanto su capacidad de carga axial,
esta influenciado por el juego radial interno.

Para soportar cargas combinadas se usan principalmente los rodamientos
de bolas con contacto angular de una o de dos hileras, y los rodamientos de
rodillos cónicos. También se usan los rodamientos rígidos de bolas y los
rodamientos de rodillos a rótula.
Necesidad de desplazamiento de los apoyos
La disposición normal de los rodamientos en un eje u otro elemento de
maquinaria consiste en un rodamiento posicionador o fijo y un rodamiento
libre.
Un rodamiento libre puede desplazarse axialmente evitando así un
contraste reciproco entre los rodamientos, por ejemplo por dilatación térmica
del eje.

Como rodamientos libres, son particularmente adecuados los rodamientos
de rodillos cilíndricos que tienen uno de los aros sin pestañas (tipos UN y N)
o los rodamientos de agujas, ya que su construcción interna permite el
desplazamiento axial de los rodillos en relación a los caminos de rodadura
en ambos sentidos. Los aros interior y exterior pueden por tanto montarse
con ajustes de interferencia.
Cuando se usa como rodamiento libre un rodamiento no desmontable, por
ejemplo un rodamiento rígido de bolas o uno de rodillos a rótula, uno de los
aros del rodamiento se debe montar con ajuste de interferencia.

Dimensiones radiales y axiales
Hay muchos casos en que al menos una de las dimensiones principales del
rodamiento, generalmente el diámetro del agujero viene determinada por las
características de diseño de la máquina a la que va destinado.
Normalmente se seleccionan rodamientos rígidos de bolas para ejes de
pequeño diámetro, mientras que para ejes de grandes diámetros se pueden
considerar los rodamientos rígidos de bolas, los de rodillos cilíndricos y los
de rodillos a rótula.
Cuando el espacio radial disponible es limitado, deberán seleccionarse
rodamiento de pequeña sección, por ejemplo coronas de agujas,
rodamientos de agujas con o sin aro interior, y ciertas series de rodamientos
rígidos de bolas y de rodamientos de rodillos a rótula.

Cuando la limitación es en sentido axial y se requieren rodamientos
particularmente estrechos, pueden usarse algunas series de rodamientos
de una hilera de rodillos cilíndricos o rígidos de bolas para cargas radiales y
combinadas, y para cargas axiales coronas axiales de agujas, rodamientos
axiales de agujas y algunas series de rodamientos axiales de bolas.
Autoalineación
Cuando existe la posibilidad de desalineación del eje con respecto al
soporte, se necesitan rodamientos capaces de absorber tal desalineación,
es decir, rodamientos de bolas a rótula, rodamientos de rodillos a rótula y
rodamientos axiales de rodillos a rótula. La desalineación puede ser
originada, por ejemplo, por flexión del eje al ser sometido a carga, cuando
los rodamientos están montados en soportes situados sobre bases
separadas y a gran distancia entre si, o bien cuando no haya sido posible
mecanizar en una sola operación los asientos de los alojamientos.

Lubricantes a emplear
Los rodamientos deben lubricarse para evitar que se produzca contacto
metálico entre los elementos rodantes, los caminos de rodadura y las jaulas
y para proteger al rodamiento contra la corrosión y el desgaste.
La temperatura de funcionamiento más favorable para un rodamiento se
obtiene cuando se usa el mínimo de lubricante necesario para garantizar
una lubricación fiable. No obstante, la cantidad usada depende también de
las funciones adicionales que se exijan, por ejemplo: obturación,
refrigeración, etc.
Las propiedades del lubricante se deterioran como resultado del
envejecimiento y de las solicitaciones mecánicas y además todos los
lubricantes llegan a contaminarse en servicio y deben reponerse o
cambiarse de vez en cuando.

Rigidez
La deformación elástica de un rodamiento cargado es muy pequeña y, en la
mayoría de los casos, despreciable. No obstante, en algunos casos la
rigidez del rodamiento es factor importante, por ejemplo para husillos de
máquinas-herramienta.
Debido a la mayor superficie de contacto entre los elementos rodantes y los
caminos de rodadura, los rodamientos de rodillos, son más rígidos que los
rodamientos de bolas. Pueden aumentarse la rigidez de los rodamientos
aplicando una precarga adecuada.

Formas de montaje y desmontaje a aplicar
Los aros de los rodamientos separables se montan y desmontan
separadamente. Así cuando se ha de usar un ajuste de interferencia para
ambos aros, o cuando se prevé la necesidad de tener que efectuar
frecuentes montajes y desmontajes, estos rodamientos son más fáciles de
instalar que los rodamientos no separables.
b. Según el tamaño:
Se toman en cuenta los criterios de cálculo que permiten prever el
deterioro o alargar el plazo de servicio sin que se manifieste deterioro. Para
ello se emplearán como criterios fundamentales para la selección los
criterios de “Capacidad de carga estática” y “Capacidad de carga
dinámica”.

La selección de rodamientos según el criterio de “Capacidad de carga
estática” se realiza cuando la frecuencia de rotación de este es menor de
10 RPM (velocidad de rotación muy lenta). En caso contrario se emplea el
criterio de ”Capacidad de carga dinámica”. Si el rodamiento permanece
en las paradas y arranques bajo el efecto de la carga, debe realizarse
adicionalmente la comprobación a capacidad de carga estática.

CRITERIO DE CAPACIDAD DE TRABAJO A CARGA
ESTÁTICA
Capacidad de carga estática
 La capacidad de un rodamiento para soportar una carga en condiciones
estáticas, descrita por el volumen de carga estática básica C0.
 Se le llama capacidad de carga estática al valor de fuerza (Co), que
produce entre los elementos rodantes y el camino de rodadura, en el punto
de contacto, una deformación (huella tipo Brinell) de un:
Diámetro de huella ≥ 0,0001 d CUERPO RODANTE
Esta deformación se produce para esfuerzos aproximadamente iguales a 4600
MPa para rodamientos de bolas autoalineantes, 4200 MPa para
rodamientos de bolas y 4000 MPa para rodillos cónicos.

Para garantizar que la carga aplicada sobre el rodamiento no afecte su
funcionamiento se debe verificar que el factor de seguridad (fs) sea
mayor que el recomendado:
Cálculo del factor de seguridad:

Donde:
fs : Factor de seguridad
Co: Capacidad de carga estática [N]. Este valor es brindado en los catálogos
de rodamientos.
Po: Carga radial equivalente [N]. Es la carga radial que simula el efecto de la
combinación de carga axial y radial en el rodamiento.

xo : Factor de carga radial
yo : Factor de carga axial
Fr : Fuerza Radial [N]
Fa : Fuerza Axial [N]

CRITERIO DE CAPACIDAD DE TRABAJO A CARGA
DINÁMICA
La fatiga superficial es el deterioro más frecuente siempre que el
rodamiento esté bien lubricado, protegido de la suciedad y la entrada
de cuerpos extraños, sobrecargas, etc.
La fatiga superficial, reconocida como una picadura en las pistas o los
elementos rodantes del cojinete, se da por la acción repetida del contacto
en un punto de fallo del material que convierte a una micro grieta en una
excoriación superficial (desconchado) después de un número determinado
de ciclos de carga.

Generalmente la picadura aparece en el aro interior, por ser este el de menor
radio de curvatura, y sobre los elementos rodantes el fallo se inicia en la
zona de salida de las fibras durante el estampado o laminado.
Si se tiene una fuerza P y bajo esa carga se obtiene una duración de L
millones de ciclos, se puede hacer una gráfica como la que se muestra.

Mientras menores son las cargas que actúan sobre el rodamiento mayor
será la duración, pudiéndose afirmar que:

Capacidad de Carga Dinámica
 Es la fuerza que puede soportar un rodamiento que ha girado 1 millón de
ciclos sin que aparezca la fatiga superficial con un 90% de fiabilidad (es
decir: en un lote de 100 rodamientos es admisible que 10 fallen a picadura).

Para calcular la duración de un rodamiento con cualquier carga aplicada se
emplea la siguiente relación:
Donde:
L10 : Duración de un rodamiento sometido a una carga sin que ocurra la fatiga
superficial en un tiempo menor a 1 millón de ciclos con un 90% de fiabilidad.
[Millones de ciclos]

C : Capacidad de carga dinámica. [N]
p : Exponente de duración. (p = 3 Rodamientos de Bolas, p = 10/3
Rodamientos de Rodillos)
P : Fuerza radial equivalente. Es la fuerza radial que simula el efecto de la
combinación de las cargas axiales y radiales en el rodamiento. [N].

Donde:
x : Factor de carga radial
y : Factor de carga axial
Fr : Fuerza Radial [N]
Fa : Fuerza Axial [N]

Es aceptado que un rodamiento garantiza la capacidad de carga dinámica
nominal cuando:

NOTA: Cuando actúa una combinación de fuerzas radial y axial, se debe
trabajar para la selección con la fuerza radial equivalente y debe procederse
como sigue:

Ejemplo
Un rodamiento rígido de bolas está sujeto a una carga radial Fr de 4000 N
y una carga axial Fa de 2400 N. A fin de satisfacer la duración requerida
(necesaria) Lh de 10000 horas a una velocidad n de 1000 RPM, ¿qué
tamaño de rodamiento ha de seleccionarse si se decidió escoger uno de la
Serie 63?
Otros datos:
Temperatura de servicio o trabajo: 50 ºC
Probabilidad de falla: 4 %
Viscosidad del lubricante a 40 ºC: 46 mm2/s

Recordar:
Es aceptado que un rodamiento garantiza la capacidad de carga dinámica
nominal cuando:

Entonces:
La carga radial equivalente es P = X Fr + Y Fa ; donde X e Y dependen del
rodamiento seleccionado.
El cálculo de selección se puede hacer suponiendo un determinado
rodamiento y verificar su capacidad de carga y sus horas, y así ir probando
hasta que se encuentre uno adecuado. No se debe requerir más de tres
iteraciones !!!
P1 = X1 Fr + Y1 Fa

INTERACION 1
RODAMIENTO RIGIDO DE BOLAS
Fa = 4000 N
Fr = 24000 N
Lh = 10000 h a n = 1000 rpm
(usar serie 63)
RODAMIENTO RIGIDO DE BOLAS N 6308
C = 42300 N
Co = 24000 N
Duración quererida

PASO 1
𝐅𝐚
𝑪𝒐
=
𝟐𝟒𝟎𝟎
𝟐𝟒𝟎𝟎𝟎
= 𝟎, 𝟏
hallando el valor de “e”

PASO 2
e = 0,29
PASO 3
𝐅𝐚
𝐅𝐫
=
𝟐𝟒𝟎𝟎
𝟒𝟎𝟎𝟎
= 𝟎, 𝟔
Donde:
𝟎, 𝟔 =
𝐅𝐚
𝐅𝐫
> 𝐞 = 𝟎, 𝟔

(DE TABLA)
X=0,54
hallando “Y”
(grafica para los
coeficientes X o Y
para rod. Rígidos de
bolas)

PASO 4
P1= X* Fr + Y*Fa
P1= 0,56(4000)+1,48(2400)
P1= 5792 N
PASO 5
Ahora determinamos la duracion de este rodamiento:
L10 = (
𝑪
𝑷𝟏
) 𝟑
= (
𝟒𝟐𝟑𝟎𝟎
𝟓𝟕𝟗𝟐
) 𝟑
L10 = 389 millones de ciclos
(duracion del rodamiento
N 6308 para esa condicion de carga)
PASO 6
Respuesta
L10 > L nec rodamiento N6308 no satisface !
Lnec =
𝑳𝒉∗𝒏∗𝟔𝟎
𝟏𝟎 𝟔
Lnec =
𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎∗𝟏𝟎𝟎𝟎∗𝟔𝟎
𝟏𝟎 𝟔
Lnec = 600(millones de ciclos)

INTERACION 2
RODAMIENTO RIGIDO DE BOLAS
Fa = 4000 N
Fr = 24000 N
Lh = 10000 h a n = 1000 rpm
(usar serie 63)
RODAMIENTO RIGIDO DE BOLAS N 6309
C = 55300 N
Co = 31500 N
Duración quererida

PASO 1
𝐅𝐚
𝑪𝒐
=
𝟐𝟒𝟎𝟎
𝟑𝟏𝟓𝟎𝟎
= 𝟎, 𝟎𝟕𝟔𝟐
hallando el valor de “e”

PASO 2
e = 0,275
PASO 3
𝐅𝐚
𝐅𝐫
=
𝟐𝟒𝟎𝟎
𝟒𝟎𝟎𝟎
= 𝟎, 𝟔
Donde:
𝟎, 𝟔 =
𝐅𝐚
𝐅𝐫
> 𝐞 = 𝟎, 𝟔

PASO 4
P2= X* Fr + Y*Fa
P= 0,56(4000)+1,58(2400)
P1= 6032 N
PASO 5
Ahora determinamos la duracion de este rodamiento:
L10 = (
𝑪
𝑷𝟐
) 𝟑
= (
𝟓𝟓𝟑𝟎𝟎
𝟔𝟎𝟑𝟐
) 𝟑
L10 = 770,5 millones de ciclos
(duracion del rodamiento
N 63089 para esa condicion de carga)
PASO 6
Respuesta
L10 > L nec rodamiento N63089 satisface !
Lnec =
𝑳𝒉∗𝒏∗𝟔𝟎
𝟏𝟎 𝟔
Lnec =
𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎∗𝟏𝟎𝟎𝟎∗𝟔𝟎
𝟏𝟎 𝟔
Lnec = 600(millones de ciclos)

COJINETES
Proceso de montaje
1. Limpiar el cuerpo del cubo. Retirar las virutas y rebabas.
2. Aceitar ligeramente las zonas de asiento. Montar a presión los aros
exteriores. El casquillo sólo debe apoyarse en la superficie frontal del aro
exterior. Los aros exteriores deben adaptarse bien a los resaltes del cubo
(fig. 65).
3. Engrasar debidamente el aro interior del rodamiento interior. Asimismo
introducir grasa a presión entre jaula, aro interior y los rodillos (fig. 66).
4. Aplicar el aro interior en el cubo.
5. Introducir el anillo-retén en el cubo con el labio dirigido hacia el rodamiento.

COJINETES
6. Montar el disco protector y el distanciador sobre la mangueta. La superficie
frontal ha de topar con el resalte de la mangueta a lo largo de toda la
periferia (fig. 67).
7. Colocar el cubo sobre la mangueta teniendo cuidado de no dañar el anillo de
obturación.
8. Engrasar debidamente el aro interior del rodamiento exterior y calarlo sobre
la mangueta.

COJINETES
9. Introducir la arandela de apriete.
10. Colocar la tuerca corona.
11. Tensar la tuerca corona girando simultáneamente el cubo de la rueda hasta
notar una resistencia al giro (si es posible usar la llave dinamométrica y ver
instrucciones de reparaciones).
12. Aflojar la tuerca corona en 1/12 de vuelta como máximo hasta coincidir en
el próximo agujero para la clavija y fijar dicha clavija (fig. 68).
13. Controlar el juego interno y el juego basculante del apoyo. La rueda ha de
poder girar suavemente y sin obstáculos. En la llanta no debe notarse
ningún ladeo o juego basculante. Si lo hubiera, conviene cambiar la
arandela de apriete o la tuerca corona. Si es posible, conviene controlar el
juego axial de ambos rodamientos mediante el dispositivo de medición de la
figura 69.
Los valores más adecuados se encuentran entre 0 y 0,05 mm.

COJINETES
14. Montar la tapa.
15. Después de una marcha de prueba, controlar si ha cambiado el juego
interno y volver a verificar el ajuste en caso de ser necesario.

ERRORES DE MONTAJE

TIPOS DE FALLAS EN RODAMIENTOS
•Problema: Montaje incorrecto (montando el rodamiento en un eje aplicando
presión al aro externo).
•Descripción: Abolladuras en el borde de la pista (Brinells axiales)
•Foto: Pista interna de un rodamiento de bollas. Tomada antes de usar el
rodamiento.

TIPOS DE FALLAS EN RODAMIENTOS
•Problema: Montaje incorrecto (montando el rodamiento en un eje aplicando
presión al aro externo)
•Descripción: Descamación en el borde de la pista
•Foto: Pista interna de un rodamiento de bollas. Tomada después de usar el
rodamiento por un tiempo.

DETERIOROS EN COJINETES DE DESLIZAMIENTO - CRITERIOS DE
COMPROBACIÓN
Los cojinetes de deslizamiento pueden sufrir varios deterioros: ralladuras,
desgaste acelerado, deposición del metal antifricción en el árbol,
descorchados, etc. Las causas pueden ser:
1. Fatiga.
2. Corrosión.
3. Partículas en el lubricante.
4. Falta de lubricante o viscosidad insuficiente.
5. Desalineamientos.
6. Altas presiones.
7. Combinaciones inadmisibles de cargas y velocidades.

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