2 CONTENIDO INTRODUCCIÓN COJINETES DESLIZANTES DEFINICIONES PRPIEDADES DE LOS COJINETES CLASIFICACION LUBRICACION TIPOS TIPOS PROCEDIMIENTO DE DISEÑO.

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2 2 CONTENIDO INTRODUCCIÓN COJINETES DESLIZANTES DEFINICIONES PRPIEDADES DE LOS COJINETES CLASIFICACION LUBRICACION TIPOS TIPOS PROCEDIMIENTO DE DISEÑO RODAMIENTOS DEFINICIÓN – CARACTERÍSTICAS CLASIFICACION DE LOS RODAMIENTOS NORMALIZACIONES MONTAJE CAPACIDAD DE CARGAS SELECCIÓN Y UTILIZACION DE RODAMIENTOS NORMALIZADOS LUBRICACIÓN CATÁLOGOS DE RODAMIENTOS

3 3 COJINETES DE CONTACTO DESLIZANTE DEFINICIÓN Se denomina cojinete de deslizamiento (COJINETE) al tipo de APOYO en el que su funcionamiento se sustenta en el movimiento relativo entre sus superficies, denominado contacto por deslizamiento DEFINICIÓN Se denomina cojinete de deslizamiento (COJINETE) al tipo de APOYO en el que su funcionamiento se sustenta en el movimiento relativo entre sus superficies, denominado contacto por deslizamiento PARTES Muñón Cojinete o chumacera PROPÓSITO Proporcionar soporte radial a una flecha giratoria

4 4 INTRODUCCIÓN COJINETE Elemento mecánico QUE SIRVE DE APOYO O SOPORTE, con partes facilitan el movimiento ROTATORIO disminuyendo EL ROZAMIENTO, se utilizan como APOYOS en árboles o ejes. COJINETE Elemento mecánico QUE SIRVE DE APOYO O SOPORTE, con partes facilitan el movimiento ROTATORIO disminuyendo EL ROZAMIENTO, se utilizan como APOYOS en árboles o ejes. COJINETE DE DESLIZAMIENTO Deslizamiento plano RODAMIENTO O COJINETE ANTIFRICCIÓN Fricción por rodadura de algún tercer elemento como rodillos o bolas La mayoría de los cojinetes están destinados como apoyos de ejes rotativos, de manera que absorban las cargas que actúan sobre éstos, permitiendo su movimiento de rotación con baja fricción

5 5 COJINETES O CHUMACERAS ho e O O’ Muñón Cojinete

6 6 PROPIEDADES QUE DEBEN TENER LOS COJINETES No deben desgastar ni rayar la superficie del eje que soportan, aunque se interrumpa el flujo de aceite entre ambos materiales por ruptura de la bomba de aceite u otro motivo. Tienen que soportar temperaturas superiores a los 150ºC sin deformaciones que permitan desplazamiento de la capa antifricción. Tienen que ser lo suficientemente blandos como para que se incrusten en ellos las partículas sólidas que pueda contener el aceite sin dañar el eje que soportan. Tienen que resistir la acción corrosiva de los ácidos presentes en el aceite. Se deben fabricar con las tolerancias adecuadas para un óptimo funcionamiento

7 7 CLASIFICACIÓN DE LAS COJINETES Cojinetes Hidrodinámicas (autoaccionadas): Dependen por completo del movimiento relativo del muñón y la chumacera para establecer presión en la película para soportar la carga. Cojinetes Hidrostáticos (externamente presurizadas): Logran soporte de la carga por medio del suministro del fluido desde una fuente externa de alta presión y no requiere movimiento relativo entre las superficies del muñón y la chumacera. Cojinetes Híbridos: Se diseñan para usarse tanto con el principio hidrodinámico como con el principio estático para conseguir soporte para la carga entre las superficies en movimiento. De acuerdo con el mecanismo de fluido que establece la capacidad de carga de la película Cojinetes Completos: La superficie de la chumacera rodea por completo al muñón. Son fáciles de hacer y no cuestan mucho. Más comúnmente usadas Cojinetes Parciales: La superficie de la chumacera se extiende sólo a lo largo de un segmento de la circunferencia, generalmente 180° o menos. Se usan en situaciones en las que la carga es principalmente unidireccional Cojinetes con holgura: El radio del cojinete excede el radio del muñón Cojinetes ajustados: Los radios del cojinete y el muñón son iguales De acuerdo a la forma del Cojinete

8 8 LUBRICACIÓN Hidrodinámica: las superficies de soporte de carga de un cojinete están separadas por una capa de sustancia lubricante relativamente gruesa, que impide el contacto directo metal con metal Hidrostática: se obtiene introduciendo el lubricante en el área de soporte de carga a una presión lo bastante elevada para separar las superficies con una capa relativamente gruesa de lubricante Elastohidrodinámica: fenómeno que ocurre cuando se introduce un lubricante entre superficies en contacto rodante Al límite: se genera cuando se impide la formación de una película de lubricante lo suficientemente gruesa, lo que produce que las asperezas de más altura queden separadas por película de lubricante de sólo unos cuantos diámetros moleculares de espesor De película sólida: se emplea cuando la temperatura de operación es extrema. Un lubricante como el grafito o el disulfuro de molibdeno son del tipo sólido LUBRICANTE Es una sustancia que cuando se introduce entre superficies móviles reduce la fricción, el desgaste y el calentamiento disminuyendo el contacto relativo de estas. LUBRICANTE Es una sustancia que cuando se introduce entre superficies móviles reduce la fricción, el desgaste y el calentamiento disminuyendo el contacto relativo de estas. TIPOS DE LUBRICACIÓN

9 9 TEORIA DE LA LUBRICACION HIDRODINAMICA Integrando dos veces respecto a y se tiene

10 10 TEORIA DE LA LUBRICACIÓN HIDRODINAMICA DERIVANDO RESPECTO A X E IGUALANDO A CERO

11 11 DISEÑO DE COJINETES DE DESLIZAMIENTO (CHUMACERAS) r c l

12 12 ECUACION DE PETROFF La fuerza de fricción se denota por: El par de torsión de fricción es: Igualando los pares de torsión COJINETES DE DESLIZAMIENTO Numero característico Multiplicando la ecuación del coeficiente de fricción por la relación r/c Hay tres grupos adimensionales

13 13 COJINETES DE DESLIZAMIENTO PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Variables de Diseño Grupo Nº1 Grupo Nº2 DATOS

14 14 COJINETES DE DESLIZAMIENTO Cálculos y Estimaciones 1.-Carga Unitaria: especifique una presión nominal de operación de cojinetes (tabla 13.2) 2.- Calcular la razón l/d el cual debe un valor entre: 3.- Seleccionar un espaciamiento diametral c d /d de la fig. 14.3 en función de N y d y estime el valor c/r

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16 16 COJINETES DE DESLIZAMIENTO 4.- Rugosidad de la superficie del cojinete 5.- Calcular el espesor mínimo de la película lubricante 6.- Calcule h o /c relación de espesor de la película 7.- calcule el número de Sommerfeld en función de h 0 /c del gráfico 12-14 8.- Calculamos μ 1 de la ecuaciçon anterior 9. Con S 1 se calcula

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18 18 COJINETES DE DESLIZAMIENTO 10. Se estima 11. En un grafico de viscosidad vs temperatura se obtiene un punto 12. Se prueba con una viscosidad mayor μ 2 y se calcula S 2 13. Se calculan nuevamente los parámetros Se ubica el punto P 2 Se unen P 1 y P 2 con un segmento de línea recta y se intersecta la curva del lubricante deseado y se obtienen definitivos

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20 20 COJINETES DE DESLIZAMIENTO 14. Con el S definitivo se obtienen los parámetros. 14. Calcule el coeficiente de fricción 15. Calcule la potencia disipada en el cojinete

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22 22 RODAMIENTOS RODAMIENTOS DEFINICIÓN Es un tipo de soporte para ejes en el cual la carga principal se transmite a través de elementos de contacto rodante. DEFINICIÓN Es un tipo de soporte para ejes en el cual la carga principal se transmite a través de elementos de contacto rodante. Son mecanismos constituidos por un anillo interior unido solidariamente al árbol o eje ( puede ser giratorio o no), otro anillo exterior unido al soporte ( puede también ser fijo o giratorio, y un conjunto de elementos rodantes ( pueden ser bolas, rodillos o conos), colocados entre ambos anillos. Son recomendados en el caso de ejes que operen a velocidades muy variables y para servicios intermitentes. Son de pequeñas dimensiones, presentan bajo consumo de lubricante, bajas temperaturas de operación, y poco sensibles a imperfecciones del eje. Su principal desventaja es su alta sensibilidad a los choques y sobrecargas, así como a los defectos de montaje, a la acumulación de suciedad, entre otras. El coeficiente de rozamiento es muy inferior al de los cojinetes hidrodinámicos o hidrostáticos. Son muy silenciosos.

23 RODAMIENTOS 23 Partes de un Rodamiento

24 24 CLASIFICACIÓN DE LOS COJINETES DE RODAMIENTOS Los rodamientos se pueden clasificar en tres grupos: De Rodillos Cónicos 1.Por su forma: De Bolas De Rodillos Cilíndricos De Rodillos Esféricos

25 CLASIFICACIÓN DE LOS COJINETES DE RODAMIENTOS 25 2.- Por el tipo de carga que soportan: Radiales Axiales Mixtos o Combinados

26 CLASIFICACIÓN DE LOS COJINETES DE RODAMIENTOS 26 3.- Atendiendo a la inclinación del eje: Rígidos De Contacto angular Pivotantes o a Rótula

27 NORMALIZACIONES Los rodamientos se designan por un código de letras y números. Por ejemplo: 213 18 La primera cifra (2) designa el tipo de rodamiento( bolas, rodillos, etc). A veces va precedida de una letra, que designa alguna característica especial (por ejemplo, una tapa de protección). La segunda cifra (1) indica la serie de anchos. La tercera cifra ( 3) indica la serie de diámetros. Las dos últimas cifras (18) son el número característico del agujero, cuyo diámetro queda definido multiplicando este número por 5. en este caso, el diámetro del agujero es 18*5= 90 mm). En los rodamientos de rodillos cilíndricos esta numeración va precedida por las siglas: NU, N, NJ, NUP, que indican el tipo de aro exterior. 27

28 NORMALIZACIONES Los rodamientos son elementos de maquinas internacionalmente normalizados, siendo las más importantes normas las DIN y las AFBMA (Anti-friction Bearing Manufactures Association). Están referidas a las medidas externas ( diámetros delos anillos exterior e interior, ancho, radios de los acuerdos, tolerancias de las dimensiones, entre otros). Para un mismo diámetro de agujero existen rodamientos de diferentes capacidades de carga. Estas se conocen como series de rodamientos. 28

29 MONTAJE DE LOS RODAMIENTOS En el montaje de los rodamientos ha de tenerse presente lo siguiente: 1.Montaje aislado o en grupo. 2.Magnitud, tipo y dirección de la carga que soportan. 3.Tipo y dimensiones de los rodamientos. 4.Tolerancias del rodamiento y ajustes precisos. 5.Condiciones de temperatura ( ambiental y de trabajo. 6.Procedimiento de montaje y desmontaje. 7.Ubicación del rodamiento en el eje ( intermedio o extremo ). 29 Montajes Dobles

30 SELECCIÓN DE RODAMIENTOS 30 VIDA NOMINAL: Si la velocidad es constante, suela preferirse calcular la vida expresada en horas de funcionamiento Utilizando la ecuación: Donde: L 10 = vida nominal con 90% de confiabilidad L 10h =vida nominal con un 90% de confiabilidad en horas de funcionamiento C=capacidad de carga dinámica, KN P=craga dinámica equivalente,KN n= velocidad de giro en rpm P= exponente de la ecuación de la vida, (p=3, rod. De bolas) y (p=10/3) rod. De rodillos

31 SELECCIÓN DE RODAMIENTOS 31 VIDA NOMINAL Donde: L nm =Vida nominal SKF con un (100-n)% de confiabilidad) a 1 = factot de ajuste de la vida para una mayor fiabilidad ( Tabla1) a SKF =factor de ajuste de la vida SKF (diagramas 1 al 4).

32 32 SELECCIÓN DE RODAMIENTOS CAPACIDAD DE CARGA ESTATICA C 0 : Se define como la capacidad máxima en N o Lb que soporta un rodamiento en reposo o movimiento abajas revoluciones, sin que aparezcan deformaciones en cualesquiera de los elementos rodantes o camino de rodadura superiores a 0,0001 D. Siendo F r y F a las cargas radial y axial, respectivamente, y X 0 y Y 0 unos coeficientes que dependen del tipo de rodamiento especificados por el fabricante en sus catálogos. CAPACIDAD DE CARGA DINAMICA C: Se define como la carga máxima que puede soportar un rodamiento en movimiento, sin que aparezcan signos de fatiga en ninguno de sus elementos, durante 10 6 revoluciones del mismo. Donde: P= carga dinámica equivalente en KN F r = carga radial en KN F a = carga axial en KN X= factor de carga radial Y=factor de carga axial