00_manual calculo de rodamientos

INTRODUCCIN

El presente texto, es una recopilacin de la teora necesaria sobre cojinetes de contacto rodante, esta basado en varios libros de diseo de elementos de mquinas y catlogos actuales de las ms grandes fbricas de estos elementos. En este texto se presenta de manera simple y prctica, la mayora de los rodamientos conocidos, explicando en cada caso sus caractersticas, ventajas, descripcin, etc. As mismo se explica la base terica, ecuaciones principales, y la correspondiente explicacin de estas, es decir qu significan?, porqu se las toma?, etc. El principal objetivo de este texto, es el transmitir a los estudiantes de la carrera de ingeniera mecnica, los conocimientos bsicos sobre rodamientos y su proceso de seleccin, para que una vez hecho esto, podamos tomar cualquier catlogo de los fabricantes ya sea impreso o en formato electrnico o ya sea mediante software y podamos comprender de manera rpida y prctica las recomendaciones y los procesos de clculo de stos y de esta manera realizar nuestra seleccin.

Carrera de Ing. Mecnica UMSS - Apuntes sobre Cojinetes de Contacto Rodante

Nolber Jhonathan Gmez Arandia Ing. Mecnica FCYT - UMSS 1

Cojinetes de Contacto RodanteCojinetes de Contacto Rodante o Rodamientoso Rodamientos

1.- QU ES UN RODAMIENTO?

Un rodamiento es un elemento de mquina compuesto, cuyo objetivo es reducir significativamente la fuerza de rozamiento entre un eje mvil y su apoyo permitiendo de esta manera que el eje gire con menor esfuerzo al existir menor fuerza de friccin que se oponga a ello y por lo tanto disminuyendo el desgaste propio por friccin de los elementos en contacto.

2.- CMO FUNCIONA, CUAL ES SU PRINCIPIO?.- El principio bsico de funcionamiento sobre el cual se basan estos elementos, es el de reducir la magnitud de la fuerza de rozamiento con la superficie base, introduciendo entre ellas dos, elementos rodantes pequeos, consecuentemente la fuerza de friccin opuesta al movimiento es mucho menor y por otra parte, al introducir elementos rodantes se hace posible el fcil movimiento entre los elementos en contacto por las caractersticas de rodadura propias de estos. Muchas veces, debido a esto, stos elementos son llamados cojinetes antifriccin pero en realidad la friccin siempre esta presente, claro que en mucho menor magnitud. Para explicar esto nos valemos del siguiente ejemplo:, supngase una caja de 3 [Tnf] que esta apoyada sobre su base al piso, viene un tipo e intenta empujarlo hasta una nueva posicin, obviamente esto le ser tremendamente dificil, por que dado el peso de 3 Toneladas y el apoyo directo de la base, aparecer una fuerza de rozamiento muy grande difcil de vencer. Ahora si introducimos un monton de rodillos o esferitas pequeas, recin podremos mover el bloque, ya que, reducimos la fuerza de rozamiento y por las caractersticas de los rodillos o esferitas, el bloque puede moverse. Es decir:

( Sin elementos rodantes entre la sup. (Con elementos rodantes, entonces menor rozamiento y movi- mayor rozamiento y movimiento difcil) miento fcil)



3.- PARTES FUNDAMENTALES DE UN RODAMIENTO.- Todos los rodamientos de contacto rodante bsicamente estn formados por las siguientes partes constructivas, pero tambin existen excepciones a estas.

Algunos tipos de rodamientos no poseen sellos laterales, o por el contrario los tienen solo en una cara, muchos otros no tienen la jaula o rejilla y estan completamente llenos de elementos rodantes. Algunos tipos de rodamientos no tienen anillo interior y ruedan directamente sobre la superficie del eje.

Anillo Exterior

Elemento Rodante

Jaula o Rejilla

Anillo Interior

Anillo Exterior

Anillo Interior

Jaula o Rejilla

Elemento Rodante Sello o retn



4.- TIPOS DE RODAMIENTOS En los distintos tipos de elementos mviles de las mquinas se presentan distintos tipos de cargas sobre los apoyos mviles, adems de muchos otros factores, estos son:

- Cargas Radiales - Cargas Axiales - Cargas Combinadas - Momentos - Desalineaciones

Para cada combinacin de estos factores, existe un o unos, rodamientos adecuados que cumplen con las caractersticas requeridas. Todos los tipos de rodamientos existentes, se los clasifica de acuerdo con:

- i) En funcin a la Capacidad de Soportar los Tipos de Carga, se divididen en 2 grupos :

- Rodamientos Radiales

- Rodamientos Axiales

- ii) En funcin a la Geometra de los Elementos Rodantes se dividen tambin en dos grupos :

- Rodamientos de Bolas

- Rodamientos de Rodillos Lo que hace la diferencia entre los distintos tipos de rodamientos son los llamados elementos rodantes, y la geometra del rodamiento.

(Elementos rodantes) : Bolas Rodillos cilndricos Rodillos extra-finos (agujas) Podemos poner, para una mejor comprensin la clasificacin de rodamientos en el siguiente cuadro:

- Rodamientos de Bolas

- Rodamientos de Rodillos

En los siguientes cuadros tenemos la clasificacin de los tipos de rodamientos existente.

- Radiales - Axiales

- Radiales - Axiales



5.- RODAMIENTOS DE BOLAS Los rodamientos de bolas son los ms utilizados y simples, por sus caractersticas y precio, son los ms populares y difundidos en muchas aplicaciones. Bsicamente los rodamientos de tipo de bolas se caracterizan por que sus elementos rodantes son esferitas de acero muy pulimentadas y precisas. Los rodamientos de bolas se dividen en dos grandes grupos, de acuerdo a su aplicacin, estos son:

- Rodamientos de bolas, RADIALES

Caracterstica fundamental - Rodamientos de bolas, AXIALES

Caracterstica fundamental Cada grupo se subdivide en una variedad de modelos cada uno con caractersticas especiales las cuales se detallarn y explicarn a continuacin.

Pueden soportar Cargas Radiales, y Combinacin de Cargas Radiales con Axiales

Pueden soportar Cargas Puramente axiales de

empuje



6.- CLASIFICACIN

6.1 RODAMIENTOS DE BOLAS, RADIALES

o Rodamientos rgidos de bolas de una hilera simple (Deep Grove Ball Bearing)

o Rodamientos rgidos de bolas de doble hilera ( Double Row deep Grove Ball bearing)

o Rodamientos de bolas autoalineables (Self Aligning Ball Bearing)

o Rodamiento de bolas de contacto angular de hilera simple (Angular Contact Ball Bearing)

o Rodamiento de bolas de contacto angular de doble fila ( Double Row Angular Contact Ball Bearing)

o Rodamiento de contacto angular en cuatro puntos ( Four Point Angular Contact ball Bearing)

6.2 RODAMIENTOS DE BOLAS, AXIALES

o Rodamientos axiales de empuje de simple efecto ( Thrust ball bearing)

o Rodamientos axiales de empuje de doble efecto ( Double Efect thrust ball bearing)



6.1.1 RODAMIENTOS RGIDOS DE BOLAS DE UNA HILERA SIMPLE (DEEP GROVE BALL BEARING)

CARGAS:

DESCRIPCIN:

Son los rodamientos ms simples, de construccin sencilla, econmicos y de utilizacin en la mayora de las aplicaciones simples.

RRCARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO VENTAJAS - Cargas Radiales: Aceptable - Cargas Axiales de sentido doble: Aceptable - Cargas Radial y axial combinada Aceptable - Altas Velocidades: Excelente - Alta Precisin de giro Excelente - Bajo Ruido Excelente - Mantenimiento No requiere mucho - Precio Econmicos

NN DESVENTAJAS:

- Capacidad de soportar momentos Mala - Compensacin de Desalineamiento Angular Mala

TIPOS VARIANTES:

o Rodamientos de bolas, radiales, de hilera simple sin jaula o rejilla, denominados De Llenado Completo con llenado total de elementos rodantes, con anillos abiertos para entrada de bolas.

o Rodamientos radiales de hilera simple de anillos separables,

denominados Magneto Bearings con anillo abierto para el fcil montaje y desmontaje.

FF USOS: Aplicaciones en general, cajas reductoras de eng. Rectos, asientos de ejes de motores, aplicaciones diversas donde la velocidad de giro sea impotante.



6.1.2 RODAMIENTOS RGIDOS DE BOLAS DE HILERA DOBLE (DOUBLE ROW DEEP GROVE BALL BEARING)

CARGAS:

DESCRIPCIN: Estos rodamientos, poseen dos filas o hileras de elementos rodantes, con lo cual incrementan su capacidad de soportar mayor cargas producidas por momentos que los simples, su comportamiento en cuanto a las cargas axiales es similar al de los rodamientos simples. Es decir, estos rodamientos carecen de escotes de llenado por lo tanto tienen la capacidad e absorber cargas axiales en ambos sentidos por el pequeo contacto angular entre sus elementos y las pistas.

RRCARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO - VENTAJAS - Cargas Radiales: Aceptable - Cargas Axiales de sentido doble: Aceptable - Cargas Radial y axial combinadas: Aceptable - Altas Velocidades: Aceptable - Alta Precisin: Aceptable - Cargas de Momentos Aceptable

NN DESVENTAJAS: - Capacidad de Desalineamiento Angular: Mala - Bajo Ruido No muy bueno -

FF USOS: Como la principal caracterstica de este tipo de rodamiento es la capacidad de absorber momentos, esto quiere decir momentos producidos por excentricidad de las cargas, son utilizados en aplicaciones donde la precisin y exactitud no sean muy importantes.

FA

FR

FA



6.1.3 RODAMIENTOS DE BOLAS DE HILERA DOBLE AUTOALINEABLES (DOUBLE ROW SELF ALIGNING BALL BEARING)

CARGAS: DESALINEAMIENTOS:

DESCRIPCIN:

El rodamiento se denomina Autoalineable por su gran capacidad de absorber desalineamientos del eje. El anillo exterior tiene un canal o surco esfrico que permite la rodadura axial de los elementos. La desalineacin permitida es en ambos sentidos.

RR CARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO VENTAJAS

- Cargas Puramente Radiales Aceptable - Altas Velocidades Bueno

- Capacidad de absorber desalineamientos Excelente - Alta precisin de giro Buena - Funcionamiento silencioso Bueno

NN DESVENTAJAS:

- Cargas Puramente Axiales de ambos sentidos Pobre, Mediocre - Cargas Combinadas Pobre, Mediocre - Momentos Muy malo, Inaceptable - Desplazamiento axial Muy malo, Inaceptable - Rigidez Pobre, Mediocre

FF USOS: La gran ventaja de estos rodamientos es que perdonan errores de desalineacin tanto de montaje como de fabricacin en los ejes, es decir que el eje puede ser montado con un error, ese error ser absorbido por el rodamiento que se alinear automticamente con el eje, se utilizan mucho en la construccin de mquinarias de todo tipo como mq. Cepilladoras, Cajas reductoras, etc.



6.1.4 RODAMIENTOS DE BOLAS DE CONTACTO ANGULAR, SIMPLES (ANGULAR CONTACT BALL BEARING)

CARGAS: CARGAS AXIALES

DESCRIPCIN:

Los rodamientos de contacto angular poseen el surco que aloja a los elementos rodantes en las esquinas, es decir el contacto de anillos con los elementos se dan a un ngulo respecto a la horizontal, los anillos no pueden separarse. Mientras mayor sea el ngulo de inclinacin respecto a la vertical, mayor capacidad de carga radial tendra ste. La carga axial que se le aplica debe ser de un solo sentido.


- Cargas Puramente Radiales Aceptable - Cargas Puramente Axiales Aceptable - Cargas Combinadas Bueno - Alta precisin de giro Excelente - Altas velocidades Excelente - Funcionamiento silencioso Bueno - Rigidez Aceptable

NN DESVENTAJAS: - Momentos Pobre, Mediocre - Desplazamiento axial Muy malo, Inaceptable

FF USOS: El gran uso de estos rodamientos est en aquellas aplicaciones donde haya combinaciones de carga axial y radial importantes y se requieran altas velocidades. TIPOS VARIACIONES:

Podemos encontrar como variaciones de este tipo, a los llamados Pareados que se pueden ensamblar en disposiciones de:Espalda con espalda, Frente a Frente o en Tandem



6.1.5 RODAMIENTOS DE BOLAS DE CONTACTO ANGULAR, DE DOBLE HILERA (DOUBLE ROW ANGULAR CONTACT BALL BEARING)


DESCRIPCIN:

Los rodamientos de contacto angular de doble hilera, estn dispuestos en forma de espalda con espalda pero en una menor dimensin que si se montara un par de rodamientos simples. El motivo de esta caracterstica es de poder darle la capacidad de absorber cargas axiales de doble sentido a diferencia de los simples. Los elementos rodantes estn dispuestos de tal forma que sus lneas angulares coincidan en un punto. Sus anillos no son separables.


- Cargas Puramente Radiales Bueno - Cargas Puramente Axiales en ambos sentidos Aceptable - Cargas Combinadas Bueno - Alta precisin de giro Bueno - Altas velocidades Aceptable - Momentos Aceptable - Rigidez Buena - Funcionamiento silencioso Aceptable

NN DESVENTAJAS:

- Capacidad de absorber desalineamientos Muy malo, Inaceptable - Desplazamiento axial Muy malo, Inaceptable

FF USOS: El gran uso de estos rodamientos est en aquellas aplicaciones donde haya combinaciones de carga axial de doble sentido, y cargas radiales elevadas consecuentemente donde haya combinaciones de carga elevadas de doble sentido.



6.1.6 RODAMIENTOS DE BOLAS DE CONTACTO ANGULAR EN CUATRO PUNTOS (FOUR POINT ANGULAR CONTACT BALL BEARING)


DESCRIPCIN:

Los rodamientos de contacto angular de 4 puntos de contacto tienen los caminos de rodadura diseados para que el rodamiento, en funcionamiento, pueda ser capaz de soportar cargas axiales en ambos sentidos. Tienen el anillo interior partido, lo cual permite separarlo, esto para poder llenarlo de elementos rodantes e incrementar su capacidad de carga combinada.


- Cargas Puramente Axiales en ambos sentidos Bueno - Cargas Combinadas Aceptable - Alta precisin de giro Aceptable - Altas velocidades Bueno - Momentos Aceptable - Rigidez Aceptable - Funcionamiento silencioso Aceptable

NN DESVENTAJAS:

- Cargas Puramente Radiales Pobre , mediocre - Capacidad de absorber desalineamientos Muy malo, Inaceptable - Desplazamiento axial Muy malo, Inaceptable

FF USOS: Estos rodamientos son muy utilizados en arreglos de rodamientos, es decir en combinacin con rodamientos de rodillos, por ejemplo. Tambin se los utiliza en aplicaciones donde un rodamiento de contacto angular de doble hilera resulta muy ancho, entonces se prefiere uno de 4 puntos de contacto totalmente lleno de bolas debido a que es mucho ms delgado.



6.2.1 RODAMIENTOS DE BOLAS DE EMPUJE O AXIALES DE SIMPLE EFECTO (THRUST BALL BEARING)

CARGAS:

DESCRIPCIN: Los rodamientos axiales son los indicados para soportar solamente cargas axiales pura de empuje en un solo sentido (simple efecto), y no as cargas radiales.

Constructivamente consiste en dos arandelas con caminos de rodadura donde se alojan los elementos rodantes esfricos, posee tambin la jaula o rejilla de sostn a los elementos. El rodamiento es desmontable o separable, es decir que se puede separar en componentes y montarlos por separado.

RR CARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO VENTAJAS - Cargas Puramente Axiales de empuje en un sentido Aceptable - Alta precisin de giro Bueno - Rigidez Aceptable

NN DESVENTAJAS: - Cargas Puramente Radiales Muy malo, Inaceptable - Cargas Combinadas Muy malo , Inaceptable - Capacidad de absorber desalineamientos Muy malo, Inaceptable - Desplazamiento axial Muy malo, Inaceptable - Cargas de momento Muy malo, Inaceptable - Altas velocidades Pobre, mediocre - Funcionamiento silencioso Pobre, mediocre - Capacidad de absorber desalineamientos Muy malo, Inaceptable - Desplazamiento axial Muy malo, Inaceptable

FF USOS: Los rodamientos axiales de bolas de simple efecto, son muy utilizados en aplicaciones donde los ejes tienen que estar apoyados verticalmente y adems tener la capacidad de giro. VARIACIONES: Existen estos rodamientos en su variacin de asiento inferior, es decir en stos, el anillo inferior tiene una construccin esfrica y asentada en un tercer anillo, esto brinda al rodamiento axial, la capacidad de absorber desalineamientos del eje, es decir , se vuelven, autoalineables al inicio del funcionamiento.



6.2.2 RODAMIENTOS DE BOLAS DE EMPUJE O AXIALES DE DOBLE EFECTO (DOUBLE EFFECT THRUST BALL BEARING)

CARGAS:

DESCRIPCIN: Los rodamientos axiales son llamados de doble efecto porque son capaces de soportar cargas axiales en ambos sentidos y fijar el eje tambin en ambos sentidos.

Constructivamente tienen dos juegos de elementos rodantes, es decir dos juegos de bolas, atrapados cada uno por tres anillos dos exteriores y uno central, el anillo central tiene el camino de rodadura en ambas caras, tienen tambin dos jaulas u rejillas, una para cada juego de bolas.

RR CARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO VENTAJAS - Cargas Puramente Axiales de empuje en dos sentidos Aceptable - Alta precisin de giro Bueno - Rigidez Aceptable

NN DESVENTAJAS: - Cargas Puramente Radiales Muy malo, Inaceptable - Cargas Combinadas Muy malo , Inaceptable - Capacidad de absorber desalineamientos Muy malo, Inaceptable - Desplazamiento axial Muy malo, Inaceptable - Cargas de momento Muy malo, Inaceptable - Altas velocidades Pobre, mediocre - Funcionamiento silencioso Pobre, mediocre - Capacidad de absorber desalineamientos Muy malo, Inaceptable - Desplazamiento axial Muy malo, Inaceptable

FF USOS: Los rodamientos axiales de bolas de doble efecto, son muy utilizados en aplicaciones donde los ejes tienen que estar apoyados verticalmente y adems tener la capacidad de giro y estn sometidos a empuje axial en ambos sentidos VARIACIONES: Al igual que lo simples, existe la variacin Autoalineable de este rodamiento y su construccin es la misma que la anterior, es decir posee los anillos exteriores con acabado esfrico y necesita de dos placas o alojamientos tambin esfricos, para su montaje.



7.- RODAMIENTOS DE RODILLOS Los rodamientos de rodillos conforman el segundo gran grupo de rodamientos en cuanto a caractersticas fsicas se refiere. stos rodamientos tienen la caracterstica o diferencia respecto a los rodamientos de bolas, en que han sido diseados para soportar cargas radiales, axiales y/o combinadas, mayores que las que soportara un rodamiento de bolas, esto debido a que el contacto ya no es puntual como en las esferas, sino que el contacto se da en una lnea. Bsicamente los rodamientos de tipo de rodillos se caracterizan por que sus elementos rodantes son rodillos de acero muy pulimentadas y precisas, rodillos que dependiendo del modelo varan en su forma fsica al variar entre longitud, forma esferoidal, forma cilndrica cnica, etc. Los rodamientos de rodillos al igual que los rodamientos de bolas, se dividen en dos grandes grupos, de acuerdo a su aplicacin, estos son:

- Rodamientos de rodillos, RADIALES y COMBINADAS

Caracterstica fundamental - Rodamientos de Rodillos, AXIALES

Caracterstica fundamental Cada grupo se subdivide en una variedad de modelos cada uno con caractersticas especiales las cuales se detallarn y explicarn en los siguientes cuadros:

Pueden soportar Cargas Puramente Radiales y Combinacin con Axiales

Pueden soportar Cargas Puramente axiales de

empuje



8.- CLASIFICACIN

8.1 RODAMIENTOS DE RODILLOS, RADIALES

o Rodamientos de rodillos cilndricos (Cylindrical Roller Bearings)

o Rodamientos de rodillos cilindricos cruzados ( Crossed Cylindrical Roller Bearings).

o Rodamientos de rodillos cindricos delgados o de agujas ( Needle Roller bearings).

o Rodamientos de rodillos esfricos autoalineables o de rtula (Self Aligning Spherical Roller Bearing)

o Rodamiento de rodillos cnicos de contacto angular (Angular Contact Tapered Roller Bearings)

8.2 RODAMIENTOS DE RODILLOS, AXIALES

o Rodamientos de rodillos axiales de empuje de simple efecto ( Cylindrical Roller Thrust Bearing).

o Rodamientos esfricos axiales de empuje autoalineables (Spherical Roller Thrust Bearing).



8.1.1 RODAMIENTOS DE RODILLOS CILINDRICOS SIMPLES ( CYLINDRICAL ROLLER BEARINGS)

CARGAS:

DESCRIPCIN: Los rodamientos de rodillos cilndricos, constructivamente, poseen dos pistas acanaladas, los elementos rodantes son cilindros de acero con altsimo grado de precisin.

Separando a los elementos rodantes, se encuentra la jaula o rejilla, aunque no siempre es as ya que tambin estos rodamientos se los encuentra en el tipo de llenado completo. Estos rodamientos soportan cargas radiales mas elevadas que los de bolas, pero no esta diseado para cargas axiales ni combinadas. Son tambin aptos para elevadas velocidades.

RR CARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO VENTAJAS - Cargas Puramente Radiales Bueno - Alta precisin de giro Bueno - Altas velocidades Excelente - Alta rigidez Bueno - Funcionamiento silencioso Bueno - Desplazamientos axiales Excelente

NN DESVENTAJAS: - Cargas Puramente Axiales Pobre, Mediocre, Malo - Cargas Combinadas Malo, Mediocre - Capacidad de absorber desalineamientos Pobre, mediocre - Cargas de momento Muy malo, Inaceptable

FF USOS: Son muy utilizados en aplicaciones pesadas, donde se requiera altas velocidades y la gran ventaja de que pueden absorber desplazamientos axiales del eje. VARIACIONES: Los rodamientos de rodillos simples se presentan en varios tipos deacuerdo a los fabricantes, como ser los de doble hilera de rodillos, los cuales soportan an mucha mas carga radial. Tambin se presentan en hileras de 4 rodillos, estos son utilizados en aplicaciones de ingeniera muy pesada, donde los ejes y elementos son de dimensiones bastante grandes.



8.1.2 RODAMIENTOS DE RODILLOS CILINDRICOS CRUZADOS (CROSSED CYLINDRICAL ROLLER BEARINGS)

CARGAS:

DESCRIPCIN:

Estos rodamientos tienen los elementos rodantes, que son rodillos cilndricos comunes, en una disposicin cruzada a 45, intercalando direcciones. Tienen tambin su jaula o rejilla que los mantiene en la posicin indicada. Sus anillos pueden ser partidos, dependiendo del modelo, tanto el anillo interior como el exterior, tambin pueden ser de montaje cerrado.

RR CARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO VENTAJAS - Cargas Puramente Radiales Bueno - Cargas Puramente Axiales en ambos sentidos Bueno - Cargas combinadas Bueno - Alta rigidez Buena - Funcionamiento silencioso Aceptable - Cargas de Momento Excelente

NN DESVENTAJAS:

- Capacidad de absorber desalineamientos Muy malo, inaceptable - Capacidad de absorber desplazamientos axiales Muy malo, inaceptable - Altas velocidades Bajas

FF USOS: Son utilizados en aplicaciones pesadas, donde se requieran espacios pequeos para el alojamiento de los rodamientos y se tengan cargas de direccin axial en ambos sentidos y cargas radiales, as como grandes cargas producidas por momentos. VARIACIONES: Dependiendo del tipo de aplicacin se presentan en doble fila, cruzados tambin a 45, pero ya no de forma intercalada, sino mas bien con los ejes de cada grupo de rodillos en forma convergente. Estos son utilizados para aplicaciones de ing. Pesada.



8.1.3 RODAMIENTOS DE RODILLOS CILINDRICOS DELGADOS DE AGUJAS (NEEDLE ROLLER BEARINGS)

CARGAS:

DESCRIPCIN:

Estos rodamientos son rodamientos de rodillos cilndricos normales, con la diferencia de que sus elementos rodantes son cilindros largos y finos por lo que se los llama agujas, los extremos de los elementos son abombados para evitar daos en sus bordes. Hay gran variedad e modelos, entre los cuales se pueden presentar, con jaula o sin ella, con anillo interior o si l, sellados o no y/o con los anillos separables.

RR CARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO VENTAJAS - Cargas Puramente Radiales Bueno - Alta rigidez Buena - Altas velocidades Aceptable - Alta precisin de giro Aceptable - Rigidez Buena - Nivel de funcionamiento silencioso Aceptable - Capacidad de absorber desplazamientos axiales Excelente

NN DESVENTAJAS:

- Capacidad de absorber desalineamientos Muy malo, inaceptable - Cargas Axiales y Combinadas Muy malo, inaceptable - Cargas de momento Muy malo, inaceptable

FF USOS: La gran utilidad de estos rodamientos esta en aquellas aplicaciones donde el espacio radial para el alojamiento del rodamiento es muy delgado, es decir donde no pueda entrar un rodamiento de rodillos normal, en otras palabras estos rodamientos sacrifican dimetro radial de rodamiento por profundidad. VARIACIONES: Estos rodamientos se los puede encontrar tambin, con o sin anillos, de doble o mltiple fila y existen variaciones combinadas que los hacen autoalineables.



8.1.4 RODAMIENTOS DE RODILLOS ESFRICOS A RTULA O AUTOALINEABLES (SPHERICAL ROLLER BERAINGS)

CARGAS:

DESCRIPCIN: Estos rodamientos son rodamientos que entran en la categora de rodillos cilndricos, poseen la caracterstica de que sus elementos rodantes son cilindros esfricos, es decir rodillos a manera o en forma de Barrilitos.

Tienen el camino de rodadura del anillo exterior tambin en forma esfrica para permitir el movimiento, a manera de rtula. El camino de rodadura interior si bien es tambin esfrico pero ste ya es fijo y solo permite la rodadura de los elementos. Por fabricacin son inseparables, es decir no se puede separar el anillo exterior y el interior.

RR CARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO VENTAJAS - Cargas Puramente Radiales Excelentes - Cargas Puramente Axiales Aceptable - Cargas Combinadas Excelentes - Alta precisin de giro Aceptable - Rigidez Buena - Nivel de funcionamiento silencioso Aceptable - Capacidad de absorber desalineamientos Excelentes

NN DESVENTAJAS: - Capacidad de absorber desplazamientos axiales Muy malo, inaceptable - Cargas de momento Muy malo, inaceptable

FF USOS: En muchas aplicaciones, se producen desalineamientos producidos por flexin del eje, entonces, en stas aplicaciones son muy utilizados estos rodamientos debido a que absorben esos desalineamientos. Ahora los desalineamientos tambin pueden ser producidos por un mal montaje, en los cuales tambin estos rodamientos son adecuados. Se los pueden observar por ejemplo en cajas reductoras muy grandes, donde el peso de los engranajes produce flexiones en los ejes. VARIACIONES: Los rodamientos autoalineables pueden venir en disposiciones , de una sola fila o en doble fila inclinada a ambos lados.

Flexin



8.1.5 RODAMIENTOS DE RODILLOS CNICOS DE CONTACTO ANGULAR (TAPERED ROLLER BEARINGS)

CARGAS:

DESCRIPCIN: stos rodamientos, tienen los elementos rodantes en forma de rodillos cnicos, todos ellos dispuestos en las pistas que son tambin de superficie cnica concurrente a la lnea de eje.

Estos tienen la capacidad de soportar elevadas cargas axiales y radiales, es decir combinaciones importantes. La conicidad de los elementos estn en funcin a un ngulo alfael cual, a medida que se hace mayor, entonces mayor es la capacidad de soportar cargas axiales. El rodamiento es separable o desmontable, es decir que tanto el anillo exterior como el interior pueden ser montados separadamente. La pista interior posee una pestaa que sujeta a los elementos rodantes .

RR CARACTERSTICAS DE COMPORTAMIENTO VENTAJAS - Cargas Puramente Radiales Buenos - Cargas Puramente Axiales Buenos - Cargas Combinadas Excelentes - Alta precisin de giro Buena - Alta velocidad Aceptable - Rigidez Buena - Nivel de funcionamiento silencioso Aceptable

NN DESVENTAJAS: - Capacidad de absorber desplazamientos axiales Muy malo, inaceptable - Cargas de momento Muy malo, inaceptable - Capacidad de absorber desalineamientos Pobre, mediocre

FF USOS: El uso de estos rodamientos es adecuado para toda aplicacin donde las cargas combinadas san elevadas. VARIACIONES: Estos rodamientos pueden venir en fila simple,dos filas o en 4 filas , en cuyo caso se denominan pesados



8.2.1 RODAMIENTOS DE RODILLOS, AXIALES DE EMPUJE (CYLINDRICAL ROLLER THRUST BEARINGS).

CARGAS:

DESCRIPCIN: Los rodamientos de rodillos, axiales, o de empuje en una sola direccin, son de construccin simple, es decir poseen un anillo superior y un anillo inferior con pistas de rodadura planas.

Tienen tambin una jaula para separar los elementos rodantes, los cuales son rodillos cilndricos con los bordes achaflanados. Son de naturaleza separable, es decir que se pueden desmontar en sus componentes. La caracterstica geomtrica ms sencilla es sta, pero tambin existen sus respectivas variaciones.


- Cargas Puramente Axiales Buenos - Alta precisin de giro Buena - Rigidez Buena

NN DESVENTAJAS: - Cargas puramente radiales y combinadas Muy malo, inaceptable - Capacidad de absorber desplazamientos axiales Muy malo, inaceptable - Cargas de momento Muy malo, inaceptable - Altas velocidades Pobre, mediocre - Capacidad de absorber desalineamientos Pobre, mediocre - Funcionamiento silencioso Pobre, mediocre

FF USOS: El uso de estos rodamientos son adecuados donde haya que soportar grandes cargas axiales, en las que se requiera insensibilidad a los choques, buena rigidez y espacio axial mnimo. Normalmente se opta por estos cuando los requerimientos de cargas sobrepasan la capacidad de un rodamiento de bolas. VARIACIONES: Tambin los podemos tener en disposiciones de doble o triple fila de rodillos para cargas extremadamente grandes, o tambien con rodillos cnicos, tambien existen los llamados rodamientos axiales de agujas.



8.2.2 RODAMIENTOS DE RODILLOS ESFRICOS, AXIALES DE EMPUJE AUTOALINEABLES (SPHERICAL SELF ALIGNING ROLLER THRUST BEARINGS).

CARGAS:

DESCRIPCIN: Los rodamientos axiales de empuje esfricos, son de caracterstica separable, es decir, que se puede separar los componentes y montarlos independientemente.

Los elementos rodantes, son cilindros con una conicidad y abombados a manera de barrilitos, las pistas de los anillos estan tambin construdas para alojar a estos elementos.


- Cargas Puramente Axiales Excelentes - Cargas Combinadas Aceptable - Alta precisin de giro Aceptable - Rigidez Buena - Capacidad de absorber desalineamientos Excelente

NN DESVENTAJAS:

- Cargas puramente radiales y combinadas Muy malo, inaceptable - Capacidad de absorber desplazamientos axiales Muy malo, inaceptable - Cargas de momento Muy malo, inaceptable - Altas velocidades Pobre, mediocre - Funcionamiento silencioso Pobre, mediocre

FF USOS: Estos rodamientos son utilizados para las aplicaciones donde se presenten grandes cargas axiales y en menor magnitud radiales pero simultneamente, y donde hayan presentes flexiones del eje y errores de alineacin. VARIACIONES: Estos rodamientos suelen venir en dos variaciones, la primera con un sello interior y la segunda con un sello exterior



9.- ASPECTOS IMPORTANTES A CONSIDERAR Antes de empezar a detallar el procedimiento para el clculo y seleccin de un rodamiento adecuado hay que tener en cuenta los siguientes aspectos generales:

- Los rodamientos los fabrican grandes industrias desde ya hace muchos aos, con tecnologa muy alta, por lo cual, no son elementos para fabricar ni disear, por que ya estn hechos.

- Solo queda aprender el correcto procedimiento para la seleccin en funcin a

una necesidad especfica. - Cada fabricante de rodamiento tiene sus respectivos catlogos de ingeniera

y/o software para el clculo y seleccin, todos ellos tienen un procedimiento base comn y normalizado, pero cada fabricante de acuerdo a sus experiencias y resultados tiene diversos factores que modifican sus resultados.

- Todos los rodamientos estn Normalizados, es decir hay una organizacin

(AFBMA e ISO) que garantiza que un rodamiento de una marca pueda ser reemplazado por otro de distinta marca con las mismas o similares caractersticas.

- El proceso de seleccin es en parte Iterativo y para una necesidad especfica

no habr solo un rodamiento exacto sino habr una gama de posibilidades que cumplen el requisito, por lo cual, deben entrar otros factores externos a los mecnicos como precio, abundancia, etc.. para seleccionar el ms adecuado.

- Nunca, seleccionar un rodamiento de una marca con el procedimiento de otra

marca, si se va a reemplazar uno por otro de otra marca, ste ltimo seleccionarlo con su respectivo procedimiento.

- Es recomendable ( pero no siempre necesario) usar una sola marca de

rodamientos para una mquina en cuestin., para otra se puede usar si se lo desea otra marca.

A continuacin se detallar la base terica comn para el clculo y seleccin de rodamientos. 10.- BASE TERICA COMN 10.1.- DETERMINACIN DE LAS DIMENSIONES DE UN RODAMIENTO Para determinar las dimensiones de un rodamiento, debemos tomar en cuenta y distinguir dos estados diferentes de funcionamiento de los rodamientos, es decir que un rodamiento puede estar girando bajo una determinada carga o al contrario puede estar en reposo transitorio o en movimiento muy lento o de oscilacin.



- Entonces partimos del principio de que necesitamos dos tipos diferentes de anlisis para la correcta seleccin de los rodamientos.

Rodamientos solicitados Dinmicamente. Rodamientos solicitado Estticamente.

- Hay que observar que para el caso dinmico es necesario que el rodamiento

pase la prueba esttica, es decir cumpla el requerimiento de solicitud de carga esttica cuando ste entre en reposo.

10.2.- CRITERIOS DE FALLA

- Cuando ponemos a trabajar un rodamiento, se le aplican las distintas cargas, pero la ms importante y en la cual se basa toda la teora de diseo de estos elementos son las cargas radiales. (para rodamientos puramente axiales el criterio es anlogo solo que en ese caso se utiliza la carga axial).

- Ahora, los rodamientos son elementos sujetos tanto a cargas estticas cuando

estn en reposo o en movimiento muy lento o de oscilacin y/o a cargas dinmicas cuando entran en funcionamiento. Tanto la base terica, como la experiencia de aos, de los fabricantes, ha demostrado que en un rodamiento sea cual fuera su tipo, se presentan dos tipos de fallas:

a) Fallas de aplastamiento o deformacin en los elementos por

causa de cargas estticas. b) Fallas de picaduras hoyuelos o descascaramientos o

pittings en las superficies de contacto de los elementos por el fenmeno de Fatiga, debido a las cargas Dinmicas.

- Entonces, para el anlisis de estas fallas son aplicables dos teoras de anlisis,

las cuales son:

a) Teora de los Esfuerzos de Contacto Hertzianos b) Teora de la Fatiga superficial.

o En el caso de cargas dinmicas, se parte del clculo de la fatiga del material como causa del deterioro del rodamiento, y son responsables de ste dos variables, el tiempo de funcionamiento y la magnitud de la carga aplicada.

o En el caso de cargas estticas, el clculo est basado en la posibilidad

de que, estando el rodamiento en reposo o movimiento muy leve, puedan aparecer en los elementos en contacto, marcas o huellas, debidas a la deformacin plstica, haciendo el clculo y seleccin del correcto material , de tal forma que se produzca una deformacin que no afecte al correcto funcionamiento del conjunto.



11.- SELECCIN DE RODAMIENTOS SOLICITADOS DINMICAMENTE - Se dice y entindase, que el rodamiento esta solicitado dinmicamente cuando ste esta girando a una determinada velocidad y est sometido a cargas radiales, axiales o combinadas producidas por accin directa, momentos, deflexiones, etc.. 11.1.- VIDA NOMINAL, DURACIN MNIMA, VIDA L 10, VIDA TIL

- Ahora, para el proceso de seleccin en estado dinmico, necesitamos una referencia sobre la cual nos basaremos , entonces, esta referencia es la llamada:

Duracin o Vida til de un Rodamiento

- Esta referencia, es la ms lgica y surge de un simple anlisis de duracin del elemento, es decir, cuando un elemento empieza a funcionar, llegar un momento en el cual ste fallara, entonces el tiempo que ha transcurrido hasta entonces se le denomina como su vida til, ahora, lo que los fabricantes hacen es fabricar un determinado rodamiento para una determinada carga y lo hacen funcionar dinmicamente hasta que este falle, entonces calculan ese tiempo y lo dan en horas de vida til, , este tiempo lo expresan en revoluciones.

- Pero esto no es as de simple porque en esto hay un pequeo gran problema,

todos los rodamientos fallan a distinto tiempo, es decir todos los rodamientos que se fabrican, a pesar de la alta tecnologa, nunca sern 100% iguales, por lo cual unos fallarn antes o despus que otros, en tiempo, entonces cmo poder fabricar un rodamiento y decir que durar un determinado tiempo si este no es preciso?, para solucionar este asunto es que se recurre a los mtodos estadsticos. (Trabajos de Lundberg y Palmgren presentados en Londres en 1947).

- Lo que hacen los fabricantes es tomar grandes grupos de rodamientos iguales

y los hacen trabajar bajo las mismas condiciones de carga dinmica y diversos factores, entonces, cuando el 10% de este lote muestra la primera seal de falla, (que sern picaduras por fatiga), alcance o no su vida de diseo, se para el proceso, y se toma otros lotes y se repite el proceso, una vez hecho esto a varios lotes se saca un promedio de tiempo y ese es el tiempo que se adopta para ese tipo de rodamiento en cuestin.

- Entonces a este tiempo, que es resultado de un anlisis estadstico, se le denomina normalmente en los catlogos como:

Vida L10 Vida Nominal Vida til Duracin

Y su definicin terica ms aceptada es: El # de revoluciones o el # de horas de giro a una velocidad ctte v, que el 90% de un grupo grande de rodamientos iguales alcanzar y/o pasar SIN que sufra falla alguna de ningn tipo visible y comprobada, y este lmite estar por debajo del punto de falla de diseo O tambin El # de revoluciones o el # de horas de giro a una v ctte que un 10% de un grupo grande de rodamientos muestra la primera seal de falla visible y comprobada alcanzando o pasando el tiempo calculado de diseo. Ambas son vlidas

- En los catlogos de los fabricantes no viene dado este dato de vida en horas porque ste depende todava de la carga aplicada.



a

PP

L

L

=

12

2

1

11.2.- CARGAS DINMICAS EN LOS COJINETES Y RELACIN CON LA VIDA NOMINAL

- Todas las pruebas que realizan los fabricantes para determinar L10 las realizan bajo condiciones distintas de cargas, ahora surge otro problema, Para qu cargas? y para que duren cuanto tiempo? fabricaran los rodamientos?.

11.3.- CAPACIDAD DE CARGA DINMICA C

- Para solucionar este problema, los fabricantes, basados en teoras y trabajos fundamentados ( Lundberg y Palmgren) encontrarn y demostraron primero una relacin emprica entre la carga radial aplicada y el tiempo de duracin nominal de dos grupos de rodamientos, es decir, una relacin entre dos grupos de rodamientos cada uno a diferentes cargas y por lo tanto tambin a diferentes L10 para cada uno, esta relacin es:

Donde:

L1 , L2 = Vida a la fatiga en Millones de revoluciones hrs a una v ctte dada, de cada grupo de rodamientos (distinta para cada grupo).

P1, P2 = Cargas radiales aplicadas a cada grupo de rodamientos a = Exponente que, para: Rodamientos de bolas a = 3 Rodamientos de rodillos a = 10/3 - Ahora, la AFBMA e ISO han establecido, para normalizar los rodamientos, que

P2 = C y su L2 correspondiente sea 1 milln de revoluciones ( 1000000 ), esta carga C se la ha denominado como Capacidad de Carga Dinmica C y no es ms que una referencia comn para todos los fabricantes, pues cada cual asuma un tiempo L10 que le pareca, por consiguiente los rodamientos variaban de marca en marca.

- Entonces, C se define como: La carga radial ctte. que puede soportar un

grupo de rodamientos, aparentemente iguales hasta una duracin nominal o L10 igual a un milln ( 1000000) de revoluciones del aro interior del rodamiento.

- Entonces las normas ISO y AFBMA normalizan C para un milln de

revoluciones, como norma comn para los fabricantes, pero existen excepciones, como por ejemplo la fbrica Timken, fabrica sus rodamientos para su propio valor de referencia C a 90 millones de revoluciones, llamndolo al C como C90, (eso lo advierte en sus catlogos) pero tambin presenta un factor de conversin para el equivalente ISO AFBMA C, de su C90 (Tambin



lo llama Mtodo Timken). Pero la mayora de los fabricantes adopta la norma comn.

- Ahora bien, lo que hacen los fabricantes es tomar distintos tipos de cargas para

cada tipo de rodamiento y hallan su carga C respectiva y esta es la que la han tabulado en sus catlogos.

- Si ahora queremos relacionar a C con otro grupo de rodamientos y otra

carga , entonces la ecuacin anterior quedar de la forma:

En su forma ms til esta ecuacin se la expresa de la forma: - Hay que observar que en esta ecuacin, L es la duracin tambin en millones

de revoluciones pero ya no para un milln como en el caso de C, este L ya es la duracin de diseo que queramos tener la que nos saldr como resultado para una carga P determinada de diseo.

- Entonces, en los catlogos se encuentran tabulados los valores de C, para una carga determinada y este C viene acompaado de la Velocidad a la cual fue calculado y las limitantes de esta como, lubricacin, etc.

- Ntese que si en la realidad se aplicara una carga igual a C para un milln de revoluciones, esta carga es tan grande que ocasionara la deformacin plstica de los elementos rodantes, por lo cual es posible que casi nunca sea aplicada.

aPLC 1=

a

PCL

=



11.4.- VIDA NOMINAL AJUSTADA

- En la ltima frmula de la vida, solo se ha considerado la carga radial P a la cual estar sujeto el rodamiento en cuestin.

- Esta frmula es la ms adecuada para usos generales y donde el grado de

responsabilidad es bajo, pero, para aplicaciones de grado de responsabilidad mayor es necesario considerar otros factores que la experiencia ha demostrado que afectan a la vida del rodamiento, stos factores bsicamente se basan en las condiciones y medio de funcionamiento del rodamiento, es decir lubricacin, material, tipo de funcionamiento, confiabilidad, etc.

- Con este fin la ISO introdujo en 1977 una frmula para calcular la vida L del

rodamiento afectada por los factores mencionados, esta es:

Donde: Lna = Vida nominal Ajustada en millones de rev. a1 = Factor de confiabilidad a2 = Factor de material a3 = Factor de condicin de funcionamiento - Los valores de stos factores estan dados por los fabricantes en sus catlogos

en forma de grficos y tablas, donde se explica la forma de hallarlos.

- Es muy importante entender un aspecto en cuanto a la utilizacin de Lna en vez de L, es decir, se presenta el problema de cundo, dnde y cmo utilizar uno u otro valor, desde ya indicamos que mbos son vlidos.

- Para utilizar Lna debemos observar que los factores pueden incrementar o

disminuir el valor de L, si la aplicacin es de mucha responsabilidad, conocer y calcular Lna nos pueden elevar de gran manera la duracin o al contrario disminuirla, un mal clculo de un factor a puede ocasionar peligro.

- Entonces, se debe utilizar Lna SOLO cuando la aplicacin es:

o De alta responsabilidad (automviles, aviones, barcos,etc.) o Debo conocer de manera precisa:

Lubricante (viscosidades y caractersticas) Material del rodamiento Tipo de funcionamiento Contaminantes Temperaturas

- Para aplicaciones comunes y de baja responsabilidad, es normal el uso de L como duracin del rodamiento.

a

PCaaanaL

= 321



11.5.- CARGAS RADIALES , AXIALES, CARGA DINMICA EQUIVALENTE

- Cuando se monta un eje y se lo somete a los esfuerzos de trabajo dinmico, en los apoyos se presentarn los siguientes tipos de cargas:

Cargas Radiales puras Cargas Axiales Puras Combinacin de cargas Radiales y Cargas Axiales

- Estas cargas como ya se mencion antes son resultado de:

Momentos Flectores. Momentos Torsores Esfuerzos directos Reacciones en los apoyos etc.

- Es decir que bsicamente todo el anlisis de cargas se reduce a encontrar con

precisin las cargas radiales y axiales a las que ser sometido cada rodamiento.

- Como se lo mencion tambin, las cargas ms importantes y sobre la cual se

basan todos los clculos son las cargas radiales, entonces qu hacer en el caso de tener cargas axiales o de empuje?

- Si son puras, entonces obviamente se tratar de un rodamiento axial pero si no

lo es se recurre a un pequeo clculo extra, ste se denomina clculo de la

Carga Radial Equivalente P

- La Teora en la que se basan los clculos es, que si un rodamiento esta sometido a una combinacin de cargas, entonces sta se la puede reemplazar por un estado de carga radial equivalente, para lo cual se ha desarrollado una teora y frmulas empricas que dan buenos resultados.

- La AFBMA recomienda el uso de la siguiente ecuacin:

- Donde: P = Carga Radial equivalente X = Factor de Carga Radial V = Factor de rotacin Fr = Carga Radial Y = Factor de carga axial o de empuje Fa= carga Axial o de empuje

- El factor V llamado de rotacin es un valor que diferencia al elemento que

gira, normalmente tiene los siguientes valores: V =1 si el elemento que gira es el anillo interior y el externo es

fijo V = 1,2 si el anillo exterior gira y el interno esta fijo.

aYFrXVFP +=



- Ahora, los factores X y Y, dependen del clculo de las siguientes relaciones:

- Adems tambin :

- Donde e es un valor de referencia que indica la relacin existente entre carga radial y axial y C0 es la llamada capacidad de carga esttica ( explicada ms adelante)

- Los fabricantes proporcionan unas tablas donde estn estos elementos para el

correcto clculo de la carga equivalente P, en el caso dinmico. 11.6.- PROCESO DE CLCULO DINMICO

- Conocidos ya los elementos importantes del caso dinmico, los pasos bsicos que siguen los catlogos (claro que con sus mtodos y factores) son los siguientes:

Reconocer las cargas Radial y Axial que se aplicar al

rodamiento Hacer una preseleccin tentativa en base a los criterios a un

principio mencionados. Hallar la carga equivalente Desde este punto hay dos caminos:

Primer camino, asumir como datos de diseo el tiempo de vida en millones de revoluciones (L 10) o en horas de vida a una velocidad tambin asumida como a la que se requiere en el funcionamiento y hallar mediante la ecuacin el valor de C y comprobar si es menor o igual que el C preseleccionado antes, si es as ser correcto.

Segundo camino, asumir el C del rodamiento preseleccionado que aparece en el catlogo y mediante la misma ecuacin, hallar el valor de L 10 en millones de revoluciones y con la velocidad que indica el catlogo determinar las horas de vida que ste durar, si esta dentro del rango proyectado ser vlido si no lo es, escoger otro.

0CaF

,, eerVF

aF >



12.- SELECCIN DE RODAMIENTOS SOLICITADOS ESTTICAMENTE

- Se dice y entindase por un rodamiento solicitado estticamente a aquel que esta girando a muy bajas velocidades, esta en reposo o se encuentra en movimiento oscilatorio, o ste es sometido a cargas de impacto sin importar si esta en un estado dinmico, en estos casos es necesario el anlisis y seleccin mediante el proceso esttico.

- Hay que observar, especialmente en el caso de funcionamiento a velocidades

bajas, que si se lo analiza por el lado dinmico tendramos valores de C muy bajos, por lo cual se entrara en un exceso de confianza produciendo sobrecargas a los rodamientos en la creencia de que aguantan noms sin darnos cuenta de que puede fallar por el lado esttico.

12.1.- VIDA O DURACIN DE UN RODAMIENTO SOLICICTADO ESTTICAMENTE

- En el caso dinmico, se analiz la duracin del rodamiento hasta la falla por fatiga, en el caso esttico por el contrario el anlisis de falla es la deformacin plstica y esto no es consecuencia del tiempo sino de la magnitud de la carga.

- Para el caso esttico se disean y seleccionan los rodamientos para que no

sufran una deformacin mayor a la tolerable para el funcionamiento del mismo y como esto no depende del tiempo, sera lgico pensar en la posibilidad de una Vida infinita, pero lamentablemente esto no es correcto ya que de una u otra manera el elemento , aunque sea a muy baja velocidad, girar y aunque a muy largo plazo, fallar de todas maneras por fatiga, por lo cual la vida infinita real no es posible, ahora bien si gira a muy baja velocidad y la carga no produce la deformacin mxima, entonces usando la frmula de C, se puede hallar L10 y con la velocidad se halla el tiempo que ser muy grande incluso tal vez de cientos de aos, por lo cual se podra hablar de una vida infinita aparente que no es ms que una vida mucho mayor a la del conjunto de la mquina.

12.2.- CAPACIDAD DE CARGA ESTTICA C 0

- Para el caso de solicitud esttica, la AFBMA e ISO han determinado que los

fabricantes tabulen tambin en sus catlogos un valor llamado C0 o capacidad de carga bsica esttica y esta definida como:

- C0, es la capacidad bsica de carga esttica que producir una

deformacin plstica y permanente tanto en la pista como en el elemento rodante del punto de contacto en cuestin, igual a 0,0001 del dimetro de el elemento rodante para un esfuerzo de prueba que va desde 4 a 4,6 [GPa] dependiendo del tipo de rodamiento.

- C0, es calculado por los fabricantes de acuerdo a normas y procedimientos dados por ISO e AFBMA, en la prctica se puede comparar directamente la magnitud de las cargas para ver si estn por debajo de esta carga esttica, o seguir el procedimiento que los fabricantes exponen en sus catlogos.



12.3.- CARGAS ESTTICAS RADIALES, AXIALES, COMBINADAS, CARGA ESTTICA EQUIVALENTE

- Al igual que en el anterior caso, se presentan cargas radiales, axiales, o una combinacin de estas, en el caso de serlo as es necesario de igual manera, calcular una llamada:

Carga esttica equivalente. P0

- Para calcular el valor de P0, se recurre a una frmula que los fabricantes usan en sus catlogos, esta es:

- Donde: Fr = Mxima Carga Radial aplicada Fa = Mxima Carga Axial o de empuje aplicada X0 = Factor Esttico de Carga Radial Y0 = Factor Esttico de Carga Axial

- Los factores X0 y Y0 , los proporcionan los fabricantes en sus catlogos para

cada rodamiento determinado. 12.4 .- CAPACIDAD DE CARGA ESTTICA C 0 REQUERIDA POR UN DISEO

- Cuando se hace el clculo y seleccin de un rodamiento por el mtodo esttico, obviamente nuestro enlace con el catlogo ser el valor tabulado de C0, entonces, cmo determinar el valor de C0 para mi requerimiento y de esa manera entrar al catlogo?.

- Para esto se hace uso del valor ya calculado de P0 , pero afectado de un factor

de servicio o factor de seguridad esttico denominado S 0 o f s ,etc.

- Entonces, tenemos que nuestro valor calculado de C0 ser:

- Donde: S0 = Factor de seguridad esttico o factor de servicio.

- Los valores de S0 los proporcionan los fabricantes en sus respectivos catlogos

y estn en funcin al tipo de solicitacin o requerimiento a la cual estar el rodamiento en cuestin, por ejemplo para cargas elevadas, pequeas, sujetas a vibraciones, impactos, etc.

aFYrFXP 000 +=

000 PSC =



12.5.- PROCESO DE CLCULO ESTTICO

- Con las definiciones anteriores podemos ahora indicar el procedimiento bsico que indican los catlogos:

- Se determinan las cargas radiales mximas as como las axiales.

- Se hace una preseleccin del tipo de rodamiento en funcin a los criterios a un

principio expuestos.

- Se determina la carga esttica equivalente P0 con los valores de los factores recomendados por el fabricante.

- Se calcula el valor de C0 de diseo con los valores recomendados de S0

- Se busca en el catlogo el ms adecuado.

12.6.- COMPROBACIN DE LA CARGA ESTTICA DE UN RODAMIENTO CUANDO ES SELECCIONADO POR EL MTODO DINMICO

- Como se lo indico en la seccin correspondiente, cuando se selecciona un rodamiento solicitado dinmicamente, en base a su duracin a la fatiga, es necesario que ste tambin cumpla el requerimiento esttico para evitar la deformacin cuando el elemento entre en reposo.

- Para esto lo que los fabricantes aconsejan es basarse en el clculo del factor

de seguridad S0, es decir, si se ha seleccionado un rodamiento en base a C, debemos usar su respectivo valor de C0 , calcular adems su P0 y mediante la anterior ecuacin hallar un S0 de diseo.

- Una vez calculado S0 debemos compararlo con los valores que el fabricante

aconseja para una solicitacin determinada, si el S 0 hallado es Mayor a los valores recomendados, entonces la seleccin ser correcta, si es menor entonces debemos hacer otra seleccin.

Con esto terminamos la base terica comn necesaria para entender y utilizar correctamente los catlogos de los fabricantes.

Bibliografa: - Diseo en Ing Mecnica Shigley - Diseo de Mquinas Robert L. Norton - Diseo de Mquinas Teora y Prctica Deutchman - Catlogo General SKF - Catlogo General FAG - Catlogo General INA - Referencias sitio internet Timken - Referencias sitio internet SKF, INA, FAG

1.- QU ES UN RODAMIENTO?2.- CMO FUNCIONA, CUAL ES SU PRINCIPIO?3.- PARTES FUNDAMENTALES DE UN RODAMIENTO.-4.- TIPOS DE RODAMIENTOS5.- RODAMIENTOS DE BOLAS6.- CLASIFICACIN6.1 RODAMIENTOS DE BOLAS, RADIALES6.1.1 RODAMIENTOS RGIDOS DE BOLAS DE UNA HILERA SIMPLE6.1.2 RODAMIENTOS RGIDOS DE BOLAS DE HILERA DOBLE6.1.3 RODAMIENTOS DE BOLAS DE HILERA DOBLE AUTOALINEABLES6.1.4 RODAMIENTOS DE BOLAS DE CONTACTO ANGULAR, SIMPLES6.1.5 RODAMIENTOS DE BOLAS DE CONTACTO ANGULAR, DE DOBLEHILERA6.1.6 RODAMIENTOS DE BOLAS DE CONTACTO ANGULAR EN CUATROPUNTOS

6.2 RODAMIENTOS DE BOLAS, AXIALES6.2.1 RODAMIENTOS DE BOLAS DE EMPUJE O AXIALES DE SIMPLEEFECTO6.2.2 RODAMIENTOS DE BOLAS DE EMPUJE O AXIALES DE DOBLEEFECTO

7.- RODAMIENTOS DE RODILLOS8.- CLASIFICACIN8.1 RODAMIENTOS DE RODILLOS, RADIALES8.1.1 RODAMIENTOS DE RODILLOS CILINDRICOS SIMPLES8.1.2 RODAMIENTOS DE RODILLOS CILINDRICOS CRUZADOS8.1.3 RODAMIENTOS DE RODILLOS CILINDRICOS DELGADOS DEAGUJAS8.1.4 RODAMIENTOS DE RODILLOS ESFRICOS A RTULA OAUTOALINEABLES8.1.5 RODAMIENTOS DE RODILLOS CNICOS DE CONTACTO ANGULAR

8.2 RODAMIENTOS DE RODILLOS, AXIALESo8.2.1 RODAMIENTOS DE RODILLOS, AXIALES DE EMPUJE8.2.2 RODAMIENTOS DE RODILLOS ESFRICOS, AXIALES DE EMPUJEAUTOALINEABLES

9.- ASPECTOS IMPORTANTES A CONSIDERAR10.- BASE TERICA COMN10.1.- DETERMINACIN DE LAS DIMENSIONES DE UN RODAMIENTO10.2.- CRITERIOS DE FALLA

11.- SELECCIN DE RODAMIENTOS SOLICITADOS DINMICAMENTE11.1.- VIDA NOMINAL, DURACIN MNIMA, VIDA L10, VIDA TIL11.2.- CARGAS DINMICAS EN LOS COJINETES Y RELACIN CON LA VIDANOMINAL11.3.- CAPACIDAD DE CARGA DINMICA C11.4.- VIDA NOMINAL AJUSTADA11.5.- CARGAS RADIALES , AXIALES, CARGA DINMICA EQUIVALENTE11.6.- PROCESO DE CLCULO DINMICO

12.- SELECCIN DE RODAMIENTOS SOLICITADOS ESTTICAMENTE12.1.- VIDA O DURACIN DE UN RODAMIENTO SOLICICTADO ESTTICAMENTE12.2.- CAPACIDAD DE CARGA ESTTICA C012.3.- CARGAS ESTTICAS RADIALES, AXIALES, COMBINADAS, CARGAESTTICA EQUIVALENTE12.4 .- CAPACIDAD DE CARGA ESTTICA C0 REQUERIDA POR UN DISEO12.5.- PROCESO DE CLCULO ESTTICO12.6.- COMPROBACIN DE LA CARGA ESTTICA DE UN RODAMIENTOCUANDO ES SELECCIONADO POR EL MTODO DINMICO

Bibliografa:

00_manual calculo de rodamientos

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