República Bolivariana De Venezuela.

Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior.

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”.

Extensión Porlamar.

Análisis crítico

Realizado Por:

Ricoveri Kamila

Elementos De Maquinas.

Profesor: Julián Carneiro.

Porlamar, Julio de 2014

RODAMIENTO.

Son elementos de fricción formados por dos cilindros concéntricos, uno fijo al soporte y otro fijo al eje, entre los que se intercala una corona de bolas o rodillos, que Pueden girar entre ambos, lo cual proporciona una menor perdida de energía.

Los rodamientos se fabrican para soportar cargas puramente radiales,

cargas axiales, o combinación de ambas cargas.

Las cuatro partes principales de un rodamiento son:

Aro externo (cono). Aro interno (cubeta, copa). Elementos rodantes. Separador.

El propósito de un cojinete es el de proporcionar una posición relativa y libertad de rotación, además de transmitir una carga entre dos estructuras, usualmente un eje y una carcasa. La forma básica y el concepto de un cojinete de elementos rodantes son simples. Si se van a transmitir cargas entre superficies en movimiento relativo en una máquina, la acción se facilita más efectivamente si se interponen elementos rodantes entre los miembros en deslizamiento. De esta forma la resistencia de fricción que se opone al deslizamiento se reemplaza en gran medida por la resistencia mucho más pequeña que se asocia con el rodamiento.

Existen rodamientos que se fabrican sin el separador con objeto de abaratar el coste, pero el separador tiene la función importante de evitar el contacto de los elementos rodantes para que no se produzca rozamiento entre ellos.

Algunos rodamientos especiales de bolas y algunos de agujas no tienen el anillo interior y por ello las bolas giran libremente en una pista directamente tallada en un eje endurecido. Uno de los aspectos más importantes para el diseño de un rodamiento es la conformidad de la bola (de su radio) con el radio de la pista. Cuando aumenta la conformidad aumenta el área de contacto y por lo tanto el rodamiento puede soportar una carga mayor a costa de un rozamiento también mayor. Sin embargo, cuando la conformidad es pequeña el rozamiento es pequeño pero el desgaste es grande en una zona muy localizada. Los fabricantes de rodamientos establecen la conformidad que les parece más adecuada teniendo en cuenta su propia experiencia y los resultados de los ensayos.

Los rodamientos se pueden clasificar en función de:

La geometría de los elementos rodantes: bolas, rodillos cilíndricos, rodillos esféricos, rodillos cónicos, agujas, etc.

Las cargas a las que están sometidos los rodamientos: axial, radial, lineal o combinada.

Rodamientos de bolas.

Los rodamientos de bolas se usan más que cualquier otro tipo de elementos rodantes. Para una aplicación en que la carga es principalmente radial, se puede elegir uno de este tipo de rodamientos. La carga de empuje se aplicará en un lado de la pista de rodamientos interna mediante un hombro en el eje. La carga pasará a lo largo del lado de la ranura a través de la bola, hacia el lado opuesto del anillo de bolas y después a la carcasa. El radio de la bola es un poco más pequeño que el radio de la ranura para permitir el rodamiento libre de las bolas. En teoría, el contacto entre una bola y la pista de rodamientos se da en un punto, sin embargo, en realidad es un área circular pequeña debido a la deformación de las piezas. Como la carga es soportada en un área pequeña, se presentan tensiones debidas al contacto muy altas a nivel local.

Para incrementar la capacidad de un cojinete de hilera única, se debe utilizar un cojinete que tenga mayor número de bolas o bolas más grandes que funcionen en pistas de rodamientos más grandes. Un tipo especial dentro del rodamiento de bolas es el rodamiento de bolas de contacto angular, en el que un lado de cada pista de rodamientos es más alto para permitir su adaptación a cargar de empuje más considerables.Este tipo de rodamientos se emplea comúnmente cuando la solicitación de cargas es combinación de componentes axial y radial. Los ángulos de empuje más comunes varían entre 15º y 40º.

Rodamientos de rodillos cilíndricos.

Sustituir las bolas esféricas por rodillos cilíndricos con los cambios correspondientes en el diseño de los collares de bolas, proporciona una mayor capacidad de carga radial. El patrón de contacto entre un rodamiento y su collar es, en teoría, una línea y adopta forma rectangular conforme las piezas se deforman bajo el efecto de una carga. Los niveles de tensión debida al contacto son más bajos que los que corresponden a cojinetes de bola de un tamaño equivalente, lo que permite que cojinetes más pequeños soporten una carga particular o que un cojinete de un tamaño específico soporte una carga mayor. La capacidad para soportar carga de empuje es pobre. Los rodamientos de rodillos cilíndricos suelen ser muy anchos, lo cual les confiere escasa capacidad para adaptarse a la desalineación angular.

Rodamientos de rodillos cónicos.

Este tipo de rodamientos están diseñados para soportar cargas de empuje sustanciales con cargas radiales altas, lo cual da por resultado excelentes especificaciones en ambos. Se utilizan con frecuencia en rodamientos de rueda para vehículos y en maquinaria de trabajo pesado a la que le son inherentes cargas de empuje altas.

Rodamientos de agujas.

Este tipo de rodamientos son en realidad rodamientos de rodillos cilíndricos, pero el diámetro es mucho menos. Al igual que en otros rodamientos de rodillos cilíndricos, la capacidad de empuje y desalineación es pobre.

Comparación entre tipos de rodamientos.

Vida Del Rodamiento.

Se define la vida de un rodamiento como la duración de tiempo, o el número de revoluciones, que el rodamiento funciona hasta que aparece un desconche por fatiga de una determinada dimensión. Debido a que los fenómenos de fatiga en metales son tan solo controlables de modo estadístico, es imposible predeterminar de modo exacto la vida de un rodamiento en concreto. Se emplea habitualmente la función de distribución de Weibull para predecir la vida de los rodamientos para un determinado nivel de fiabilidad.

Se conoce como vida de cálculo L10 a la que el 90 por ciento de los rodamientos de un grupo aparentemente idéntico igualará o superará antes de que su grado de fatiga alcance un criterio previamente definido. El valor de L10 puede también emplearse, con un 90 por ciento de fiabilidad, para expresar la vida que un rodamiento en concreto alcanzará en unas determinadas condiciones de funcionamiento.Debido a la necesidad de establecer una relación entre las condiciones de referencia bajo las cuales se definen las capacidades de carga y las reales de funcionamiento, se calcula la vida del rodamiento considerando las variables adicionales que afectan a su funcionamiento.

La ecuación ampliada para el cálculo de la vida de un rodamiento es la siguiente:

Lna= a1 x a2 x a3 x a4 x L10

Donde:

a1: factor de ajuste de la vida en función de la fiabilidad.a2: factor de ajuste de la vida en función del material de rodamiento.a3: factor de ajuste de la vida en función de las condiciones de trabajo.a4: factor de ajuste de la vida en función de la vida útil requerida.L10: vida de Weibull calculada.Lna: vida ajustada para una fiabilidad del (100-n) por ciento.

Carga estática equivalente.

Una carga P que actúa sobre un rodamiento de elementos rodantes en un ángulo αp es una carga combinada porque incluye una componente radial y otra axial. La componente radial es:

Pr = Pcosαp

Y la axial es:

Pa = Pcosαp.

Ambas componentes se combinan para formar la carga estática equivalente P0, la cual se expresa como:

P0 = XPr + YPa

Carga variable.

Los procedimientos de diseño y análisis que se han utilizado hasta ahora suponen que el rodamiento operará con una sola carga de diseño en el transcurso de su vida útil. Utilizando los datos que publican los fabricantes en los catálogos, es posible hacer proyecciones muy precisas acerca de la vida útil del cojinete bajo tales condiciones. Si las cargas varían según transcurre el tiempo, habrá que modificar los procedimientos.

Uno de los procedimientos que los fabricantes recomiendan recibe el nombre de regla de Palmaren-Miner. La base de la regla de Miner consiste en que si un rodamiento en particular es sometido a una serie de cargas de magnitudes diferentes a lo largo de lapsos cuya duración se conoce, a la larga, caga carga contribuye a la falla del rodamiento en proporción a la relación de la carga con la vida útil que se espera cumpla el rodamiento si se le somete a la acción de esa carga.

Selección de Rodamientos.

El proceso de selección de rodamientos sigue el siguiente esquema:

Lubricación del Rodamiento.

Las superficies de contacto de los rodamientos tienen un movimiento relativo de rodadura y deslizamiento. Si la velocidad relativa de las superficies deslizantes es lo suficientemente elevada, entonces la acción del lubricante es hidrodinámica. Si la velocidad relativa es lo suficientemente pequeña como para asumir contacto rodante puro, la lubricación es elastohidrodinámica.

Cuando un lubricante queda atrapado entre dos superficies en contacto rodante, se origina un incremento enorme de la presión interna de la película de lubricante. Pero como la viscosidad del lubricante depende de forma exponencial de la presión, se produce también un incremento enorme en la viscosidad del lubricante.

Los objetivos de un lubricante de rodamientos son:

Formar una película de lubricante entre las superficies deslizante y rodante.

Ayudar a distribuir y disipar el calor. Impedir la corrosión de las superficies del rodamiento. Proteger las piezas contra partículas extrañas.

Ventajas del Rodamiento.

La principal ventaja de los cojinetes de rodamiento con relación a los de deslizamiento (bujes), estriba en que el coeficiente de fricción dentro de las cargas a que están sometidos en la práctica, es casi independiente de estas, de la velocidad y del tiempo. Es por esto que este tipo de cojinete se recomienda para lograr servicios intermitentes y velocidades alternativas, y sobre todo, en máquinas diseñadas para el logro de grandes esfuerzos,

debido esto a que estos cojinetes dan lugar a una resistencia de arranque diez veces menor que los cojinetes de deslizamiento.

Otras ventajas son:

Pequeña longitud Bajo consumo de lubricantes Siempre listos para funcionar Bajas temperaturas de trabajo No son sensibles a las deformaciones del árbol Están disponibles en el mercado para cualquier tipo de trabajo

Desventajas del Rodamiento.

Sensibilidad a choques y sobrecargas Sensibilidad a los defectos en el montaje y suciedad Imposibilidad de construirlos "partidos", por lo que no se pueden

instalar axialmente.

Montaje del Rodamiento.

Los rodamientos deben coincidir exactamente en forma y dimensiones.

Deben quedar colocados entre los dos caminos concéntricos de rodadura, de manera que los dos ejes de giro de los rodillos, coincidan todos en un punto común sobre el eje del árbol.

En los cojinetes de bolas, o en el de rodillos cilíndricos, los ejes de giro de los rodamientos son paralelos y se cortan en el infinito.

Al elegir un cojinete de rodamiento, se debe tener en cuenta:

Magnitud y variación de las cargas estáticas y dinámicas, así como su dirección o cambios de dirección.

Valor y oscilaciones de la velocidad angular. Condiciones de temperatura de funcionamiento, para poder elegir el

lubricante.