Unidad 4 Rodamientos Diseno de Elementos de Maquinas PDF
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Entendimiento de cada uno de los tipos de rodamientos que existen hoy en día,
también así la definición misma del rodamiento, sus aplicaciones que puede llegar
a tener cada rodamiento en general dependiendo de su utilización en la industria
del campo laboral. Dar a conocer los diferentes tipos de rodamientos, sus
especificaciones y algunas de sus fallas más comunes. Demostrar en que se basa
cuando se menciona la selección de rodamientos, así como también su tipo de
materiales que pueda llevar y sus propiedades de que esta hecho cada uno,
conociendo así sus partes de cada uno. Sobre el montaje y el tipo de lubricaciones
también se debe de tener en cuenta cuando se habla de un rodamiento, en este
trabajo el análisis a realizar acerca de estos va hacer muy explicativo de cada uno,
mostrar el tipo de lubricante que le cae mejor a cada rodamiento para su uso
mejorado y así no tener ningún problema al momento de usarlo en la industria.
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Fig. 4.2.
Fig. 4.3.
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Fig. 4.4.
(a) (b)
(c)
Fig. 4.6.
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(a) (b)
Fig. 4.7
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Fig. 4.1.1
2.- Rodamientos para cargas axiales. Pueden soportar cargas que actúen
únicamente en la dirección del eje de rotación. A su vez pueden ser: rodamientos
de simple efecto, que pueden recibir cargas axiales en un sentido, y rodamientos
de doble efecto, que pueden recibir cargas axiales en ambos sentidos. Mientras
que en las cargas axiales hay tres fuerzas que ejercen, una hacia abajo y dos al
contrario, ósea hacia arriba así como se muestra en la Fig. 4.1.2.- el tipo de
rodamiento de una carga axial.
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3.- Rodamientos para cargas mixtas. Pueden soportar esfuerzos radiales, axiales
o ambos combinados. En este rodamiento ahora se combinan ambos soportes así
como se muestra en la Fig. 4.1.3.- junto a las fuerzas marcadas ejercidas.
Fig. 4.1.3
Rodamientos de bolas. Son adecuados para altas velocidades, alta precisión, bajo
par torsional, baja vibración.
Fig. 4.1.4
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Estos rodamientos son de uso general, ya que pueden absorber cargas radiales y
axiales en ambos sentidos, así como las fuerzas resultantes de estas cargas
combinadas; a su vez, pueden operar a elevadas velocidades. Estos rodamientos
no son desmontables ni autolineables, por lo que requieren una perfecta
alineación del asiento del soporte. Existen varios tipos de estos rodamientos:
rodamientos rígidos de bolas desmontables, rodamientos rígidos de bolas con
ranura circunferencial en el anillo exterior para poder fijarlos axialmente mediante
arandelas de retención, rodamientos rígidos de bolas con agujero cónico,
rodamientos rígidos de dos hileras de bolas, etc. En la Fig. 4.1.5.- se muestra el
esquema y su simbología de este tipo de rodamiento rígido de bola.
Fig. 4.1.5
En este tipo de rodamientos, la línea que une los puntos de contacto de las bolas
de acero con los anillos interior y exterior, forma un ángulo con la línea que define
la dirección radial, llamado ángulo de contacto. Este ángulo es de 30º, aunque
existen rodamientos que tienen un ángulo de contacto de 40º y otros de 15º (estos
últimos para elevadas velocidades). Con las medidas estándar del rodamiento de
bolas con contacto angular y su representación esquemática en la Fig. 4.1.6. Ya
que este tipo de rodamiento soporta cargas radiales y axiales.
Fig.- 4.1.6
Este tipo de rodamientos dispone de dos hileras de bolas. La pista de rodadura del
anillo exterior forma una superficie esférica común para las dos hileras de bolas, y
su centro es coincidente con el del rodamiento; por su parte, el anillo interior tiene
dos pistas de rodadura, una para cada hilera de bolas. En este de bolas a rotula la
diferencia está en los anillos que los contiene y las pistas de rodadura así como se
muestra en la Fig.- 4.1.9.- su simbología y la imagen real de este tipo de
rodamiento.
Fig. 4.1.9
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Fig. 4.1.10
Existen rodamientos de rodillos cilíndricos con rebordes en los dos anillos, por lo
que pueden ser cargados con cargas radiales y axiales combinadas. También se
construyen rodamientos de rodillos cilíndricos con doble hilera de rodillos.
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Estos rodamientos se llaman así por tener como elementos rodantes unos
cilindros muy largos con respecto a su diámetro, denominados agujas. En general,
tienen las mismas aplicaciones que los rodamientos radiales de rodillos cilíndricos
normales, es decir, grandes cargas radiales; siendo adecuados para montajes con
reducido espacio y gran precisión en el centrado. Se fabrican rodamientos con
doble hilera de agujas, resultando apropiados para operar con grandes cargas o
donde se requiere una gran superficie de apoyo. También se construyen
rodamientos radiales de agujas sin aro interior. En este caso, las agujas deben
rodar directamente sobre el eje debidamente rectificado y cementado. Este tipo de
rodamiento precisa un espacio radial mucho más reducido que los rodamientos de
agujas con aro interior; además, como no influye la precisión del aro interior, se
obtiene una alta precisión de rodaje. En este tipo de rodamiento ya se puede
observar en la Fig. 4.1.11.- el tipo de aguja que va montado y junto a eso a sus
dimensiones marcadas.
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Otro tipo de rodamientos de agujas más simplificados son los rodamientos radiales
formados únicamente por una jaula de agujas. Estos rodamientos no disponen de
los aros interior y exterior, por lo que las agujas deben rodar directamente sobre el
mismo eje debidamente cementado y sobre el alojamiento del soporte.
Están constituidos por dos hileras de rodillos en forma de tonel. Al igual que los
rodamientos de bolas a rótulas, la pista de rodadura del anillo exterior forma una
superficie esférica común para las dos hileras de rodillos; por su parte, el anillo
interior tiene dos pistas de rodadura, una para cada hilera de rodillos, separadas
por un borde central para guiar los rodillos. Este tipo de rodamiento tiene la
similitud de que esta constituido por dos hileras de rodillos, así como también dos
pistas de rodadura mostrado en la Fig. 4.1.12. Dejando en claro que los rodillos
son de forma de tonel.
Fig. 4.1.12
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En este tipo de rodamientos, los rodillos y las pistas de rodadura tienen forma
cónica. La configuración de su diseño hace que los vértices de los conos de
rodillos y pistas de rodadura se encuentren en un punto común sobre el eje del
rodamiento. Los rodillos son guiados por el contacto entre el extremo mayor del
rodillo y el reborde mayor del anillo interior. El contacto lineal entre los rodillos y las
pistas de rodadura, hace que estos rodamientos tengan una elevada capacidad de
carga; a su vez, resisten velocidades relativamente elevadas. Como se muestra en
la Fig. 4.1.13.- donde los rodillos son cónicos junto a las pista de rodadura, se
muestra la imagen real y esquemática.
Fig. 4.1.13
Tienen una alta capacidad para soportar cargas radiales, cargas axiales en una
dirección y cargas combinadas. Cuanto más grande es el ángulo de contacto, más
grande es la capacidad de carga axial. Cuando una carga radial pura es colocada
sobre el rodamiento, es inducida una carga en la dirección axial; en consecuencia,
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Fig. 4.1.14
Este tipo de rodamientos son desmontables, es decir, cada anillo puede ser
montado individualmente, permitiendo utilizar ajustes fijos en ambos anillos.
Existen rodamientos de dos hileras de rodillos cónicos, los cuales, permiten
soportar esfuerzos axiales en ambos sentidos.
En este tipo de rodamientos, las bolas están alojadas en una jaula portabolas
dispuesta entre una arandela ajustada en el alojamiento del soporte y una
arandela ajustada al árbol. Es desmontable, siendo su montaje muy simple, ya que
los componentes se pueden montar por separado. El ángulo de contacto es de
90º, debiendo el plano de rodamiento ser perfectamente perpendicular al eje de
rotación. Ahora se muestra el tipo de rodamiento de bolas de simple efecto en la
Fig. 4.1.15.- y su parte desmontable.
Fig. 4.1.15
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Están constituidos por dos aros, uno ajustado en el eje y otro en el alojamiento del
soporte, y unos rodillos cilíndricos alojados en una jaula portarrodillos. Se puede
conseguir un diseño compacto, utilizando únicamente los rodillos y jaula
portarrodillos, empleando el eje y el alojamiento del soporte como pistas de
rodadura. Ahora en la Fig. 4.1.16.- se muestra esquemáticamente el tipo de
rodamientos axiales de rodillos cilíndricos en una jaula de portarrodillos.
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Fig. 4.1.17
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Están constituidos por una arandela ajustada al árbol, dotada de dos caminos de
rodadura, uno por cada cara, dos conjuntos de bolas alojadas en sus respectivas
jaulas portabolas, y dos arandelas extremas ajustadas en el alojamiento del
soporte. Ahora en el rodamiento de doble efecto se tiene que tener en cuenta que
se halla una por cada cara, así como se muestra en la Fig. 4.1.18
Fig. 4.1.18
Su diseño admite grandes cargas axiales en los dos sentidos, pero no deben estar
sometidos a esfuerzos radiales; así como, por lo general, no admiten grandes
velocidades. El plano de rodamiento ha de ser perfectamente perpendicular al eje
de rotación.
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Fig. 4.1.19
Cuando se aplican cargas axiales grandes, pueden manejar también una cierta
cantidad de carga radial. Los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos están
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3).- Desalineación
4).- Velocidad
6).- Rigidez
La carga estática límite se define como aquella que produce una deformación
permanente igual a 0.0001 del diámetro del elemento rodante, bien sea en el
mismo o en la pista; esto equivale a unos 4.6 GPa en promedio.
P = X× V× Fr + Y× Fa
Donde:
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V= Factor De Rotación.
Antes del montaje o del desmontaje de rodamientos deben hacerse todos los
preparativos necesarios para un trabajo continuado. Con ayuda del dibujo de taller
conviene estudiar la construcción y el orden a seguir para montar las diferentes
piezas. Ya antes de comenzar el montaje debe prepararse un esquema de los
distintos procesos de trabajo y aclarar a qué temperatura ha de calentarse, cual es
la magnitud de las fuerzas para montar o desmontar los rodamientos y cuanta
grasa será necesaria. Si durante el montaje o el desmontaje de los rodamientos
fuese necesario tomar medidas especiales, hay que poner a disposición del
montador instrucciones detalladas en las que se especifiquen to-das las
particularidades del montaje: métodos de transporte, dispositivos de montaje y de
desmontaje, instrumentos de medición, instalaciones de calentamiento, tipo y
cantidad de lubricante, etc.
- Rodamientos No Despiezables
- Rodamientos Despiezables
Fig. 4.3.4
Para calar un rodamiento sobre el asiento cónico o para montar con prensa un
manguito de desmontaje se usan dispositivos mecánicos o hidráulicos. El sistema
de montaje a elegir depende de las condiciones de montaje.
Montaje por presión: En este tipo de montaje, idealmente, la fuerza se aplica con
una prensa hidráulica. En los rodamientos más pequeños se puede emplear un
martillo con cabeza de caucho. Nunca se debe golpear un rodamiento
directamente con un martillo metálico.
Montaje por calor: El montaje por calor se puede hacer de varias formas. Usando
un horno, plancha caliente, calentador por inducción o baño de aceite.
Donde:
ΔT es la variación de temperatura en ° C
ΔL es la variación de longitud en mm
Recomendaciones Generales:
El lubricante debe formar una película separadora, con capacidad de carga, entre
los elementos de un rodamiento, que efectúen un movimiento relativo de rodadura
o de deslizamiento, para conseguir así un rozamiento y un desgaste pequeños.
Otra misión del lubricante es evitar la corrosión del rodamiento. Las grasas
lubricantes contribuyen asimismo a la estanqueidad. Mediante la lubricación por
circulación forzada se puede evacuar el calor. Teniendo en cuenta de que no es
solo la lubricación es importante dentro del buen uso y conocimiento de un
rodamiento en general en la Fig. 4.3.5.- se muestra un diagrama general del buen
uso y mantenimiento de un rodamiento y funcione de modo fiable.
Fig. 4.3.5
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- Grasas
- Aceites
Fig. 4.3.6
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Fig. 4.3.8
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Aceites:
Para la lubricación de rodamientos se usan normalmente aceites minerales. De un
buen aceite para rodamientos hay que exigir lo siguiente: Pureza extremada,
resistencia al envejecimiento, comportamiento favorable con respecto a la
viscosidad y temperatura, buenas propiedades hidrófugas y protección
anticorrosiva. Para temperaturas de servicio muy altas y muy bajas hay que
emplear aceites sintéticos. Los aceites destinados a rodamientos sometidos a
cargas elevadas y rodamientos de marcha lenta deben contener aditivos para
altas presiones (aditivos EP). En la siguiente imagen se observa el tipo de aceite
aplicando en un rodamiento, ya que se aplica en forma de bombeo así como se
muestra en la Fig. 4.3.9.
Fig. 4.3.9
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Cabe destacar que la lubricación es muy importante antes y después del montaje
de dicho rodamiento, depende de cada tipo y su utilización en la industria laboral,
se espera que este trabajo pueda servir a la comunidad estudiantil que estudia
ingeniería más en esta materia de Diseño de Elementos de Maquinas. Mientras
que en el montaje se puede apreciar las distintas formas o pasos a llevar para un
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Bibliografías
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