RODAMIENTOS
Es el conjunto de esferas
que se encuentran unidas por un anillo interior y uno exterior, el rodamiento
produce movimiento al objeto que se coloque sobre este y se mueve sobre el cual
se apoya.
Los rodamientos se denominan
también cojinetes no hidrodinámicos. Teóricamente, estos cojinetes no necesitan
lubricación, ya que las bolas o rodillos ruedan sin deslizamiento dentro de una
pista. Sin embargo, como la velocidadde giro del eje no es nunca exactamente
constante, las pequeñas aceleraciones producidas por las fluctuaciones de
velocidad producen un deslizamiento relativo entre bola y pista. Este
deslizamiento genera calor. Para disminuir esta fricción se lubrica el rodamiento
creando una película de lubricante entre las bolas y la pista de
rodadura.
Las bolas, en su trayectoria
circular, están sometidas alternativamente a cargas y descargas, lo que produce
deformaciones alternantes, que a su vez provocan un calor de histéresis que
habrá que eliminar. Dependiendo de estas cargas, el cojinete se lubricará
simplemente por grasa o por baño de aceite, que tiene mayor capacidad de
disipación de calor
Rodamientos rígidos de bolas
Los rodamientos rígidos
de bolas son los rodamientos más sencillos aunque los más populares:
Apropiados para velocidades
de giro muy altas
Muy apropiados para cargas
radiales y axiales medias-altas en una o ambas direcciones
Diversas obturaciones y
variantes de grasa disponibles para diferentes condiciones de
funcionamiento
Numerosas clases de juegos y
tolerancias disponibles para diferentes condiciones de funcionamiento
Norma: DIN625
Series: 600, 6000, 6200,
6300, 6400, 1600; aro delgado: 61800, 61900
Ejemplos de aplicaciones:
motores eléctricos, maquinaria general, cajas de engranajes industriales,
bombas, maquinaria agrícola, etc.
Rodamientos
rígidos de bolas
Tienen un campo de
aplicación amplio. Son de sencillo diseño y no desmontables, adecuados para
altas velocidades de funcionamiento, y además requieren poco mantenimiento.
Rodamientos de bolas a
rótula
Tienen dos hileras de bolas
con un camino de rodadura esférico común en el aro exterior del rodamiento.
Esta última característica hace que el rodamiento sea autoalineable,
permitiéndose desviaciones angulares del eje respecto al soporte. Indicados
para aplicaciones en las que se pueden producir desalineaciones o deformaciones
del eje.
Son
rodamientos con una gran variedad de aplicaciones, auto-retenidos,
con anillos exteriores e interiores macizos y coronas de bolas.
Estos rodamientos, de
disposición sencilla, muy resistentes durante el funcionamiento y fáciles de
mantener, están disponibles con una o dos hileras y obturados o abiertos.
Debido a la alta calidad técnica de los procesos de fabricación, los rodamientos abiertos pueden tener ranuras en el anillo exterior para los discos de protección o para los obturadores.
Debido a la alta calidad técnica de los procesos de fabricación, los rodamientos abiertos pueden tener ranuras en el anillo exterior para los discos de protección o para los obturadores.
Debido a su reducido momento de rozamiento, los rodamientos rígidos a bolas son idóneos para elevadas velocidades de giro.
Debido a la geometría de las pistas de rodadura y de las bolas, los rodamientos rígidos a bolas soportan tanto cargas radiales como cargas axiales en ambos sentidos.
La regulación de alineación de los rodamientos rígidos a bolas de una hilera es reducida, por esta razón, los apoyos deben quedar bien alineados.
Los errores de alineación
conducen a una rodadura desfavorable de las bolas y causan solicitaciones
adicionales en el rodamiento, que reducen la duración de vida del mismo.
Para mantener bajas estas solicitaciones, para los rodamientos rígidos a bolas de una hilera solamente se permiten (en función de la carga) reducidos ángulos de alineación.
Debido a su disposición
interior, los rodamientos rígidos a bolas de dos hileras no son auto alineables.
Por esta razón, no debe haber errores de alineación cuando se utilizan estos
rodamientos
Los rodamientos rígidos a
bolas de una hilera son los rodamientos más utilizados. Se fabrican en muchas
medidas y ejecuciones y son especialmente económicos.
Los rodamientos no obturados son adecuados para muy altas velocidades de rotación.
Los rodamientos rígidos a bolas con sufijo 2Z tienen tapas de protección en ambos lados del rodamiento y son adecuados para elevadas velocidades de giro.
Los rodamientos con sufijo 2RSR tienen obturaciones de labio, de caucho acril-nitril-butadieno NBR en ambos lados del rodamiento y son apropiados para velocidades medias de rotación.
Los rodamientos no obturados son adecuados para muy altas velocidades de rotación.
Los rodamientos rígidos a bolas con sufijo 2Z tienen tapas de protección en ambos lados del rodamiento y son adecuados para elevadas velocidades de giro.
Los rodamientos con sufijo 2RSR tienen obturaciones de labio, de caucho acril-nitril-butadieno NBR en ambos lados del rodamiento y son apropiados para velocidades medias de rotación.
Lubricación
Los rodamientos abiertos pueden ser lubricados con aceite o con grasa.
Los rodamientos rígidos a bolas con tapas de protección o con obturaciones de labio en ambos lados, están lubricados con grasa de alta calidad para toda su duración de vida útil.
Los rodamientos abiertos pueden ser lubricados con aceite o con grasa.
Los rodamientos rígidos a bolas con tapas de protección o con obturaciones de labio en ambos lados, están lubricados con grasa de alta calidad para toda su duración de vida útil.
Rodamientos rígidos a bolas
de dos hileras.
La disposición y el funcionamiento
de los rodamientos rígidos a bolas de dos hileras corresponden a los de una
pareja de rodamientos rígidos a bolas de una hilera. Han sido diseñados para
velocidades de giro muy elevadas y se utilizan cuando la capacidad de carga de
los rodamientos rígidos a bolas de una hilera no es suficiente.
Las ejecuciones de dos
hileras, teniendo el mismo diámetro de agujero y el mismo diámetro exterior,
ocupan más espacio axial que los rodamientos rígidos a bolas de una hilera,
aunque soportan cargas mucho más elevadas que estos últimos.
Obturaciones y Lubricación
Los rodamientos rígidos a
bolas de dos hileras no están obturados. Los rodamientos no obturados están
lubricados con grasa de alta calidad.
Temperatura de Funcionamiento
Temperatura de Funcionamiento
Los rodamientos rígidos a
bolas abiertos pueden utilizarse hasta una temperatura de funcionamiento de
+120 ºC. Para aplicaciones por encima de + 120 °C, rogamos consultar. Los
rodamientos con diámetro D 240 mm tienen las medidas termoestabilizadas hasta
+200 °C.
Los rodamientos rígidos a
bolas con obturaciones de labio (goma) pueden utilizarse a temperaturas de
funcionamiento desde -30 ºC hasta +110 ºC limitadas por la grasa lubricante y
por el material de las obturaciones.
Los rodamientos con tapas de protección se pueden utilizar desde -30ºC hasta+120 ºC.
Los rodamientos con tapas de protección se pueden utilizar desde -30ºC hasta+120 ºC.
Jaulas
Los rodamientos rígidos a bolas de una hilera, sin sufijo específico para la jaula, tienen una jaula de chapa de acero.
Los rodamientos rígidos a bolas de una hilera, sin sufijo específico para la jaula, tienen una jaula de chapa de acero.
Los rodamientos rígidos a
bolas con jaulas macizas de latón guiadas por las bolas, se reconocen por el
sufijo M.
El sufijo Y identifica un
rodamiento con una jaula de chapa de latón.
Los rodamientos rígidos a bolas de dos hileras tienen jaulas de poliamida reforzada con fibra de vidrio (sufijo TVH).
Los rodamientos rígidos a bolas de dos hileras tienen jaulas de poliamida reforzada con fibra de vidrio (sufijo TVH).
Rodamientos
de bolas con contacto angular
Tienen los caminos de
rodadura de sus aros interior y exterior desplazados entre sí respecto al eje
del rodamiento. Son particularmente útiles para soportar cargas combinadas.
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Los rodamientos axiales de
bolas de contacto angular, de doble efecto, son rodamientos de precisión no
autoretenidos, con tolerancias restringidas, en la clase de
precisión SP. Están formados por un anillo de eje macizo, un anillo
distanciador, un anillo de alojamiento así como coronas de bolas con jaulas
macizas de latón. Las partes del rodamiento están ajustadas entre sí y se
pueden montar por separado; sin embargo, no deben cambiarse por las de
rodamientos del mismo tamaño.
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Una descripción detallada
de los rodamientos axiales de bolas de contacto angular (cálculo,
lubricación, rigidez, tolerancias de mecanizado de los asientos de los
rodamientos) se encuentra en el catálogo AC 41 130/7, Rodamientos de
superprecisión.
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El
ángulo de contacto es 60°. De esta forma, los rodamientos axiales de
bolas de contacto angular son especialmente rígidos y absorben elevadas
fuerzas axiales en ambos sentidos.
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Por eso, los rodamientos
axiales de bolas de contacto angular, de doble efecto, de precisión, son
especialmente adecuados para la rodadura de husillos principales en
máquinas-herramienta. En este caso, el rodamiento axial de bolas de contacto
angular se dispone junto a un rodamiento de dos hileras de rodillos
cilíndricos, con agujero cónico, que absorbe las fuerzas radiales.
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Los rodamientos axiales de
bolas de contacto angular se suministran en dos ejecuciones.
La serie 2344 se puede montar en el diámetro pequeño del cono
del eje y la serie 2347 en el diámetro mayor de dicho cono.
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Estas series tienen la
misma dimensión nominal del diámetro exterior que los rodamientos de
rodillos cilíndricos NN30..-AS-K. Sin embargo, la tolerancia del
diámetro exterior está definida de tal manera que se obtiene un ajuste
holgado, cuando las superficies de asiento para el rodamiento axial de bolas
de contacto angular y para el rodamiento de rodillos cilíndricos se mecanizan
en la misma operación.
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Los rodamientos axiales de
bolas de contacto angular no están obturados.
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Los rodamientos pueden ser
lubricados con aceite o con grasa. Se alcanzan mayores velocidades de giro
con lubricación con aceite. El anillo de alojamiento tiene una ranura de
lubricación y agujeros de engrase, para que el aceite pueda fluir mejor entre
las dos hileras de bolas.
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Para elevadas velocidades
de giro, se puede evitar una lubricación excesiva de los rodamientos si hay
un volumen constructivo reducido entre el rodamiento axial de bolas de
contacto angular y el rodamiento de rodillos cilíndricos.
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Los rodamientos axiales de
bolas de contacto angular se pueden utilizar para temperaturas de
funcionamiento desde –30 °C hasta +150 °Climitadas
por el lubricante.
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Cada hilera de elementos
rodantes tiene una jaula maciza de latón, guiada por las bolas. La jaula está
identificada por el sufijo M e influye considerablemente,
además de la lubricación, en la aptitud para la velocidad del rodamiento.
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Rodamientos a bolas de
contacto angular
Los rodamientos a bolas de
contacto angular, de dos hileras, son unidades autoretenidas con anillos
exteriores e interiores macizos y coronas de bolas con jaulas de poliamida, de
latón o de chapa de acero. Su construcción corresponde a la de los rodamientos
a bolas de contacto angular de una hilera, montados en pareja, en disposición
en O, aunque ocupen menos espacio que éstos. Se diferencian por el valor de su
ángulo de contacto y por la ejecución de los anillos.
Los rodamientos están
disponibles en ejecución abierta y obturada. Debido a la alta calidad técnica
de los procesos de fabricación, los rodamientos abiertos pueden tener ranuras
en el anillo exterior para los discos de protección o para los obturadores. Los
rodamientos obturados son libres de mantenimiento y permiten, por ello,
rodaduras especialmente económicas. La regulación de alineación de los
rodamientos a bolas de contacto angular, de dos hileras, es muy baja.
Los rodamientos a
bolas de contacto angular, de una hilera, son unidades autoretenidas con
anillos exteriores e interiores macizos y coronas de bolas con jaulas de
poliamida, de chapa de acero o de latón. Las pistas de rodadura de los anillos
interiores y exteriores están ajustadas entre si en dirección del eje de
simetría del rodamiento. Los rodamientos están disponibles en ejecución abierta
y obturada. Su regulación de alineación es muy reducida.
Rodamientos a bolas de
contacto angular de doble efecto
Los rodamientos a bolas de
contacto angular, de doble efecto, son rodamientos de precisión no
autoretenidos, con tolerancias restringidas, en la clase de precisión SP. Están
formados por un anillo de eje macizo, un anillo distanciador y un anillo de
alojamiento, así como coronas de bolas con jaulas macizas de latón. Los
componentes del rodamiento están ajustados entre sí y se pueden montar por
separado; sin embargo, no deben intercambiarse con otros elementos de
rodamientos del mismo tamaño.
Rodamientos
de rodillos cónicos
Los rodamientos de
rodillos cónicos tienen un diseño único que les permite soportar cargas
axiales y radiales en ejes giratorios y en alojamientos. Fabricamos casi 26.000
combinaciones de rodamientos de rodillos cónicos, disponibles en conjuntos
de una, dos y cuatro hileras de rodillos. Se pueden aplicar geometrías personalizadas
y tratamientos superficiales en este tipo de rodamientos para que su
rendimiento en aplicaciones exigentes sea aún mayor.
Los rodamientos de
rodillos cónicos están formados por cuatro componentes dependientes entre
sí: el cono o anillo interior, el aro o anillo exterior, los rodillos cónicos o
elementos rodantes y la jaula o dispositivo de retención de rodillos. Los
ángulos cónicos permiten que el rodamiento soporte una combinación de cargas
radiales y axiales. Cuanto más inclinado sea el ángulo del aro, mayor capacidad
tendrá el rodamiento de rodillos cónicos para soportar cargas axiales.
El rodamiento de rodillos
cónicos más básico y más utilizado es el de hilera simple y está formado por el
conjunto del cono y por el aro. Por lo general, se suela colocar como parte de
un par opuesto. Durante el montaje del equipo, los rodamientos de rodillos
cónicos de una hilera se pueden colocar según la condición de precarga o
separación requerida para optimizar su rendimiento.
Los rodamientos de dos
hileras de rodillos cónicos o de hilera doble contienen aros dobles y dos conos
individuales. Los rodamientos de dos hileras de rodillos cónicos o de hilera
doble están disponibles en una variedad de configuraciones para aplicaciones
industriales y de automoción generales.
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El rodamiento de rodillos
cónicos más básico y más utilizado es el de hilera simple y está formado por
el conjunto del cono y por el aro. Por lo general, se suela colocar como
parte de un par opuesto. Durante el montaje del equipo, los rodamientos de
rodillos cónicos de una hilera se pueden colocar según la condición de
precarga o separación requerida para optimizar su rendimiento.
Los rodamientos de dos
hileras de rodillos cónicos o de hilera doble contienen aros dobles y dos
conos individuales. Los rodamientos de dos hileras de rodillos cónicos o de
hilera doble están disponibles en una variedad de configuraciones para
aplicaciones industriales y de automoción generales.
Los rodamientos de
rodillos cónicos de cuatro hileras combinan la elevada carga inherente, la
capacidad radial y axial y las variables de montaje directo e indirecto de
los rodamientos de rodillos cónicos dentro de montajes con un índice de carga
máximo en un espacio mínimo.
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Rodamientos de rodillos
cónicos
Tienen los rodillos
dispuestos entre los caminos de rodadura cónicos de los aros interior y
exterior. El diseño de estos rodamientos los hace especialmente adecuados para
soportar cargas combinadas. Su capacidad de carga axial depende del ángulo de
contacto, cuanto mayor es el ángulo, mayor es la capacidad de carga axial del
rodamiento.
Fallas en Rodamientos:
Debido a que la mayor parte
de la maquinaria industrial contiene rodamientos de elementos rodantes, es
imperativo conocer como se monitorea y diagnostica problemas asociados con
fallas en rodamientos. Bently Nevada* ha adoptado con respecto a este
tema una filosofía que descansa en dos puntos básicos:
El sistema de monitoreo nos
debe suministrar una indicación temprana de una falla en desarrollo del
rodamiento, es decir semanas y hasta meses antes de que se produzca la falla en
el rodamiento, el equipo o instrumento nos debe dar la indicación adecuada.
Cargas dinámicas excesivas
sobre el rodamiento, producto de una falla de diseño de la máquina ó de la
presencia de fuerzas externas como desbalance y desalineamiento.
*Bently
Nevada: Compañía norteamericana dedicada a la fabricación de sistemas de
monitoreo y análisis de vibración, su sede central se encuentra en Minden USA,
fueron los primeros en desarrollar comercialmente el sensor de proximidad.
Características de los
rodamientos:
Cualquier discusión acerca
de fallas en rodamientos de elementos rodantes, no estaría completa si no
hiciéramos una comparación con las técnicas utilizadas en los rodamientos de
chapa o hidrodinámicos. En este caso, el eje es soportado por una capa de
aceite durante la operación. De tal forma, que el mismo puede experimentar
movimiento relativo con respecto a la chumacera. Debido a esta libertad de
movimiento, el standard de medición de vibración en el caso de los rodamientos
de chapa, es la medición del movimiento del eje por medio de sensores de
proximidad.
Por diseño, un rodamiento
con elementos rodantes tiene claros extremadamente pequeños que no permiten el
movimiento relativo del eje con respecto al rodamiento. Las fuerzas dinámicas a
las cuales está sometido el eje son transmitidas casi en su totalidad al
rodamiento y chumacera.
Debido a esta transmisión,
la medición de los niveles de vibración en la propia chumacera, es normalmente
aceptable como un standard en este tipo de rodamientos Una característica
clásica de los rodamientos de elementos rodantes, es la generación de
frecuencias de vibración específicas basadas en la geometría del rodamiento, el
numero de elementos rodantes y la velocidad del giro del eje que soporta el
rodamiento.
Frecuencias de falla en los
rodamientos:
Los rodamientos de elementos
rodantes tienen muchos usos en la maquinaria moderna, se los puede encontrar en
motores, turbinas a gas, bombas y muchas otras máquinas. Las fórmulas para
calcular la frecuencia de fallas de los rodamientos son las siguientes:
Uno de los más conocidos es
el ENHANCE. El programa tiene los siguientes parámetros de entrada: Marca del
rodamiento Número Velocidad de rotación del eje en el cual trabaja el
rodamiento.
Pantalla del
programa ENHANCE realizado en dbase:
Método del spike energy:
Spike energy es una
unidad de medida utilizada para juzgar la condición de un rodamiento. Es muy
utilizada en máquinas con rodamientos de elementos rodantes en donde el daño de
los mismos consiste usualmente en el desarrollo de micro-fisuras en las pistas
de rodadura. Cada vez que el elemento rodante pasa por estas micro-fisuras se
producen pequeños impactos, los cuales a su vez liberan una cierta cantidad de
energía en pequeños intervalos de tiempo (pulsos).
La vibración originada por
estos pulsos es mucho menor que la vibración total y no puede ser medida
utilizando los métodos convencionales. Sin embargo, la aceleración durante los
pulsos es muy alta. El método de spike energy consiste en detectar estos pulsos
de alta aceleración y relacionarlos con fallas tempranas en rodamientos.
El spike energy se
suma a la lista de parámetros de vibración, junto a desplazamiento, velocidad y
aceleración, dándonos una herramienta mas para realizar un adecuado
mantenimiento predictivo. Los equipos o analizadores provistos de esta
capacidad registran un único valor de spike energy, al cual podemos evaluarlo
con respecto a valores pre-establecidos e ir viendo el desarrollo de su
tendencia con respecto al tiempo. El rango de frecuencias va de los 5000 a los
25000 Hz.
Falla
de Rodamientos
Los rodamientos no fallan
prematuramente a menos que alguna otra fuerza actúe
sobre ellos; y tales fuerzas son generalmente las mismas que ocasionan
vibración.
Causas comunes de fallas en
los rodamientos de elementos rodantes:
Carga excesiva
Falta de alineamiento
Defectos de asientos del eje
y/o de las perforaciones en el alojamiento
Montaje defectuoso
Ajuste incorrecto
Lubricación inadecuada o
incorrecta
Sellado deficiente
Falsa brinelación
(Deformación bajo carga)
Corriente eléctrica
Elevados niveles de
vibración, ocasionados por rodamientos de chumacera defectuosos, son
generalmente el resultado de una holgura excesiva (causada por desgaste debido
a una acción de
barrido o por erosión química),
aflojamientos mecánicos (metal blanco suelto en el alojamiento), o problemas de
lubricación.
Un rodamiento de chumacera
con holgura excesiva hace que un defecto de relativamente menor importancia,
tal como un leve desbalance o una pequeña falta de alineamiento, u otra fuente
de fuerzas vibratorias, se transformen como resultado de aflojamientos
mecánicos o en golpes repetidos (machacado).
En tales casos el rodamiento
en si no es lo que crea la vibración; pero la amplitud de la misma seria mucho
menor si la holgura de los rodamientos fuera correcta.
A menudo se puede detectar
un rodamiento de chumacera desgastado por "barrido" efectuando una
comparación de las amplitudes de vibración horizontal y vertical. Las
maquinas que están montadas firmemente sobre una estructura o
cimentaciones rígidas revelaran, en condiciones normales, una amplitud de
vibración ligeramente más alta en sentido horizontal.
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