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Anlisis CrticoRodamientos

Autor:Juan Boscn

RODAMIENTOSLos rodamientos son elementos mecnicos que aseguran un enlace mvil entre dos elementos de un mecanismo, uno que se encuentra en rotacin con respecto a otro; siendo su funcin principal el de permitir la rotacin relativa de dichos elementos bajo carga, con precisin y con un rozamiento mnimo.

En el proceso general de diseo de los rodamientos, deben considerarse una gran cantidad de factores, tales como rozamiento, transferencia de calor, fatiga de los materiales, resistencia a la corrosin, propiedades de los materiales, forma y tipo de lubricacin, tolerancia, velocidades de funcionamiento, tipos de montaje, uso y costo.

Los rodamientos estn constituidos por un grupo de elementos que lo conforman y que son:

Dos aros o anillos, uno ligado al elemento fijo y otro al elemento mvil, conformando entre ellos pistas o caminos de rodadura. Cuerpos o elementos de rodaduraquepermiten el desplazamiento relativo de los dos aros con un rozamiento mnimo. Jaulas o elementos separadores que guan y separan los elementos rodantes.

Los rodamientos se clasifican de acuerdo a:

A la forma como soportan la carga en: Radiales, Axiales y Combinacin de los anteriores.

A los elementos de rodadura que poseen en: De bolas, donde los elementos son esferas con un contacto con sus caminos de rodadura, tericamente puntual; de rodillos, donde sus elementos son cilindros con un contacto con sus caminos de rodadura, tericamente lineal

Simbologa ms resaltante normalmente utilizada para rodamientos de bolas y de rodillos.

Fig. 5.2. Rodamiento de bolas con contacto angular, donde se define el ngulo

Para la aplicacin determinada de rodamientos, entre los factores de mayor importancia que deben contrastarse entre s para decidir acerca del tipo, ms adecuado, podran incluirse los siguientes:

Espacio disponible Magnitud de la carga Direccin de la carga Capacidad de soportar momentos flectores Capacidad de absorber desalineaciones angulares Lmites de velocidad Precisin Rigidez Montaje y desmontaje

Espacio DisponibleComnmente se conoce una restriccin para el rodamiento, correspondiente al dimetro mnimo del agujero, puesto que el mismo ser referido al dimetro mnimo que poseer el eje a ser sustentado y que se determina dentro del proceso de diseo de la mquina donde ser utilizado. Adicionalmente, deber considerarse el espacio disponible tanto en la direccin radial como en la direccin axial, con la finalidad de adaptarse a la gran variedad de rodamientos existentes.

Magnitud de la CargaGeneralmente es el factor predominante para la seleccin del tipo y tamao del rodamiento, donde es importante el tener en cuenta que para unas mismas dimensiones externas, los rodamientos de rodillos tienen una capacidad mayor de soportar cargas que los de bolas. Esta ltima aseveracin se deriva de que los de rodillos poseen mayor contacto entre sus elementos rodantes y sus caminos o aros de rodadura que los de bolas (tericamente lineal los de rodillos y tericamente puntual los de bolas).

Direccin de la CargaComo se ha mencionado anteriormente, los rodamientos pueden soportar cargas estrictamente en las direcciones radial o axial, y/o soportar cargas combinadas en ambas direcciones simultneamente.Una de las caractersticas importantes que afecta la capacidad de soportar cargas axiales es el denominado ngulo de contacto , el cual se muestra en la Figura 5.3. A medida que dicho ngulo aumenta, el rodamiento tender a soportar mayor carga axial; donde en el caso particular de los rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular de la SKF, el ngulo de contacto es de 40.

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Fig. 5.3. Rodamiento de bolas con contacto angular, donde se define el ngulo Capacidad de Soportar Momentos Flectores

En el caso de cargas actuando excntricamente sobre rodamientos, se suceden momentos flectores que deben ser soportados por aquellos, siendo los ms adecuados para cuando esa circunstancia impere, las parejas de rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular o de rodillos cnicos dispuestos espalda con espalda o disposicin en "O". Asimismo, pueden usarse rodamientos de rodillos cnicos cruzados, para el caso de que la carga a soportar sea axial. En la Figura 5.4 se muestran las disposiciones de los rodamientos descritos

Figura 5.4. Disposiciones de rodamientos para soportar momentos flectores.

Capacidad de Absorber Desalineaciones AngularesCuando bajo la accin de un estado de cargas actuante, un eje queda sometido a flexin, existe la posibilidad de suscitarse desalineaciones angulares en el referido eje con respecto a los soportes (rodamientos); donde estos ltimos debern ser capaces de absorberlos de alguna manera. Existen rodamientos de autocentrados; que son capaces de compensar las desalineaciones causadas por las cargas de funcionamiento o por los errores de alineacin originados por el mecanizado o montaje. Obviamente, los fabricantes de rodamientos establecen valores mximos permisibles para dichas desalineaciones. En la Figura 5.5, se muestran rodamientos diseados para absorber desalineaciones angulares.

Lmites de VelocidadLa velocidad de rotacin de los rodamientos est limitada por la temperatura mxima de funcionamiento permisible. Los ms adecuados para velocidades elevadas son los de alta precisin con jaulas especiales, los cuales poseen bajo rozamiento en funcionamiento y por tanto, sobre ellos se genera internamente una cantidad menor de calor.

PrecisinLos fabricantes de rodamientos incluyen en sus productos, rodamientos de alta precisin (grado mayor que el normal) para aplicaciones donde se exigen rigurosos grados de exactitud y/o velocidades de funcionamiento muy elevadas.

RigidezLa rigidez de los rodamientos est representada por la magnitud de la deformacin elstica, cuando aquellos se encuentran cargados. En la mayora de las aplicaciones es despreciable y solamente en muy pocos casos, es un factor importante a considerar; y de querer aumentarse puede lograrse mediante la utilizacin de una precarga adecuada.

Montaje y DesmontajeEn la seleccin adecuada de un rodamiento para una aplicacin especfica, debe considerarse el tipo de agujero interno del rodamiento (si es cilndrico o cnico) y si son de diseo desarmable o no. Para montajes y desmontajes de rodamientos que se ejecutan muy frecuentemente, se prefieren los que poseen agujero cilndrico y son desmontables.

Ejercicio Resuelto: