CLASES DE RODAMIENTO

Rodamientos de rodillos y rodamientos sin elementos de rodadura
En un manguito o rodamiento sin elementos de rodadura, el eje y el rodamiento se mueven en direcciones opuestas a través de una superficie de deslizamiento. Por el contrario, los dos componentes de un rodamiento de rodillos que se mueven uno hacia el otro - los anillos interior y exterior - están separados por elementos rodantes. Este diseño genera significativamente menos fricción que el de un rodamiento sin elementos de rodadura.

Rodamientos radiales y rodamientos axiales
Los rodamientos pueden transmitir cargas en una dirección radial o en una dirección axial (empuje) y, en muchos casos, hay una combinación tanto de cargas radiales como axiales en la transmisión del movimiento.

Ambos diseños están disponibles como rodamientos de bolas o como rodamientos de rodillos. La elección del diseño de los rodamientos depende de cada aplicación.

Rodamiento Radial

Rodamiento Axial

EL PAPEL DE RODAMIENTO

Los distintos tipos de rodamientos o cojinetes nos ayudan a mejorar la eficiencia del reductor, entendida en mejorar su funcionamiento para limitar las pérdidas de energía asociadas a los engranes, o al sobrecalentamiento de la caja reductora. En resumen la acción de estos componentes mecánicos persigue reducir la fricción entre el eje y las piezas conectadas a él, sirviendo de apoyo y facilitando el desplazamiento de las piezas de cualquier mecanismo.

COJINETES

De acuerdo con el tipo de contacto que exista entre las piezas, el cojinete puede ser de rodadura o de deslizamiento:

• Cojinete de rodadura o rodamiento:

Elemento mecánico que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a éste por medio de rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento. Están constituidos por dos anillos rodantes separados entre sí por unos cuerpos, cuya forma varía según su uso,

• Cojinete de deslizamiento

En este tipo, dos casquillos tienen un movimiento en contacto directo, realizándose un deslizamiento por fricción, con el fin de que ésta sea la menor posible.  La reducción del rozamiento se realiza según la selección de materiales y lubricantes, mediante los cuales se crea una película deslizante que separa los dos materiales y en parte evita el contacto directo.

• Cojinete de empuje

Este modelo absorbe cargas axiales y lo podemos encontrar tanto en automóviles como en barcos. Es el sistema de accionamiento del embrague, ya que para realizar el desembrague es necesario interponer un cojinete que absorba la carga axial de reacción de los muelles y permita la rotación.

DIFERENCIAS

Los cojinetes se distinguen de los rodamientos de rodillos por el hecho de que los cojinetes lisos no tienen elementos rodantes.

Además mientras los cojinetes de deslizamiento o fricción están constituidos por un soporte acoplado sobre un casquillo de metal duro, en los rodamientos el gorrón del árbol y la superficie de rodadura del soporte están separados por elementos rodantes, de forma que con el giro del gorrón se genera un movimiento de rodadura y no de deslizamiento.

RODAMIENTO EN MECANICA

Los rodamientos son elementos mecánicos que aseguran un enlace móvil entre dos elementos de un mecanismo, donde uno se encuentra en rotación con respecto a otro. Su función principal reside en permitir la rotación relativa de dichos elementos bajo carga, con presión y con un rozamiento mínimo, reduciendo la fricción entre un eje y las piezas conectadas a este por medio de una rodadura, que hace de apoyo y facilita su desplazamiento.

En el proceso de diseño de los rodamientos se deben tener en cuenta una gran cantidad de factores:

• Rozamiento
• Transferencia de calor
• Propiedades de los materiales
• Fatiga
• Resistencia a la corrosión
• Forma y tipo de lubricación
• Velocidades de funcionamiento
• Tipos de montaje
• Costos

FALLOS

Los motores eléctricos representan un gran costo.  Cuando uno de ellos falla, los costos asociados con dicho motor empiezan a sumar.  Entre estos costos se incluye no sólo el precio por la reparación o el reemplazo del motor fallido, sino también los costos de los tiempos muertos de producción y de las detenciones no planeadas.  De hecho, el costo de la producción perdida hace que el costo de reparación y reemplazo se vea pequeño.

Encontrar la causa de la falla del motor es tan vital como poner el motor en operación.  Descubrir la causa de la falla permite prevenir que se generen nuevos problemas por la misma causa.  Si la investigación es realizada internamente o por un equipo externo de reparación de motores, es esencial aprender de las fallas para mejorar la confiabilidad de las operaciones.

PROBLEMAS

Los equipos rotativos, como motores eléctricos, bombas rotativas, compresores, ventiladores y sopladores, generalmente están diseñados para un funcionamiento suave y sin vibraciones cuando su estado es perfecto.
En este equipo, un rodamiento defectuoso ha aumentado el roce, por lo que emite más calor y tiene menor eficiencia debido a un problema mecánico, de lubricación o de desgaste.

Diversos factores pueden causar una falla del rodamiento

• Una carga más pesada que la que puede soportar
• Lubricación inadecuada o incorrecta
• Sellado del rodamiento ineficaz
• Desalineación del eje
• Ajuste incorrecto
• Desgaste normal
• Tensiones inducidas en el eje

ELEMENTOS

Elementos de Rodadura

Los elementos de rodadura pueden ser bolas, rodillos, conos, esferas o agujas. En general, suelen fabricarse con una aleación de acero al cromo de gran pureza. También suelen utilizarse materiales especiales tales como cerámica y plásticos.

Los elementos de rodadura ruedan sobre los caminos de rodadura formados especialmente en los anillos o discos, y se mantienen separados y guiados por la jaula.

Jaula

La jaula es el elemento responsable de mantener los elementos de rodadura separados y guiados. Entre los materiales utilizados encontramos acero, latón y plástico. Se pueden fabricar jaulas de metal sólido mediante técnicas de mecanizado, mientras que las jaulas prensadas se fabrican a partir de láminas de acero. Del mismo modo, las jaulas de plástico se pueden mecanizar a partir de plástico sólido o se pueden moldear por inyección.

ANILLOS

El anillo interior y el anillo exterior se fabrican generalmente a partir de una aleación especial de acero al cromo de gran pureza. Este material tiene la dureza y la pureza necesarias. Ambos factores son importantes para conseguir un elevado índice de carga y a prolongada vida útil.
Los caminos de rodadura están endurecidos, rectificados y pulidos.
También suelen utilizarse materiales especiales tales como cerámica y plásticos. Aunque los plásticos no tienen capacidad para soportar temperaturas extremadamente altas, son considerablemente más ligeros que el acero. Esta característica los hace muy valiosos en sectores como la automoción. 

Anillo Interior

Anillo Exterior

COMPONENTES

Los rodamientos en general están formados por los siguientes componentes:

• Dos anillos o discos con caminos de rodadura
• Elementos de rodadura en forma de rodillos o bolas
• Una jaula, que es la estructura que mantiene separados los elementos de rodadura y las guías

AVERIAS

Si en un rodamiento se producen daños estrictamente delimitados, como p. ej., impresiones en cuerpos rodantes, corrosión durante las paradas de servicio o roturas, la forma más rápida de reconocerlos es por medio de mediciones de vibraciones. En la rodadura sobre las impresiones locales se producen ondas de choque, que pueden ser registradas por captadores de desplazamiento, de velocidad o de aceleración. Dependiendo de las condiciones de servicio y de la exactitud de la información, estas señales se pueden procesar ulteriormente de forma más o menos costosa. Los procedimientos más difundidos son: – medición del valor efectivo – medición del impulso de choque – análisis de señal por detección de envolvente

CARACTERISTICAS

En comparación con los casquillos, los rodamientos presentan una serie de ventajas:
 (1) Su par inicial o fricción es bajo y la diferencia entre el par inicial y el de funcionamiento es muy pequeña.
 (2) Con el avance de la estandarización a nivel mundial, los rodamientos se pueden encontrar en cualquier parte y son fácilmente intercambiables.
 (3) El mantenimiento, la substitución y la inspección resultan sencillos a consecuencia de la simplicidad de la estructura de montaje. 
(4) La mayor parte de rodamientos pueden soportar cargas tanto radiales como axiales de forma simultánea o independiente.
 (5) Los rodamientos se pueden utilizar en una amplia gama de temperaturas. 
(6) Los rodamientos se pueden precargar para conseguir holguras negativas y conseguir una mayor rigidez.

CARGA

Carga axial y radial en rodamientos

Dentro de los sistemas de transmisión, cuando sus componentes transmiten el movimiento se genera cargas radiales y cargas axiales en el extremo del eje se deben verificar. Los rodamientos son importantes ya que ayudan a que el eje soporte tanto cargas radiales, como axiales, o la combinación de ambas; siempre evitando que se excedan unos límites marcados por los fabricantes de reductores.

• Carga axial: Fuerza que se produce paralela al eje

• Carga radial: Fuerza que se produce perpendicular al eje

CAPACIDADES

Capacidad de carga del rodamiento

Por otro lado, los rodamientos también tienen una influencia destacada en torno a la capacidad de carga estática y carga dinámica del motorreductor. Su elección puede condicionar estos parámetros, según permitan aumentar o disminuir el área de contacto con el eje.
Aquí es importante destacar que la respuesta del material del rodamiento frente a la fatiga determina la capacidad de carga dinámica de un rodamiento.
¿Cómo se puede calcular la capacidad de carga de un rodamiento? Cruzando los datos de la capacidad de carga dinámica con la duración de vida nominal. Esta duración o vida del rodamiento se relaciona con la aparición de la fatiga, que puede deberse a la influencia de agentes externos (humedad, polvo, etc) y al desgaste provocado por la carga y la velocidad de funcionamiento. De esta forma, la duración puede determinarse en los ensayos de ciclo de vida del reductor, observando en qué momento se produce la primera avería.