Un rodamiento es un mecanismo que permite un movimiento de rodadura entre dos superficies opuestas separadas por elementos rodantes que pueden ser esferas o rodillos y que deslizan sobre guías o pistas.
👉Características de los rodamientos
Requieren poco lubricante, una ligera aplicación de grasa o de aceite basta, para hacerlos funcionar correctamente durante largo tiempo.
- El lubricante que se va a emplear debe ser de buena calidad debido a que la cantidad que se necesita es muy pequeña.
- Ocupan menos espacio axial, pero mayor espacio radial que los cojinetes lisos.
- Son más silenciosos que los cojinetes lisos.
- Tienen una duración limitada debido a que los elementos rodantes y las pistas están sometidos a ciclos continuos de tensión y compresión cuando el eje gira.
- Son elementos estandarizados que se seleccionan de un catálogo.
👉Elemento rodante
Existen diversos elementos rodantes que varían según las aplicaciones. El más común son las bolas de rodamiento, muy útiles para cargas livianas y medianas. Para cargas mayores se utilizan rodillos y barriletes. Finalmente en cargas axiales se utilizan conos. Algunas aplicaciones en donde el espacio es reducido se usan agujas, que son cilindros largos con diámetros pequeños.
➤Rodamientos radiales
- Rodamientos rígidos de bolas
- Rodamientos de bolas con contacto angular
- Rodamientos de bolas a rótula
- Rodamientos de rodillos cilíndricos
- Rodamientos de rodillos cilíndricos
- Rodamientos completamente llenos de rodillos cilíndricos
- Coronas de agujas
- Casquillos de agujas, sin fondo
- Casquillos de agujas, con fondo
- Rodamientos de agujas con pestañas
- Tipos de rodamientos
- Rodamientos radiales
- Rodamientos de agujas sin pestañas
- Rodamientos de agujas autoalineables
- Rodamientos de agujas combinados
- Rodamientos de rodillos cónicos
- Rodamientos de rodillos a rótula
- Rodamientos CARB
➤Rodamientos axiales
- Rodamientos axiales de bolas
- Rodamientos axiales de bolas con contacto angular
- Rodamientos axiales de rodillos cilíndricos
- Rodamientos axiales de agujas
- Rodamientos axiales de rodillos a rótula
- Rodamientos axiales de rodillos cónicos
➤Roldanas
- Rodillos de leva
- Rodillos de apoyo
- Rodillos de leva con eje
➤Rodamientos "Y"
- Rodamientos "Y"
👉Lubricación
Porque se debe lubricar los rodamientos?
- Reduce el rozamiento
- Impide el desgaste y la corrosión
- Protege de la contaminación de sólidos y líquidos
👉Limpieza
La limpieza tiene una gran importancia para el rendimiento correcto de los rodamientos.
👉Limpieza de la grasa
Las grasas deben permanecer en sus envases originales hasta que se usen y nunca se han de dejar destapadas o abiertas. Las herramientas de lubricación, envases, pistola, etc. se han de lavar con disolventes limpios y secar antes de usarlos. La grasa captará rápidamente el polvo y las partículas dañinas del ambiente de trabajo.
👉Limpieza del aceite
El aceite nuevo se debe filtrar preferiblemente antes de suministrarlo a la disposición de rodamiento.
En los sistemas de circulación de aceite también se pueden instalar filtros en las posiciones adecuadas para eliminar la contaminación que se produce en la aplicación.
👉Lubricación con grasa
La grasa es el lubricante más ampliamente utilizado para los rodamientos. Una grasa lubricante se define como la dispersión semilíquida a sólida de un agente espesante en un líquido (aceite base).
El espesante, que está hecho de una red de fibras de jabón, actúa como un contenedor para el aceite lubricante. Las cavidades de esta red se llenan de aceite, como los poros de una esponja se llenan de agua.
👉Propiedades
➤Consistencia
La consistencia, el grado de rigidez de una grasa, depende principalmente del tipo y cantidad de espesante utilizado.
➤Viscosidad del aceite base
La eficacia del lubricante viene determinada fundamentalmente por el grado de separación entre las superficies de contacto de rodadura. Para que se forme una película de lubricante adecuada, este debe tener una viscosidad mínima cuando la aplicación alcance su temperatura de funcionamiento normal.
K=v/v_1
Donde
k = relación de viscosidad
v = viscosidad real de funcionamiento del lubricante, mm2/s
v1 = viscosidad nominal dependiendo del diámetro medio del rodamiento y de la velocidad de giro, mm2/s
➤Velocidad máxima recomendada
A=nd_m
Donde
A = factor de velocidad, mm/min
n = velocidad de giro, rpm
dm = diámetro medio del rodamiento
dm = 0,5 (d + D), mm
➤Margen de temperaturas
El margen de temperaturas al que puede usarse una grasa depende principalmente del tipo de aceite base y del tipo de espesante empleados, así como de los aditivos.
Las grasas normalmente utilizadas para los rodamientos son:
La grasa debe proteger al rodamiento contra la corrosión y no debe ser lavada de la disposición de rodamientos en el caso de penetración de agua.
Una opción para evitar el contacto metálico entre las rugosidades de las superficies de contacto es usar los aditivos denominados EP (extrema presión).
➤Miscibilidad
Si es necesario cambiar de una grasa a otra, es necesario tener en cuenta la miscibilidad o capacidad para mezclar las grasas sin efectos negativos.
👉Selección de la grasa
👉Factores mas importantes para la selección de una grasa:
- Tipo de maquina
- Tipo y tamaño de rodamiento
- Temperatura de funcionamiento
- Condiciones de carga de trabajo
- Gama de velocidades
- Condiciones de trabajo, como vibraciones y la orientación del eje, en dirección horizontal o vertical.
- Condiciones de refrigeración
- Eficacia de la obturación
- Ambiente externo
Los rodamientos necesitan relubricación cuando la duración de la grasa usada es inferior a la duración prevista del rodamiento. La relubricación debe tener lugar cuando las condiciones de su lubricante aún son satisfactorias.
Intervalos de relubricación
👉Procedimientos de relubricación
La elección del procedimiento de relubricación depende, por lo general, de la aplicación y del intervalo de relubricación tf obtenido:
- Reposición
- Renovación del llenado de grasa
- Relubricación continua
Si el intervalo de relubricación es inferior a seis meses, el método más cómodo y preferible es la reposición
👉Renovación del llenado de grasa
Cuando los intervalos de relubricación son superiores a seis meses, generalmente se recomienda renovar el llenado de grasa
👉Relubricación continua
La relubricación continua se usa cuando los intervalos de relubricación estimados son cortos, por ejemplo a causa de los efectos perjudiciales de la contaminación, o cuando no resulta cómodo usar otros métodos de relubricación debido a la dificultad de acceso al rodamiento.
👉Lubricación con aceite
Normalmente, la lubricación con aceite se emplea cuando las elevadas velocidades o las altas temperaturas de funcionamiento no permiten el uso de grasa, cuando es necesario evacuar del rodamiento el calor producido por la fricción o de origen externo, o cuando los componentes adyacentes (engranajes, etc.) están lubricados con aceite.
👉Métodos de lubricación con aceite Baño de aceite
El método de lubricación más sencillo es el baño de aceite, El aceite recogido por los componentes rotativos del rodamiento se distribuye por todo el interior del rodamiento y después vuelve a caer al baño de aceite.
➤Anillo elevador de aceite (anillo de lubricación)
Para los rodamientos en los que, debido a la velocidad, las condiciones de funcionamiento y la necesidad de una alta fiabilidad, se requiere una lubricación por aceite, se recomienda el uso de un anillo elevador de aceite .
➤Circulación de aceite
Un funcionamiento a altas velocidades aumenta la temperatura de funcionamiento del rodamiento y acelera el envejecimiento del aceite. Para evitar los frecuentes cambios de aceite y para conseguir una lubricación adecuada, normalmente se prefiere la circulación de aceite.
➤Chorro de aceite
Para un funcionamiento a velocidades muy altas, se debe suministrar al rodamiento una cantidad de aceite suficiente, pero no excesiva, con el fin de obtener una lubricación adecuada sin que la temperatura de funcionamiento aumente más de lo necesario.
➤Proyección de gotas
Con el método de proyección de gotas, también denominado método de aceite-aire, cantidades de aceite muy pequeñas y medidas con precisión penetran en cada rodamiento transportadas por aire comprimido.
➤Niebla de aceite
Durante algún tiempo no se ha recomendado el uso de la lubricación con niebla de aceite debido a sus posibles efectos negativos para el medio ambiente.
Los nuevos generadores de niebla de aceite permiten producir una niebla de aceite con 5 ppm de aceite.
👉Selección del aceite lubricante
La selección del aceite está basada fundamentalmente en la viscosidad requerida para proporcionar una lubricación adecuada del rodamiento a la temperatura de funcionamiento.
A la hora de seleccionar un aceite se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:
👉La vida útil del rodamiento
Si la relación de viscosidad K = v/v1 es menor que 1
Ejemplo
Un rodamiento con un diámetro de agujero d = 340 mm y un diámetro exterior D = 420 mm necesita funcionar a una velocidad n = 500 rpm. Por tanto, dm = 0,5 (d + D) = 380mm. Según el diagrama 1, la viscosidad cinemática mínima v1 necesaria para lograr la lubricación adecuada a la temperatura de funcionamiento es aproximadamente 11 mm2/s. Según el diagrama 2, suponiendo que la temperatura de funcionamiento del rodamiento es de 70 °C, vemos que se necesita un aceite lubricante con una viscosidad ISO VG 32 es decir, una viscosidad cinemática v de al menos 32 mm2/s a la temperatura de referencia de 40 °C.
👉Problemas de lubricación en rodamientos
- Rodamiento sobrecalentado
- Rodamiento ruidoso
- El eje ofrece resistencia al giro
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- TIPOS DE LUBRICANTES
- TRIBOLOGIA
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FUENTES:
David L. Hernández, Gabriel Conde, Juan Pablo Pineda -Lubricación de elementos mecánicos"
