UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA SELECCIÓN DE RODAMIENTOS. NOMBRE: CARRERA: Ing. Mecánica. DOCENTE: Pérez Parra Gustavo. GESTION: 2/2019. SELECCIÓN DE RODAMIENTOS. INTRODUCCION. Los rodamientos son piezas de maquinaria muy utilizadas ya que su movimiento giratorio ayuda a reducir la fricción entre distintos elementos móviles. Sus dos funciones principales son: transferir el movimiento apoyando a los componentes para que giren entre sí y transmitir fuerzas. Los rodamientos con anillos de rodadura se componen de un anillo exterior empotrado, un anillo interior instalado sobre un eje de rodadura, un elemento de rodadura que se ajusta entre ambos y un retén que impide la caída de los elementos. Existen diversos rodamientos de acuerdo con el tipo de esfuerzo que deben soportar en su funcionamiento. Por ejemplo, hay rodamientos axiales, radiales y axiales-radiales según la dirección del esfuerzo. También Rígidos de bolas. De bolas de contacto angular. De agujas. De rodillos cónicos. De rodillos cilíndricos de empuje. Axiales de rodillos a rótula existen: Si un rodamiento trabaja en condiciones ideales, su vida útil llega su fin generalmente a daños por fatiga, que se produce, sea en los caminos de rodadura y los elementos rodantes, debido ciclos de tensión repetidos que actúan sobre ellos. Por lo tanto la vida del rodamiento viene referida al número de revoluciones antes de que se manifieste la fatiga en el camino de rodadura o cualquier elemento rodante. Sin embargo el uso práctico del rodamiento puede lograr que quede fuera de servicio debido a daños no atribuibles A la fatiga, como son exceso de desgaste, sobrecalentamiento, deslizamiento, corrosión de ajuste, brinelado o fisuras. Estos daños pueden ser evitados si se logra una buena selección del rodamiento, métodos de montaje, lubricación, etc. Un sistema de rodamientos no se compone solo de rodamientos. Los componentes adyacentes, como el eje y los soportes, son partes integrales del sistema en su conjunto. El lubricante y los sellos también desempeñan una función esencial. Para que el rodamiento funcione con el máximo rendimiento, debe haber una cantidad correcta del lubricante adecuado con el fin de reducir la fricción en el rodamiento y protegerlo de la corrosión. Los elementos sellados son importantes porque permiten que el lubricante permanezca dentro del rodamiento y evitan el ingreso de contaminantes. Esto es especialmente importante dado que la limpieza afecta considerablemente la vida útil del rodamiento. Los componentes adyacentes, como el eje y los soportes, son partes integrales del sistema en su conjunto. El lubricante y los sellos también desempeñan una función esencial. Para que el rodamiento funcione con el máximo rendimiento, debe haber una cantidad correcta del lubricante adecuado con el fin de reducir la fricción en el rodamiento y protegerlo de la corrosión. Los elementos sellados son importantes porque permiten que el lubricante permanezca dentro del rodamiento y evitan el ingreso de contaminantes. Esto es especialmente importante dado que la limpieza afecta considerablemente la vida útil del rodamiento. Son varios los factores que intervienen en el proceso de selección de los rodamientos. Entender el comportamiento dinámico de las aplicaciones es, posiblemente, uno de los más importantes. Comportamiento dinámico, en este caso, significa: • Espacio disponible. • Cargas (magnitud y dirección). • Desalineación. • Precisión y rigidez. • Velocidades. • Temperatura de funcionamiento. • Niveles de vibración. • Niveles de contaminación. • Tipo y método de lubricación. Una vez que se ha establecido el comportamiento dinámico, se puede seleccionar el tipo y tamaño adecuado de rodamiento. No obstante, durante el proceso de selección de rodamientos, se deben tener en cuenta otros factores como: • Forma y diseño adecuados de otros componentes de la disposición. • Ajustes apropiados y juego interno o precarga del rodamiento. • Dispositivos de fijación. • Sellos adecuados. • Tipo y cantidad de lubricante • Instalación y métodos de desmontaje. Vida útil y capacidad de carga de los rodamientos. Definición de vida útil del rodamiento.- La vida individual de un rodamiento se expresa como la cantidad de revoluciones o la cantidad de horas de funcionamiento que el rodamiento puede soportar a una cierta velocidad antes de que aparezca el primer indicio de fatiga del metal (descascarillado) en el camino de rodadura del aro interior o exterior o en un elemento rodante. Sin embargo, existen rodamientos aparentemente idénticos que, con funcionamiento en idénticas condiciones, tienen vidas útiles diferentes. Por lo tanto, es esencial una definición más clara del término “vida útil del rodamiento” para calcular su tamaño. La vida nominal basada en la definición anterior tiene que satisfacer las expectativas de vida requeridas de la aplicación del rodamiento. Debido a la naturaleza estadística de la vida útil del rodamiento, debe señalarse que el tiempo registrado hasta que se presenta la falla de un rodamiento instalado en una aplicación puede relacionarse con su vida nominal solo si la probabilidad de falla de ese rodamiento en particular puede determinarse en relación con el conjunto general de rodamientos que funcionan en condiciones similares. Por ejemplo, si se registra la falla de un rodamiento en una aplicación de ventilador con rodamientos donde hay un total de doscientos rodamientos instalados que funcionan en condiciones similares, esto representa una probabilidad de falla de solo un 0,5%; por lo tanto, la aplicación instalada tiene una confiabilidad del 99,5%. Diversas investigaciones realizadas durante varios años con respecto a las fallas de los rodamientos utilizados en distintas aplicaciones han demostrado que, en un conjunto muy grande (de varios millones de rodamientos), las fallas registradas constituyen un caso relativamente raro que no se relaciona directamente con el descascarillado habitual del camino de rodadura. De hecho, las fallas de campo registradas se relacionan, en la mayoría de los casos, con el desgaste abrasivo, la humedad, la corrosión, la instalación inadecuada, los ajustes inadecuados del eje o del soporte, el deslizamiento de los elementos rodantes, la contaminación no prevista o la falla de la jaula, del sello o del sistema de lubricación. Capacidades de carga Habitualmente, un rodamiento suele seleccionarse conforme a su capacidad de carga con respecto a las cargas aplicadas y a los requisitos relacionados con la vida útil del rodamiento y la confiabilidad. Los valores para la capacidad de carga dinámica básica C y la capacidad de carga estática básica C0 están enumerados en las tablas de productos. Las condiciones de carga dinámica y estática de los rodamientos deben verificarse por separado e incluir todas las cargas de choque elevadas de corta duración que puedan ocurrir en ocasiones excepcionales. Capacidades de carga dinámica La capacidad de carga dinámica básica C se usa en los cálculos de vida útil para rodamientos sometidos a esfuerzos dinámicos, es decir, rodamientos que giran bajo carga. Expresa la carga del rodamiento que dará lugar a una vida útil nominal básica según la normativa ISO 281 de 1 000 000 de revoluciones. Se supone que la carga es de magnitud y dirección constantes, y que es radial para los rodamientos radiales, y axial, actuando de forma centrada, para los rodamientos axiales. Capacidades de carga estática La capacidad de carga estática básica, según se define en la norma ISO 76, corresponde a una tensión de contacto calculada en el centro de mayor contacto entre los elementos rodantes y el camino de rodadura. Los valores de tensión de contacto son los siguientes: 4 600 MPa para rodamientos de bolas autoalineables 4 200 MPa para todos los demás rodamientos de bolas 4 000 MPa para todos los rodamientos de rodillos Esta tensión produce una deformación permanente total del elemento rodante y del camino de rodadura, que equivale aproximadamente a 0,0001 del diámetro del elemento rodante. Las cargas son puramente radiales para los rodamientos radiales, y son axiales y centradas para los rodamientos axiales. La capacidad de carga estática básica C0 se utiliza en las siguientes condiciones: Velocidades de giro muy bajas (n < 10 r. p. m.) Movimientos oscilantes muy lentos Rodamientos fijos bajo carga durante períodos prolongados Ahora hablaremos del tipo de rodamiento que usaremos que es uno de los más usados según el tipo de rodamiento. Rodamientos radiales. Los rodamientos radiales soportan cargas que se encuentran, principalmente, en dirección perpendicular al eje. Normalmente, los rodamientos se clasifican según el tipo de elemento rodante y la forma de los caminos de rodadura. Rodamientos rígidos de bolas.- Los rodamientos rígidos de bolas son particularmente versátiles. Su diseño es simple, no son desarmables, funcionan a velocidades altas y muy altas, son resistentes y requieren poco mantenimiento. Rodamientos rígidos de una hilera de bolas, los rodamientos rígidos de una hilera de bolas (Fig. 1) tienen ranuras profundas continuas en los caminos de rodadura. Estas ranuras en los caminos de rodadura tienen una estrecha osculación con las bolas, lo que permite a los rodamientos soportar cargas radiales y axiales en ambos sentidos. Los rodamientos rígidos de una hilera de bolas se encuentran disponibles abiertos o tapados (con sellos o placas de protección). Los rodamientos abiertos que también se encuentran disponibles tapados pueden tener rebajes en el aro exterior (Fig. 2). Vida útil de la grasa para rodamientos Fig. 1 tapados(rodamientos a vida) La vida útil de la grasa para los rodamientos tapados debe calcularse según el procedimiento indicado en esta sección. La vida útil de la grasa para los rodamientos tapados se representa como L10, es decir, un período al final de cual el 90% de los rodamientos siguen lubricados de manera confiable. El método para calcular los intervalos de relubricación representa la vida útil de la grasa y no debe utilizarse. Fig. 2 La vida útil de la grasa para los rodamientos tapados depende de la temperatura de funcionamiento y del factor de velocidad. Se puede obtener con ayuda de los diagramas. El diagrama 1 corresponde a los rodamientos rígidos de bolas estándares. El factor de rendimiento de la grasa (grease performance factor, GPF) se indica en la tabla 4 El diagrama 2 corresponde a los rodamientos rígidos de bolas SKF energéticamente eficientes. Diagrama 1 Tabla 4 La vida útil de la grasa para cada caso corresponde a las siguientes condiciones de funcionamiento: • • • • Presencia de un eje horizontal; Giro del aro interior; Carga liviana (P ≤ 0,05 C); Temperatura de funcionamiento dentro de la zona verde de temperatura de la grasa ( Tabla 4) • • Presencia de una máquina fija; Bajos niveles de vibración. Diagrama 2 Rodamientos de contacto angular. Los rodamientos de bolas de contacto angular tienen los caminos de rodadura de sus aros interior y exterior desplazados entre sí en la dirección del eje del rodamiento. Esto quiere decir que han sido diseñados para soportar cargas combinadas, Fig. 1 es decir, cargas radiales y axiales simultáneas. La capacidad de carga axial de los rodamientos de bolas de contacto angular aumenta al incrementar el ángulo de contacto. El ángulo de contacto se define como el ángulo que forma la línea que une los puntos de contacto entre la bola y los caminos de rodadura en el plano radial, a lo largo de la cual se transmite la carga de un camino de rodadura al otro, con una línea perpendicular al eje del rodamiento (Fig. 1). Los rodamientos de bolas de contacto angular SKF se fabrican en una amplia variedad de diseños y tamaños. Los diseños más comúnmente usados son los siguientes: • Rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular. Rodamientos de dos hileras de bolas de contacto angular. Rodamientos de bolas con cuatro puntos de contacto. CONDICIONES DE TRABAJO DEL RODAMIENTO EN UNA SIERRA CIRCULAR. Para una sierra circular de banco haremos la elección del rodamiento, según el tipo de trabajo al que estará sometido como ser las cargas, la velocidad, la temperatura de trabajo, etc. Las sierras normalmente giran a altas velocidades, además de que se generan cargas como en este caso como las poleas y la fuerza que adquiere la sierra para cortar el material. Una de las cosas que se deben considerar al momento de operación es que se generaran partículas de madera que si se adentran en los caminos de rodadura podrían generar un desgaste abrasivo y otros problemas que reduzcan la vida del rodamiento. También se tomara en cuenta si el rodamiento será a vida o debe ser engrasado para que el rodamiento deba funcionar debidamente.
