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Que son los Rodamientos Part 2

Continuamos con la segunda parte de este tema muy importante para todos, puesto que los rodamientos son parte de nuestro día a día y en en muchas cosas que usamos de manera cotidiana por ejemplo: Bicicletas, carros, carretas, maquinas industriales y mucho más.

CAPACIDAD DE SOPORTAR MOMENTOS FLECTORES:

En el caso de cargas actuando excéntricamente sobre rodamientos, se suceden momentos flectores que deben ser soportados por aquellos, siendo los más adecuados para cuando esa circunstancia impere, las parejas de rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular o de rodillos cónicos dispuestos espalda con espalda o disposición en «O». Asimismo, pueden usarse rodamientos de rodillos cónicos cruzados, para el caso de que la carga a soportar sea axial. En la Figura 5.4 se muestran las disposiciones de los rodamientos descritos.

CAPACIDAD DE ABSORBER DESALINEACIONES ANGULARES:

Cuando bajo la acción de un estado de cargas actuante, un eje queda sometido a flexión, existe la posibilidad de suscitarse desalineaciones angulares en el referido eje con respecto a los soportes (rodamientos); donde estos últimos deberán ser capaces de absorberlos de alguna manera. Existen rodamientos de autocentrados; que son capaces de compensar las desalineaciones causadas por las cargas de funcionamiento o por los errores de alineación originados por el mecanizado o montaje.

Obviamente, los fabricantes de rodamientos establecen valores máximos permisibles para dichas desalineaciones. En la Figura 5.5, se muestran rodamientos diseñados para absorber desalineaciones angulares.

LIMITES DE VELOCIDAD:

La velocidad de rotación de los rodamientos está limitada por la temperatura máxima de funcionamiento permisible. Los más adecuados para velocidades elevadas son los de alta precisión con jaulas especiales, los cuales poseen bajo rozamiento en funcionamiento y por tanto, sobre ellos se genera internamente una cantidad menor de calor.

PRECISIÓN:

Los fabricantes de rodamientos incluyen en sus productos, rodamientos de alta precisión (grado mayor que el normal) para aplicaciones donde se exigen rigurosos grados de exactitud y/o velocidades de funcionamiento muy elevadas.

RIGIDEZ:

La rigidez de los rodamientos está representada por la magnitud de la deformación elástica, cuando aquellos se encuentran cargados.

En la mayoría de las aplicaciones es despreciable y solamente en muy pocos casos, es un factor importante a considerar; y de querer aumentarse puede lograrse mediante la utilización de una precarga adecuada.

MONTAJE Y DESMONTAJE:

En la selección adecuada de un rodamiento para una aplicación específica, debe considerarse el tipo de agujero interno del rodamiento (si es cilíndrico o cónico) y si son de diseño desarmable o no. Para montajes y desmontajes de rodamientos que se ejecutan muy frecuentemente, se prefieren los que poseen agujero cilíndrico y son desmontables.

NOMENCLATURA

La mayor parte de los rodamientos poseen como dimensiones externas al diámetro del agujero denotado por d, al diámetro exterior denotado por D y a la anchura denotada por B. En el caso de los rodamientos de rodillos
cónicos, B corresponde a la anchura del aro interior (denominado cono) y c a la anchura del aro exterior (denominado copa), siendo T la anchura total del conjunto. Para los rodamientos axiales, la altura H sustituye a la
anchura B. En la Figura 5.6 se muestra la nomenclatura básica utilizada por los fabricantes de rodamientos, la cual se adapta a las Normas ISO (International Standard Organization), que permite obtener un perfecto intercambio entre los rodamientos del mismo símbolo cualquiera que su fabricante.

Fig. 5.6 Nomenclatura básica de los diferentes tipos de rodamientos.

ESTADO DE CARGA

CARGAS DINÁMICA Y ESTÁTICA EQUIVALENTES QUE SE DEFINEN PARA LOS RODAMIENTOS

Las cargas dinámicas actuantes sobre los rodamientos pueden calcularse a partir de las ecuaciones convencionales de la Resistencia de Materiales, siempre que se conozcan con precisión el estado de cargas a que estará sometido el eje a ser soportados por ellos. Dicho estado de cargas puede incluso estar definido con respecto a planos diferentes, donde el eje se considera como una viga que descansa sobre soportes rígidos y no sometidos a momentos. Con el objeto de simplificar los cálculos Tampoco se toman en consideración las deformaciones elásticas en el rodamiento,
soporte o bastidor de la máquina, ni los momentos producidos en los rodamientos como resultado de la flexión en el eje.

Una vez que el estado de cargas es definido sobre cada uno de los apoyos (rodamientos). Si la carga es constante en magnitud y dirección-sentido, y actúa radial, axialmente sobre un rodamiento radial, axialmente y centrada sobre un rodamiento axial o con componentes radial y axial actuando sobre cualquier tipo de rodamiento, entonces se define una Carga Dinámica Equivalente, la cual expresa una carga imaginaria constante en magnitud y dirección-sentido, que actuando sobre un rodamiento tiene el mismo efecto que las cargas reales a las cuales está sometido dicho
rodamiento. Para el caso de una carga constante F en direcciones radial o sobre rodamientos radial o axial, respectivamente se tiene que:

P = F           (Ec 5.1)

Los rodamientos radiales comúnmente están sometidos a cargas que poseen componentes en las direcciones radial y axial, donde si la magnitud y la dirección de la carga resultante son constantes, la carga dinámica equivalente se determina a partir de la expresión:

P = XFr + YFa

Donde:
P: carga dinámica equivalente
X, Y: factores de carga radial y carga axial, respectivamente.
Fr, Fa: cargas radial y axial reales, respectivamente.

En el caso de rodamientos radiales de una hilera de elementos rodantes, la carga axial no se considera para los cálculos de P si su magnitud no llega a cumplir que la relación entre ella y la carga radial (Fa/Fr), y menor que un
e especificado por los fabricantes de rodamientos. Sin embargo, para los rodamientos radiales de una hilera de elementos rodantes, incluso las pequeñas cargas axiales tienen una influencia significativa.

Para los rodamientos axiales que sólo soportan cargas puramente axiales, la Ec. 5.2 se aplica simplificadamente siempre que la carga actúe centrada, como:

P = Fa

La información y datos que conciernen para la determinación de P se encuentran en tablas generales y para los diferentes tipos de rodamientos de las casas fabricantes.

Para los casos donde la carga que actúa sobre un rodamiento es de tipofluctuante, antes de calcular la carga P, es necesario determinar inicialmente una carga media constante, que se supone produce sobre el rodamiento el mismo efecto que la carga fluctuante real.

  • Carga fluctuante compuesta de diferentes cargas constantes, durante un cierto número de revoluciones, pero con magnitudes diferentes entre sí. Se pueden considerar como varias cargas individuales constantes y obtener
    la carga media a partir de:

Donde:
Fm : carga media constante.
F1, F2,……, Fn : cargas constantes durante U1, U2,……,Un.
U : numero de revoluciones (U = U1 + U2 +…… + Un.) durante la
actuación de la carga. F1, F2,……, Fn.

Para un estado de carga fluctuante variando en magnitud constantemente entre valores mínimo y máximo, para velocidad de rodamiento y dirección de la carga constante, donde la carga media se obtiene de:

Donde Fmin y Fmáx, son las cargas mínima y máxima, respectivamente.

Para Cargas fluctuantes compuesta por una carga F1 de magnitud y dirección constantes (como por ejemplo, el peso de un rotor) y una carga rotativa constante F2 (como por ejemplo, la originada por un desequilibrio), la carga media se determina de:

Donde fm es un factor que se obtiene de la figura 5.7d de la guía.

En los casos en que la dirección y la magnitud de la carga cambia a lo largo del tiempo, las cargas dinámicas equivalentes Pl, P2, …. ,Pn, deben calcularse para períodos individuales U1, U2,….,Un, usando la ecuación general 5.2. La carga media equivalente se obtiene por la expresión:

En los casos donde la capacidad de carga del rodamiento no se determina a partir de la fatiga del material, sino por la deformación permanente que se origina en los puntos de contacto entre los elementos rodantes y sus caminos de rodadura, se utiliza lo que se denomina Carga Estática Equivalente, que se define como la carga (radial para rodamientos radiales y axial para rodamientos axiales) que si se aplicase a un rodamiento produciría la misma deformación permanente en aquél que la cargas reales.

Las cargas que poseen componentes radial y axial, deben convertirse en una carga estática equivalente a partir de:

Donde:
Po: carga estática equivalente i
Xo, Yo: factores de carga radial y axial, respectivamente
Fr, Fa : cargas reales radial y axial, respectivamente

Si desea más información, este pendiente a las publicaciones que haremos diariamente.

Muchas gracias.

 

 

Creditos: UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

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