R O D A M I E N T O S INTRODUCCION En las mquinas y mecanismos se utilizan con gran frecuencia rganos de transmisin del movimiento, y muy especialmente del movimiento de giro, entre los que se pueden destacar: rboles y ejes.

1. rbol. Elemento dinmico de seccin circular que transmite un par motor mediante los rganos mecnicos que lleva montados solidariamente, girando apoyado en unos soportes.

2. eje. Elemento esttico de seccin circular que sirve de apoyo a uno o ms rganos mviles que giran sobre l.

Los rboles giran apoyados sobre unos soportes dispuestos en sus extremos, debiendo estar estos soportes suficientemente dimensionados para poder resistir los esfuerzos que les transmitan aquellos.

El rbol no gira directamente sobre el soporte, sino que entre ambos se sita un elemento intermedio denominado cojinete. En este cojinete, el rozamiento que se produce como consecuencia del giro del rbol, no debe sobrepasar los lmites admisibles, reducindose ste por medio de una lubricacin adecuada.

Los cojinetes pueden ser de dos tipos: cojinetes de deslizamiento (casquillos) y cojinetes de rodadura (rodamientos). El rozamiento por rodadura que presentan los rodamientos es mucho ms reducido que el rozamiento por deslizamiento de los casquillos; de ah se derivan una serie de ventajas al utilizar rodamientos frente a la utilizacin de casquillos, las cules, podemos resumir en los siguientes aspectos:

1. Escaso rozamiento, sobre todo en el arranque. 2. Mayor velocidad admisible. 3. Menor consumo de lubricante (algunos vienen lubricados de por vida).

4. Menor coste de mantenimiento. 5. Menor temperatura de funcionamiento. 6. Menor tamao a igualdad de carga. 7. Reducido desgaste de funcionamiento. 8. Facilidad y rapidez de recambio. 9. Gran capacidad de carga.

Segn lo anterior, hoy da en las mquinas rotativas se utilizan exclusivamente rodamientos; por tanto, centraremos nuestro estudio exclusivamente en este tipo de componentes. CONSTITUCIN DE LOS RODAMIENTOS Los rodamientos son elementos normalizados en dimensiones y tolerancias. Esta normalizacin facilita la intercambiabilidad, pudiendo disponer repuestos de diferentes fabricantes, asegurando un correcto montaje sin necesidad de un ajuste posterior de los mismos. Estn constituidos por dos o ms aros concntricos, uno de los cuales va alojado en el soporte (aro exterior) y el otro va calado en el rbol o eje (aro interior). Entre los dos aros se disponen los elementos rodantes (bolas, rodillos cilndricos, rodillos cnicos, rodillos esfricos, etc.), los cuales, ruedan sobre las pistas de rodadura practicadas en los aros, permitiendo la movilidad de la parte giratoria respecto a la fija. Para conseguir que guarden la debida distancia entre s, los elementos rodantes van alojados en una pieza de chapa estampada, denominada, jaula portabolas o portarrodillos.

Los rodamientos se construyen en acero de adecuadas caractersticas de dureza y tenacidad, permitiendo soportar, con muy poco desgaste, millones de revoluciones, sometidos a cargas y esfuerzos, a veces, concentrados y localizados. La lubricacin vara con la velocidad y el tamao de los rodamientos, efectundose con aceite o grasa consistente.

CLASIFICACION DE LOS RODAMIENTOS Desde el punto de vista cinemtico, pueden clasificarse en tres categoras:

1. Rodamientos para cargas radiales. Pueden soportar preferentemente cargas dirigidas en la direccin perpendicular al eje de rotacin.

2. Rodamientos para cargas axiales. Pueden soportar cargas que acten nicamente en la direccin

del eje de rotacin. A su vez pueden ser: rodamientos de simple efecto, que pueden recibir cargas axiales en un sentido, y rodamientos de doble efecto, que pueden recibir cargas axiales en ambos sentidos.

3. Rodamientos para cargas mixtas. Pueden soportar esfuerzos radiales, axiales o ambos

combinados.

Segn el tipo de elementos rodantes utilizados: 1. Rodamientos de bolas. Son adecuados para altas velocidades, alta precisin, bajo par torsional,

baja vibracin. BOLA ESFERICA

2. Rodamientos de rodillos. Los rodillos pueden ser de diferentes formas: cilndricos, cnicos, forma de

tonel (la generatriz es un arco de circunferencia) y de agujas (cilindros de gran longitud y pequeo dimetro). Se caracterizan por tener una gran capacidad de carga, asegurando una vida y resistencia a la fatiga prolongadas.

CILINDRICO CONICO FORMA DE TONEL FORMA DE AGUJA

DIFERENTES FORMAS DE RODILLOS

Otros aspectos relativos a la clasificacin de los rodamientos pueden ser: nmero de hileras de elementos rodantes (una o varias); desmontable o no-desmontable, segn que los anillos puedan ser desmontados o no; disponibilidad de orificio de engrase, etc. REPRESENTACION DE RODAMIENTOS En los dibujos de conjunto, los rodamientos se representan en corte; esto es debido a que van alojados en el interior de soportes, de ah que para su visualizacin y consiguiente representacin sea necesario realizar una vista en corte del conjunto. Existen dos tipos de representacin: representacin simplificada y representacin detallada. Al tratarse de elementos normalizados, se puede recurrir a una representacin simplificada segn UNE-EN ISO 8826-1, representando nicamente las caractersticas esenciales del rodamiento, para ahorrar tiempo y esfuerzo. Esta representacin simplificada se puede utilizar cuando no sea necesario mostrar la forma exacta y los detalles constructivos del rodamiento. La representacin detallada segn UNE-EN ISO 8826-2 da ms pormenores sobre la constitucin del rodamiento: tipo y nmero de hileras de elementos rodantes, caractersticas de carga, posibilidad de alineacin, etc. Este tipo de representacin es la ms comunmente utilizada en dibujos de conjunto. Segn la finalidad del dibujo, se utilizar uno u otro tipo de representacin. Para evitar malentendidos, en un mismo dibujo solamente deber utilizarse un tipo de representacin. REPRESENTACION DETALLADA REPRESENTACION SIMPLIFICADA

D d

B

r

dD

B

Con independencia del tipo de representacin utilizada, en los dibujos de conjunto se han de respetar las medidas principales del rodamiento, como son: dimetro nominal del aro interior, dimetro nominal del aro exterior, anchura nominal y medida del chafln de los aros interior y exterior; las restantes medidas se deducen aproximadamente.

DIMENSIONES DE LOS RODAMIENTOS Los rodamientos tienen normalizadas sus dimensiones. Esta normalizacin trata de restringir el nmero de rodamientos para asegurar una produccin econmica, facilitar la intercambiabilidad y poder disponer de un nmero de tamaos suficiente para poder satisfacer las necesidades de los usuarios. Los diferentes fabricantes de rodamientos facilitan catlogos, donde vienen especificadas las caractersticas tcnicas, dimensiones normalizadas y tolerancias de fabricacin. De esta forma, nicamente es necesario determinar las dimensiones y tolerancias del rbol y del alojamiento del soporte, en funcin de los ajustes recomendados por el fabricante del rodamiento. Los principios bsicos dimensionales han sido internacionalmente normalizados por ISO, donde tenemos las siguientes normas: Norma UNE 18.037 (ISO 15). Dimensiones para rodamientos radiales. Norma UNE 18.088 (ISO 355). Dimensiones para rodamientos de rodillos cnicos. Norma UNE 18.047 (ISO 104). Dimensiones para rodamientos axiales. Norma UNE 18.091 (ISO 1.206). Dimensiones para rodamientos de agujas. Series ligera y media. Norma UNE 18.178 (ISO 6.979). Dimensiones para rodamientos de agujas. Serie pesada. Norma UNE 18.159 (ISO 3.245). Dimensiones para rodamientos de agujas sin aro interior. Norma UNE 18.151 (ISO 3.030). Dimensiones para rodamientos de una jaula de agujas. Norma UNE 18.132 (ISO 582). Dimensiones de bordes redondeados. Las dimensiones normalizadas son: dimetro interior (d), dimetro exterior (D), ancho de los rodamientos radiales (B), altura de los rodamientos axiales (T) y los bordes redondeados (r). Para todos los rodamientos radiales (excepto los rodamientos de rodillos cnicos) hay establecidos ocho dimetros exteriores para cada dimetro interior estndar. Esta serie de dimetros se expresa por la secuencia numrica (7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4) en orden ascendente de magnitud. Para una misma combinacin de dimetros interior y exterior, hay ocho designaciones de ancho, denominadas (8, 9, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) en orden ascendente. La combinacin de la serie de dimetro y la de ancho, forman la serie de dimensin. Para los rodamientos de rodillos cnicos hay establecida una serie de dimetros exteriores en orden ascendente (B, C, D, E, F, G), una serie de anchos en orden ascendente (B, C, D, E), y una serie de ngulos de contacto en orden ascendente (2, 3, 4, 5, 6, 7). La serie de dimensin est formada por la serie de ngulo de contacto, la serie de dimetro y la serie de ancho. Para los rodamientos axiales se ha establecido una serie de dimetros (0, 1, 2, 3, 4), estandarizando las dimensiones de altura en la serie (7, 9, 1, 2). TOLERANCIAS Y AJUSTES DE LOS RODAMIENTOS Para la precisin dimensional, ISO prescribe tolerancias y lmites de errores permisibles para las dimensiones principales (dimetros interior y exterior, ancho y rebordes redondeados), necesarias para el montaje de rodamientos sobre rboles y alojamientos de soportes. Norma UNE 18.031 (ISO 492). Tolerancias para rodamientos radiales. Norma UNE 18.064 (ISO 199). Tolerancias para rodamientos axiales. Norma UNE 18.091 (ISO 1.206). Tolerancias para rodamientos de agujas. Series ligera y media. Norma UNE 18.178 (ISO 6.979). Tolerancias para rodamientos de agujas. Serie pesada. Norma UNE 18.159 (ISO 3.245). Tolerancias para rodamientos de agujas sin aro interior. Norma UNE 18.151 (ISO 3.030). Tolerancias para rodamientos de una jaula de agujas. Norma UNE 18.132 (ISO 582). Tolerancias de bordes redondeados.

El ajuste del rodamiento exige unas tolerancias estrechas para garantizar un correcto funcionamiento. Como se ha indicado en los apartados anteriores, las dimensiones y tolerancias de los rodamientos han sido fijadas en unas normas, las cules sern tenidas en cuenta por los fabricantes. La tolerancia del rbol o eje sobre el cul va calado el rodamiento, as como la del alojamiento cilndrico en el soporte, se determinarn en funcin de los siguientes criterios: naturaleza, magnitud y direccin de la carga; condiciones de temperatura, dimetro y velocidad del rodamiento, mtodo de montaje y reglaje. La norma UNE-EN 20.286 (ISO 286) presenta una gua para el establecimiento de ajustes de rodamientos. En general, el aro en contacto con el mecanismo mvil debe ser de ajuste con apriete, debiendo aumentar el apriete proporcionalmente con la carga; por su parte, el aro en contacto con el mecanismo fijo debe ser, en principio, ajustado sin apriete.

Gua para ajustes de rodamientos radiales: tolerancia del alojamiento del soporte. Tipo de alojamiento Condiciones de carga Tolerancia del alojamiento

Carga estacionaria al anillo Todas las condiciones de carga H7 Alojamiento slido o partido exterior Calor conducido a travs del eje G7 Carga de direccin Carga liviana a normal Js7 indeterminada Carga normal a pesada K7 Carga pesada de choque M7 Alojamiento slido Carga liviana o variable M7 Carga rotativa al anillo Carga normal a pesada N7 exterior Carga pesada (alojamiento de pared

delgada). Carga pesada de choque

P7 Nota: los ajustes se aplican a los alojamientos de hierro fundido y de acero. Para alojamientos de aleaciones livianas, se requiere normalmente, un ajuste ms apretado.

Gua para ajustes de rodamientos radiales: tolerancia del rbol o eje. Tipo de rodamiento

Condiciones de carga

Rodamientos de bolas

Rodamientos de rodillos cilndricos y cnicos

Rodamientos de rodillos esfricos

Tolerancia del eje

Dimetro del eje en mm. Carga liviana ...,18 - - h5 variable 18,...,100 ...,40 - js5 fluctuante 100,...,200 40,...,140 - k5 - 140,...,200 - m6 Anillo interior ...,18 - - js5 en rotacin o 18,...,100 ...,40 ...,40 k5 Carga de Carga normal 100,...,140 40,...,100 40,...,65 m5 direccin a pesada 140,...,200 100,...,140 65,...,100 m6 indeterminada 200,...,280 140,...,200 100,...,140 n6 - 200,...,400 140,...,280 p6

Rodamientos con - - 280,...,500 r6 Anillo interior de Carga muy - 50,...,140 50,...,100 n6 Agujero cilndrico pesada o carga - 140,...,200 100,...,140 p6

de choque - 200,... 140,... r6

Carga

estacionaria al

Se requiere desplazamiento axial del anillo interior

Todos los dimetros de ejes

g6

anillo interior No se requiere desplazamiento axial del anillo exterior

Todos los dimetros de ejes

h6

Rodamientos con anillo interior de agujero cnico

Toda la carga

Todos los dimetros de ejes

h9

Nota: todos los valores de tolerancias listados son para ejes macizos de acero.

Gua para ajustes de rodamientos axiales: tolerancia del rbol o eje. Condiciones de carga Dimetro del rbol Tolerancia del rbol

Carga axial central (todos los rodamientos axiales) Todos los tamaos Js6 Carga combinada:

Carga estacionaria en el anillo interior

Todos los tamaos Js6

rodamientos axiales de Carga en rotacin en el ...,200 K6 rodillos esfricos anillo interior de 200,...,400 M6 direccin indeterminada 400,.. N6

Gua para ajustes de rodamientos axiales: tolerancia del alojamiento del soporte.

Condiciones de carga Tolerancia del alojamiento

Observaciones

Carga axial central:

Cuando se usa otro rodamiento para

- Holgura entre el anillo exterior y el alojamiento

rodamientos axiales tomar la carga radial H8 Precisin requerida para rodamientos axiales de bolas

Carga combinada: Carga estacionaria en el anillo exterior H7 - rodamientos axiales Carga en rotacin en el anillo exterior K7 Condiciones de uso normal de rodillos esfricos carga de direccin indeterminada M7 Relativamente pesada

Gua para ajustes de rodamientos de agujas: tolerancia del rbol o eje.

Condiciones Naturaleza de la carga Magnitud de la carga Dimetro del

rbol en mm. Tolerancia del

rbol Carga liviana ...,50 j5 Anillo interior en rotacin ...,50 k5 o carga de direccin Carga normal 50,...,150 m5 indeterminada 150,... m6 Carga pesada y de ...,150 m6 Choque 150,... n6

Velocidad baja y mediana, carga liviana

Todos los tamaos

g6

Carga estacionaria en el anillo interior

Aplicacin general Todos los tamaos

h6

Cuando se requiere una alta precisin de rotacin

Todos los tamaos

h5

Gua para ajustes de rodamientos de agujas: tolerancia del alojamiento del soporte.

Condiciones Tolerancia del alojamiento

Carga estacionaria en el anillo Carga normal a pesada J7 Interior Carga normal con alojamientos

partidos H7

Carga estacionaria en el anillo Carga liviana M7 Exterior Carga normal N7 Carga normal y elevada P7 Carga liviana J7 Cargas de direccin Carga normal K7 indeterminada Carga muy pesada o carga de

choque M7

Cuando se requiere alta precisin de giro con carga liviana K6 SELECCION DE RODAMIENTOS Se fabrican rodamientos en una gran variedad de tipos, formas y dimensiones. Cada tipo de rodamiento presenta unas propiedades caractersticas que dependen de su diseo y que lo hacen ms o menos adecuado para una determinada aplicacin.

La consideracin ms importante en la seleccin de un rodamiento es escoger aquel que permita a la mquina o mecanismo en la cul se instala, un funcionamiento satisfactorio. Para facilitar el proceso de seleccin y lograr la determinacin del rodamiento ms apropiado para una tarea, se deben considerar diversos factores y contrastarlos entre s. 1. Espacio disponible. 2. Magnitud, direccin y sentido de la carga. 3. Desalineacin. 4. Velocidad. 5. Nivel de ruido. 6. Rigidez. 7. Montaje y desmontaje. DESIGNACION DE RODAMIENTOS La identificacin de rodamientos hace referencia a su diseo, dimensiones, precisin, constitucin interna, etc. Esta identificacin est formada por el nombre del rodamiento, seguida de la denominacin abreviada del mismo, la cul, se compone de una serie de nmeros y cdigos de letras, agrupados en un cdigo numrico bsico y un cdigo suplementario. El cdigo numrico bsico se compone de una serie de cifras, cuyo significado es el siguiente: tipo de rodamiento, serie dimensional (serie de dimetro exterior, serie de ancho, serie de ngulo de contacto) y dimetro interior del rodamiento. Si las condiciones de servicio exigen una ejecucin especial del rodamiento, se aaden unos signos adicionales a la denominacin abreviada, constituyendo un cdigo suplementario. Este cdigo viene fijado por cada fabricante, y designa: tratamiento trmico, precisin, juego interno y dems factores relacionados con las especificaciones y la constitucin interna del rodamiento. Todos estos cdigos se encuentran tabulados en los catlogos suministrados por los fabricantes de rodamientos. Por ejemplo: rodamiento rgido de bolas 63212 L1C3 6= cdigo de tipo de rodamiento correspondiente a los rodamientos rgidos de una hilera de bolas. 3= serie de dimetro exterior. 2= serie de ancho. 12= dimetro interior o cdigo de dimetro interior, segn los casos (en este caso, d=12x5=60 mm.). L1= cdigo de jaula mecanizada de latn. C3= cdigo de juego radial interno mayor que lo normal.

RODAMIENTOS RIGIDOS DE BOLAS Este tipo de rodamientos son de uso general, ya que pueden absorber carga radial y axial en ambos sentidos, as como las fuerzas resultantes de estas cargas combinadas; a su vez, pueden operar a elevadas velocidades. Estos rodamientos no son desmontables ni autoalineables, por lo que requieren una perfecta alineacin del asiento del soporte.

D d

B

r

Existen varios tipos de estos rodamientos: rodamientos rgidos de bolas desmontables, rodamientos rgidos de bolas con ranura circunferencial en el anillo exterior para poder fijarlos axialmente mediante arandelas de retencin, rodamientos rgidos de bolas con agujero cnico, rodamientos rgidos de dos hileras de bolas, etc. Se fabrican rodamientos prelubricados con tapas de obturacin que impiden la entrada de elementos extraos y previenen la salida de grasa. El sello de estos rodamientos consiste en un anillo de caucho sinttico moldeado a una pletina de acero, incorporado al anillo exterior. Hay dos tipos de rodamientos sellados: uno usa sellos de contacto con el anillo interior, presentando una excelente y efectiva proteccin contra la entrada de polvo; y el otro usa sellos de no-contacto con el anillo interior, siendo apropiado en las aplicaciones que requieren un bajo par de operacin. Tambin se fabrican rodamientos de bolas de mxima capacidad con ranuras de llenado en los anillos interior y exterior. Estos rodamientos disponen de ms bolas de acero que los tipos estndar, presentando una capacidad de carga dinmica entre un 20% y un 35% mayor. Debido a las ranuras de llenado, no son apropiados para aplicaciones con cargas axiales pesadas, si no, nicamente, en aplicaciones donde la carga radial es predominante o nica. RODAMIENTOS DE BOLAS CON CONTACTO ANGULAR En este tipo de rodamientos, la lnea que une los puntos de contacto de las bolas de acero con los anillos interior y exterior, forma un ngulo con la lnea que define la direccin radial, llamado ngulo de contacto. Este ngulo es de 30, aunque existen rodamientos que tienen un ngulo de contacto de 40 y otros de 15 (estos ltimos para elevadas velocidades).

D d

B

r

En adicin a las cargas radiales, pueden soportar grandes cargas axiales en un sentido; en consecuencia, se suelen disponer dos a dos en posicin simtrica para soportar cargas axiales en los dos sentidos (apareado espalda a espalda, o apareado cara a cara); tambin se pueden disponer en montaje apareado en serie (tandem) para cargas radiales y axiales elevadas en un solo sentido.

MONTAJE ESPALDA A ESPALDA MONTAJE CARA A CARA MONTAJE TANDEM

Existen rodamientos de doble hilera de bolas con contacto angular y rodamientos de una hilera de bolas con cuatro puntos de contacto, capaces de absorber cargas axiales en ambos sentidos. Los rodamientos de doble hilera de bolas con contacto angular equivalen a dos rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular en un montaje apareado espalda a espalda, de tal forma, que los anillos interior y exterior, son respectivamente formados cada uno, en una sola pieza. Se pueden fabricar con o sin ranuras de llenado; este ltimo tipo, a su vez, se puede fabricar con tapa de obturacin.

RODAMIENTOS OSCILANTES DE BOLAS (RODAMIENTOS DE BOLAS A ROTULA) Este tipo de rodamientos dispone de dos hileras de bolas. La pista de rodadura del anillo exterior forma una superficie esfrica comn para las dos hileras de bolas, y su centro es coincidente con el del rodamiento; por su parte, el anillo interior tiene dos pistas de rodadura, una para cada hilera de bolas.

dD

B

r

De esta forma, el anillo interior junto con las bolas de acero y la jaula portabolas pueden oscilar libremente sobre el anillo exterior; adaptndose automticamente a un posible desalineamiento que pudiera presentar el rbol.

Segn lo anterior, este tipo de rodamientos se utilizan cuando se prevn flexiones o desalineaciones del rbol con respecto al alojamiento del soporte. La capacidad de carga axial es limitada, en consecuencia, no son apropiados para aplicaciones con cargas axiales elevadas. RODAMIENTOS DE RODILLOS CILINDRICOS Estos rodamientos son desmontables, lo cul, facilita el montaje y desmontaje en su alojamiento. Dado que los rodillos hacen contacto lineal con las pistas de rodadura, pueden soportar grandes cargas radiales, siendo baja su capacidad de carga axial. Los rodillos pueden ser guiados por los rebordes del anillo exterior o del anillo interior.

B

D d

r

Existen rodamientos de rodillos cilndricos con rebordes en los dos anillos, por lo que pueden ser cargados con cargas radiales y axiales combinadas. Tambin se construyen rodamientos de rodillos cilndricos con doble hilera de rodillos.

RODAMIENTOS RADIALES DE AGUJAS Estos rodamientos se llaman as por tener como elementos rodantes unos cilindros muy largos con respecto a su dimetro, denominados agujas. En general, tienen las mismas aplicaciones que los rodamientos radiales de rodillos cilndricos normales, es decir, grandes cargas radiales; siendo adecuados para montajes con reducido espacio y gran precisin en el centraje.

B

D d

r

Se fabrican rodamientos con doble hilera de agujas, resultando apropiados para operar con grandes cargas o donde se requiere una gran superficie de apoyo. Tambin se construyen rodamientos radiales de agujas sin aro interior. En este caso, las agujas deben rodar directamente sobre el eje debidamente rectificado y cementado. Este tipo de rodamientos precisan un espacio radial mucho ms reducido que los rodamientos de agujas con aro interior; adems, como no influye la precisin del aro interior, se obtiene una alta precisin de rodaje.

D F

B

r

Otro tipo de rodamientos de agujas ms simplificados son los rodamientos radiales formados nicamente por una jaula de agujas. Estos rodamientos no disponen de los aros interior y exterior, por lo que las agujas deben rodar directamente sobre el mismo eje debidamente cementado y sobre el alojamiento del soporte.

RODAMIENTOS OSCILANTES DE RODILLOS Estn constituidos por dos hileras de rodillos en forma de tonel. Al igual que los rodamientos oscilantes de bolas, la pista de rodadura del anillo exterior forma una superficie esfrica comn para las dos hileras de rodillos; por su parte, el anillo interior tiene dos pistas de rodadura, una para cada hilera de rodillos, separadas por un borde central para guiar los rodillos.

D d

B

r

De esta forma, el anillo interior junto con los rodillos y la jaula portarrodillos, pueden oscilar libremente sobre el anillo exterior; adaptndose automticamente a un posible desalineamiento que pudiera presentar el rbol.

Segn lo anterior, este tipo de rodamientos se utilizan cuando se prevn flexiones o desalineaciones del rbol con respecto al alojamiento del soporte; a su vez, tienen una gran capacidad para soportar cargas radiales, axiales en los dos sentidos y cargas combinadas. Tambin son apropiados en aplicaciones donde se encuentran fuerzas de vibracin y/o impacto.

RODAMIENTOS DE RODILLOS CONICOS En este tipo de rodamientos, los rodillos y las pistas de rodadura tienen forma cnica. La configuracin de su diseo hace que los vrtices de los conos de rodillos y pistas de rodadura se encuentren en un punto comn sobre el eje del rodamiento. Los rodillos son guiados por el contacto entre el extremo mayor del rodillo y el reborde mayor del anillo interior. El contacto lineal entre los rodillos y las pistas de rodadura, hace que estos rodamientos tengan una elevada capacidad de carga; a su vez, resisten velocidades relativamente elevadas.

D

T

r

d

Tienen una alta capacidad para soportar cargas radiales, cargas axiales en una direccin y cargas combinadas. Cuanto ms grande es el ngulo de contacto, ms grande es la capacidad de carga axial. Cuando una carga radial pura es colocada sobre el rodamiento, es inducida una carga en la direccin axial; en consecuencia, estos rodamientos se montan, generalmente, en pares opuestos uno al otro.

Este tipo de rodamientos son desmontables, es decir, cada anillo puede ser montado individualmente, permitiendo utilizar ajustes fijos en ambos anillos. Existen rodamientos de dos hileras de rodillos cnicos, los cules, permiten soportar esfuerzos axiales en ambos sentidos.

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RODAMIENTOS AXIALES DE BOLAS DE SIMPLE EFECTO En este tipo de rodamientos, las bolas estn alojadas en una jaula portabolas dispuesta entre una arandela ajustada en el alojamiento del soporte y una arandela ajustada al rbol. Es desmontable, siendo su montaje muy simple, ya que los componentes se pueden montar por separado. El ngulo de contacto es de 90, debiendo el plano de rodamiento ser perfectamente perpendicular al eje de rotacin.

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Este tipo de rodamientos puede soportar cargas axiales en un sentido; a su vez, no resulta apropiado para operar a elevadas velocidades. Para asegurar el guiado de las bolas en sus caminos de rodadura, deben estar solicitados permanentemente por una carga axial mnima o precarga.

RODAMIENTOS AXIALES DE RODILLOS CILINDRICOS Estn constituidos por dos aros, uno ajustado en el eje y otro en el alojamiento del soporte, y unos rodillos cilndricos alojados en una jaula portarrodillos. Se puede conseguir un diseo compacto, utilizando nicamente los rodillos y jaula portarrodillos, empleando el eje y el alojamiento del soporte como pistas de rodadura.

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Estos rodamientos son adecuados para soportar grandes cargas axiales en un sentido, sustituyendo a los rodamientos axiales de bolas cuando la capacidad de carga de estos ltimos es inadecuada. RODAMIENTOS AXIALES DE AGUJAS Estos rodamientos pueden soportar grandes cargas axiales en un sentido. Requieren un espacio axial mnimo.

d

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r

RODAMIENTOS AXIALES DE BOLAS DE DOBLE EFECTO Estn constituidos por una arandela ajustada al rbol, dotada de dos caminos de rodadura, uno por cada cara, dos conjuntos de bolas alojadas en sus respectivas jaulas portabolas, y dos arandelas extremas ajustadas en el alojamiento del soporte.

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T

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Su diseo admite grandes cargas axiales en los dos sentidos, pero no deben estar sometidos a esfuerzos radiales; as como, por lo general, no admiten grandes velocidades. El plano de rodamiento ha de ser perfectamente perpendicular al eje de rotacin. Para asegurar el guiado de las bolas en sus caminos de rodadura, estos rodamientos deben estar solicitados permanentemente por una carga axial mnima o precarga. RODAMIENTOS AXIALES DE RODILLOS ESFERICOS Su diseo es similar a los rodamientos radiales de rodillos esfricos, con la excepcin de que nicamente disponen de una hilera de rodillos y, particularmente, tienen un gran ngulo de contacto. Al utilizar rodillos en forma de tonel como elementos rodantes, son de naturaleza oscilante; permitiendo algn error de alineacin o flexin del rbol.

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T

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r

Cuando se aplican cargas axiales grandes, pueden manejar tambin una cierta cantidad de carga radial.

FIJACIN DE RODAMIENTOS Los aros de los rodamientos deben tener casi siempre una posicin bien definida, no slo para asegurar la coincidencia de los caminos de rodadura, sino para recibir correctamente las cargas que actan en el sistema. Pueden admitirse posiciones libres cuando exista riesgo de dilatacin o el ajuste se realice sobre otro rodamiento. A continuacin se describen diferentes sistemas para la fijacin axial de los rodamientos. RESALTES Y TAPAS DE FIJACION Los aros del rodamiento se apoyarn sobre resaltes planos y perpendiculares al eje del rodamiento, practicados en el rbol y en el alojamiento del soporte. La altura de los resaltes y sus radios sern proporcionales a las dimensiones de los aros y a los radios de los bordes de los rodamientos.

FIJACIN POR MEDIO DE RESALTES FIJACIN POR MEDIO DE RESALTE Y TAPA

Este sistema de fijacin se utiliza en caso de pequeos esfuerzos radiales y donde no haya empuje axial. Las tapas pueden adoptar diferentes formas. ANILLOS DE FIJACION Se utilizan anillos de fijacin segn DIN 988 cuando los resaltes del rbol y del alojamiento practicado en el soporte son pequeos. Permiten soportar cargas axiales muy limitadas, por lo que se emplean preferentemente para rodamientos radiales de bolas o de rodillos cilndricos.

ARANDELA ELASTICA El rodamiento queda fijado axialmente al rbol por medio de una arandela elstica segn UNE 26.074 y DIN 471 que va alojada en una ranura practicada en el mismo. La fijacin axial del rodamiento al soporte puede realizarse por medio de un resalte, o bien, por medio de una arandela elstica segn UNE 26.075 y DIN 472 que va alojada en una ranura practicada en el alojamiento cilndrico del soporte. Este sistema de retencin no resulta adecuado para absorber fuertes cargas axiales.

ARANDELA ELASTICA UNE 26.074

ARANDELA ELASTICA UNE 26.075

TUERCA DE FIJACIN Y ARANDELA DE SEGURIDAD Es uno de los procedimientos ms utilizados para la fijacin axial de rodamientos. Se utiliza una tuerca ranurada segn UNE 18.035 y DIN 1.804, y una arandela de retencin con lengeta interior segn UNE 18.036. En determinados casos ser conveniente utilizar contratuerca como elemento de seguridad.

TUERCA RANURADA UNE 18.035

ARANDELA CON LENGETA UNE 18.036

MANGUITOS CONICOS ELSTICOS Se utilizan para fijar rodamientos con agujero cnico en rboles cilndricos. Disponen de una ranura longitudinal para facilitar su acoplamiento elstico. Estos manguitos pueden ser de dos tipos: MANGUITO ELSTICO DE COMPRESIN UNE 18.034 Y DIN 5.416 El aro interior del rodamiento debe montarse contra un tope, que puede ser un resalte del rbol o un anillo separador. El manguito se fija axialmente por medio de una tuerca ranurada y una arandela de seguridad con lengeta interior.

MANGUITO CONICO DE COMPRESION UNE 18.034

MANGUITO ELSTICO DE TRACCIN UNE 18.034 Y DIN 5.415

Permite la fijacin de un rodamiento cuando el rbol carece de resaltes. Para inmovilizar el rodamiento con relacin al manguito, se utiliza una tuerca ranurada y una arandela de seguridad con lengeta interior.

MANGUITO CONICO DE TRACCIN UNE 18.034

DISPOSITIVOS DE PROTECCION Son elementos destinados a preservar al rodamiento de la penetracin de cuerpos extraos y de la humedad, a la vez que evitan la fuga del lubricante. La forma y construccin de los obturadores que proporcionan al soporte el cierre deseado, debe ser objeto de una especial atencin, para prevenir deterioros en los rodamientos como consecuencia de una deficiente estanqueidad. A la hora de seleccionar el tipo de obturador ms adecuado, se debe considerar un gran nmero de factores: tipo de lubricante (grasa o aceite), velocidad perifrica en la superficie de obturacin, orientacin del eje (horizontal o vertical), posibilidad de desalineacin, espacio disponible, temperatura, etc. Hay que distinguir entre obturaciones integradas en el rodamiento y obturaciones exteriores al mismo; a su vez, las obturaciones pueden ser rozantes y no rozantes. OBTURADORES ROZANTES Se aplican para la lubricacin por aceite y por grasa, cuando las condiciones de servicio presenten velocidades moderadas y sea necesario ofrecer proteccin contra la humedad. Tienen el inconveniente de desgastarse por el rozamiento sobre los rboles. Para reducir al mnimo las consecuencias del rozamiento y el desgaste, este tipo de obturadores requiere una buena lubricacin y un buen acabado de la superficie del rbol que hace contacto con el obturador. ANILLO DE FIELTRO Est indicado para trabajar a bajas velocidades, utilizando grasa como lubricante. Tanto el anillo de fieltro como la ranura para su alojamiento mecanizada en el soporte, estn normalizados segn DIN 5.419. La forma trapecial de la seccin de la ranura tiende a empujar el fieltro hacia el rbol, asegurando una adherencia suficiente para obtener una buena proteccin.

PRENSAESTOPAS Es una empaquetadura de estopa, cuero, cabos de algodn u otras materias textiles, en forma de vaso o cazoleta, que al ser comprimida axialmente por una brida, se expande radialmente, produciendo la obturacin deseada.

RETENES

Son elementos obturadores de goma sinttica, provistos de un labio o reborde que presiona sobre el rbol por la accin de un resorte toroidal; a su vez, pueden tener un alma metlica incorporada al anillo exterior. El revestimiento exterior de goma garantiza una ptima adherencia en el soporte y absorbe las vibraciones producidas por las partes en movimiento.

La accin obturadora es predominantemente en un sentido, siendo apropiados para elevadas velocidades de rotacin en rodamientos lubricados con aceite. Estn normalizados en UNE 26.309, DIN 6.503 y DIN 6.504. Adems de los especificados en las normas, existe gran variedad de modelos que cubren todas las contingencias posibles: resistentes a la corrosin, resistentes a las altas temperaturas, etc. Si el propsito principal de la obturacin es evitar la prdida de lubricante, el retn debe montarse con el labio hacia el interior del alojamiento (figura a), por el contrario, si se trata de evitar la entrada de suciedad, el labio deber ir montado hacia el exterior del alojamiento (figura b).

Si se desea una obturacin en los dos sentidos (impedir la salida de lubricante y la penetracin de cuerpos extraos), hay que montar dos retenes con el labio opuesto, colocando entre ellos un engrasador; o bien, se puede utilizar un retn de doble labio, de manera que el labio no provisto de muelle de presin est vuelto hacia el exterior, llenando de grasa la cmara interlabial.

RODAMIENTOS CON TAPAS DE OBTURACION

Los fabricantes suministran rodamientos obturados por medio de una o dos tapas de obturacin. Estos ltimos estn provistos de lubricante para toda la vida del rodamiento, por lo que no precisan mantenimiento. Se emplean para aquellas construcciones en que el espacio disponible para proteger el rodamiento es muy reducido

OBTURADORES NO ROZANTES Se emplean preferentemente para trabajar a regmenes elevados de velocidad, utilizando grasa como lubricante. No precisan cuidados especiales, renovndose la carga con grasa especial para rodamientos. No ocasionan aumentos de temperatura, aunque alcancen grandes velocidades tangenciales. OBTURADORES RANURADOS Proporcionan un cierre suficiente para aplicaciones sencillas y se utilizan principalmente para la lubricacin con grasa. La holgura existente entre el rbol y la superficie de cierre, puede ser relativamente estrecha, con un valor de 0,1 a 0,2 mm. Las ranuras concntricas retienen los pequeos cuerpos extraos y ofrecen una buena base de sustentacin para retener la grasa.

OBTURADORES DE LABERINTO Cubren las necesidades impuestas por las especificaciones ms rigurosas y estn compuestos por una o varias gargantas, de acuerdo con las condiciones de servicio. Para evitar los efectos de succin, el hueco radial formado por las gargantas no debe ser demasiado extrecho, al igual que para aumentar la eficacia de la estanquidad, los espacios intermedios deberan estar siempre repletos de grasa.

Los obturadores de laberinto pueden ser de dos tipos: laberintos con tabique axial para soportes enterizos y laberintos con tabique radial para soportes partidos.

OBTURADOR DE LABERINTO AXIAL

OBTURADOR DE LABERINTO RADIAL

Los obturadores de laberinto se pueden utilizar solos o combinados con anillos de fieltro.

TAPAS ELASTICAS DE PROTECCIN Se emplean para aquellas construcciones en que el espacio disponible para proteger el rodamiento es muy reducido.

LUBRICACIN DE LOS RODAMIENTOS Para el buen funcionamiento de los rodamientos es condicin indispensable una buena lubricacin, ya que: reduce el rozamiento de rodadura, protege las distintas partes del rodamiento de la herrumbre y el polvo, absorbe el calor que se desarrolla durante el funcionamiento y atena las vibraciones del rodamiento durante el funcionamiento. Existe una amplia gama de grasas y aceites para la lubricacin de rodamientos. La seleccin del lubricante depende fundamentalmente de las condiciones de funcionamiento, en especial de la gama de velocidades y temperaturas. La grasa es el lubricante ms utilizado en rodamientos, ya que es fcil de manejar y requiere un dispositivo de obturacin muy simple. Su empleo est recomendado cuando exista la posibilidad de que el lubricante pueda salir por los soportes y se quieran evitar goteras peligrosas para los materiales de trabajo (textiles, alimenticios, etc), cuando la forma de los rodamientos permita una fcil afluencia de la grasa a las hendiduras, y cuando se requiera una proteccin segura contra toda suerte de agentes corrosivos, humedad, polvo, etc. La lubricacin por aceite se utiliza en caso de grandes velocidades de giro y elevadas temperaturas, cuando la forma o disposicin de los rodamientos no permita regular la afluencia de grasa, o cuando sea preciso enfriar los soportes por circulacin de lubricante. ENGRASADORES Los engrasadores son pequeos depsitos montados sobre agujeros roscados, destinados a recibir cierta cantidad de lubricante y suministrarlo al rodamiento a travs de conductos adecuados; adems, deben evitar la salida del lubricante recibido e impedir la entrada de suciedad exterior. Existen varios tipos de engrasadores, segn el tipo de lubricante utilizado, o segn se trate de engrasar a media o alta presin. Todos tienen una cabeza a propsito para facilitar la entrada de la bomba y un sistema automtico de cierre. ENGRASADOR STAUFFER Es un engrasador manual de grasa consistente que se activa por medio del giro peridico de la tapadera del depsito. Est normalizado en UNE 18.069 y DIN 3.411.

ENGRASADOR A PRESION DE CABEZA PLANA Est diseado para el engrase a media presin con bomba manual. La norma DIN 3.404 contiene dos modelos bsicos que pueden sufrir diversas ejecuciones.

ENGRASADOR A PRESION DE CABEZA ESFERICA Al igual que el anterior, est destinado al engrase a presin. Existen diferentes versiones normalizadas en DIN 3.402 y DIN 3.403, que estn condicionadas por la posicin de la cabeza de engrase. La forma de esta cabeza est prevista para una conexin rpida a la bomba de engrase. Todas ellas llevan rosca cnica en la espiga de asiento, pero la rosca de su alojamiento debe ser cilndrica.

En los siguientes dibujos se muestran algunas aplicaciones de los dispositivos de engrase.