Llevando

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 16 de diciembre de 2019; las comprobaciones requieren 50 ediciones .

Cojinete (de "debajo de la espiga " ): conjunto que forma parte de un soporte o tope y que soporta un eje , un eje u otra estructura móvil con una rigidez dada . Fija la posición en el espacio, proporciona rotación , rodando con la menor resistencia, percibe y transfiere la carga de la unidad móvil a otras partes de la estructura [1] .

Un soporte con un cojinete de empuje se llama cojinete de empuje .

Parámetros básicos de los rodamientos: [2]

Carga dinámica y estática máxima (radial y axial).
Velocidad máxima (rpm para rodamientos radiales).
Dimensiones de aterrizaje .
Clase de precisión del rodamiento .
Requisitos de lubricación [3] .
Vida útil ante signos de fatiga , en revoluciones.
Ruido de rodamiento
Cojinete de vibraciones

Las fuerzas que cargan el rodamiento se dividen en:

radial , actuando en una dirección perpendicular al eje del rodamiento;
axial , actuando en una dirección paralela al eje del rodamiento.

Principales tipos de rodamientos

Según el principio de funcionamiento, todos los rodamientos se pueden dividir en varios tipos:

rodamientos;
cojinetes lisos;

Los cojinetes lisos también incluyen:

Los principales tipos que se utilizan en ingeniería mecánica son los rodamientos y los cojinetes lisos .

Rodamientos

Los rodamientos constan de dos anillos, elementos rodantes (de varias formas) y una jaula (algunos tipos de rodamientos pueden no tener jaula), separando los elementos rodantes entre sí, manteniéndolos a la misma distancia y dirigiendo su movimiento. En la superficie exterior del anillo interior y la superficie interior del anillo exterior (en las superficies de los extremos de los anillos de los rodamientos axiales), se hacen ranuras, caminos de rodadura a lo largo de los cuales ruedan los elementos rodantes durante el funcionamiento del rodamiento.

También hay rodamientos sueltos , que consisten en una jaula y bolas insertadas en ella (ver la figura a continuación), que se pueden extraer.

Hay rodamientos fabricados sin jaula. Dichos rodamientos tienen un mayor número de elementos rodantes y una mayor capacidad de carga. Sin embargo, las velocidades límite de los rodamientos completamente llenos son mucho más bajas debido a la mayor resistencia al par.

En los rodamientos, la fricción de rodadura se produce predominantemente (solo hay pequeñas pérdidas debido a la fricción de deslizamiento entre la jaula y los elementos rodantes), por lo tanto, en comparación con los cojinetes lisos, las pérdidas de energía por fricción se reducen y el desgaste se reduce. Los rodamientos cerrados (con cubiertas protectoras) prácticamente no requieren mantenimiento (cambios de lubricación), los abiertos son sensibles a la entrada de cuerpos extraños, lo que puede provocar la destrucción rápida del rodamiento.

Clasificación

La clasificación de los rodamientos se realiza en base a las siguientes características:

Por tipo de elementos rodantes
- pelota,
- Rodillo (aguja, si los rodillos son finos y largos);
Por tipo de carga percibida
- Radial (no se permite la carga a lo largo del eje del eje).
- Empuje radial, empuje radial. Perciba las cargas tanto a lo largo como a través del eje del eje. A menudo, la carga está a lo largo de un eje en una sola dirección.
- Empuje (no se permite la carga a través del eje del eje).
  - husillos de bolas . La interfaz tornillo-tuerca se proporciona a través de los elementos rodantes.
Por el número de filas de elementos rodantes.
- unica fila,
- fila doble,
- filas múltiples;
- Autoalineable.
- No autoalineable.

Según el material de los elementos rodantes:
- Completamente de acero;
- Híbrido: anillos de acero, elementos rodantes no metálicos, generalmente cerámicos, utilizados en mecanismos de rotación rápida, con mayor frecuencia en motores de turbina de gas ;

Cojinete de rodillos radiales
Cojinete de bolas de empuje
Cojinete de rodillos de empuje
Cojinete de bolas de contacto angular
Rodamiento de bolas de contacto angular con cuatro puntos de contacto
Rodamiento de rodillos de contacto angular (cónico)
Rodamiento rígido de bolas de doble hilera autoalineable
Rodamiento de rodillos radiales a rótula
Rodamiento de rodillos de contacto angular autoalineable
Rodamiento de rodillos cilíndricos radiales de doble hilera autoalineable ( esférico )
rodamiento autoalineante
Jaula de agujas
husillo de bolas
Globos

Teoría mecánica

El rodamiento es esencialmente un mecanismo planetario , en el que el separador es el portador, las funciones de las ruedas centrales las realizan los anillos interior y exterior, y los elementos rodantes sustituyen a los satélites.

Frecuencia de rotación de la jaula o frecuencia de rotación de la bola alrededor del eje del rodamiento:

norte C = norte una 2 ( una − D ω d metro ) , {\displaystyle n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),}

n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),

donde es la velocidad de rotación del aro interior del rodamiento rígido de bolas,

n_{1}

{\displaystyle D_{\omega ))

- diámetro de la bola,

${\ estilo de visualización d_ {m} = 0,5 (D + d)}$ - el diámetro del círculo que pasa por los ejes de todos los elementos rodantes (bolas o rodillos).

Frecuencia de rotación de la bola relativa al separador:

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\derecha).

Frecuencia de rotación de la jaula durante la rotación del anillo exterior:

n_{c*}={\frac {n_{3}}{2}}\left(1+{\frac {D_{\omega }}{d_{m}}}\right),

donde es la velocidad de rotación del aro exterior del rodamiento rígido de bolas.

{\ estilo de visualización n_ {3))

Para un rodamiento de contacto angular:

n_{c}={\frac {n_{1}}{2}}\left(1-{\frac {D_{\omega }\cos \alpha }{d_{m}}}\right) ,

n_{sp}={\frac {n_{1}}{2}}\left({\frac {d_{m}}{D_{\omega }}}-{\frac {D_{\omega }\cos ^{2}\alfa }{d_{m}}}\derecha).

De las relaciones anteriores se deduce que cuando el anillo interior gira, el separador gira en la misma dirección. La frecuencia de rotación de la jaula depende del diámetro de las bolas a una constante : aumenta con una disminución y disminuye con un aumento ${\displaystyle D_{\omega ))$ ${\ Displaystyle d_ {m}}$ ${\displaystyle D_{\omega ))$ $D_{\omega}.$

En este sentido, la diferencia de tamaño de las bolas en el juego de cojinetes es la causa del mayor desgaste y falla del separador y del cojinete en su conjunto.

Cuando los elementos rodantes giran alrededor del eje del rodamiento, cada uno de ellos se ve afectado por la fuerza centrífuga que carga adicionalmente el camino de rodadura del aro exterior :

F_{c}=0.5md_{m}\omega_{c}^{2},

donde es la masa del cuerpo rodante,

metro

\omega_{c}

es la velocidad angular del separador.

Las fuerzas centrífugas provocan la sobrecarga del rodamiento cuando se opera a mayor velocidad , mayor generación de calor (sobrecalentamiento del rodamiento) y desgaste acelerado de la jaula. Todo esto reduce la vida útil del rodamiento.

En un cojinete de empuje, además de las fuerzas centrífugas, las bolas se ven afectadas por un momento giroscópico debido a un cambio en la dirección del eje de rotación de las bolas en el espacio. $M_{r}:$

M_{r}=J\omega_{c}\omega_{sp}.

El momento giroscópico actuará sobre las bolas y en un rodamiento de bolas de contacto angular giratorio bajo la acción de una carga axial:

M_{r}=J\omega_{c}\omega_{sp}\sin \alpha ,

donde es el momento polar de inercia de la masa de la pelota;

J=\rho \cdot \pi \cdot D_{\omega }^{5}/60

\rho

es la densidad del material de la pelota;

\omega_{c}

es la velocidad angular de rotación de la bola alrededor del eje del eje (la velocidad angular del separador);

{\ estilo de visualización \ omega _ {sp}}

es la velocidad angular de rotación de la bola alrededor de su eje.

Bajo la acción del momento giroscópico, cada bola recibe una rotación adicional alrededor de un eje perpendicular al plano formado por los vectores de velocidad angular de la bola y el separador. Tal rotación está acompañada por el desgaste de las superficies de rodadura y, para evitar la rotación, el rodamiento debe cargarse con una fuerza axial tal que satisfaga la condición:

T_{f}=M_{r},

donde es el momento de las fuerzas de fricción de la carga axial en las áreas de contacto de las bolas con los anillos.

T_f

Designación convencional de rodamientos en la URSS y Rusia

El marcado soviético y ruso de los rodamientos consiste en un símbolo y está estandarizado de acuerdo con GOST 3189-89 y el símbolo del fabricante.

La designación principal del rodamiento consta de siete dígitos de la designación principal (con valores cero de estas características, se puede reducir a 2 caracteres) y una designación adicional, que se encuentra a la izquierda y derecha de la principal. En este caso, la designación adicional, ubicada a la izquierda de la principal, siempre está separada por un guión (-), y la designación adicional, ubicada a la derecha, siempre comienza con una letra. La lectura de los signos de la designación principal y adicional se realiza de derecha a izquierda.

Cojinetes lisos

Definición

Cojinete liso: un soporte o guía de un mecanismo o máquina en el que se produce fricción cuando las superficies de contacto se deslizan. Un cojinete liso radial es una carcasa con un orificio cilíndrico en el que se inserta un elemento de trabajo: un inserto o un casquillo hecho de material antifricción y un dispositivo de lubricación. Entre el eje y el orificio del casquillo del cojinete hay un espacio lleno de lubricante que permite que el eje gire libremente. El cálculo del juego de un rodamiento que opera en el modo de separación de superficies de fricción con una capa lubricante se basa en la teoría hidrodinámica de la lubricación .

Al calcular, se determina lo siguiente: el espesor mínimo de la capa lubricante (medido en micras ), la presión en la capa lubricante, la temperatura y el consumo de lubricantes . Dependiendo del diseño, la velocidad circunferencial del muñón , las condiciones de operación, la fricción deslizante puede ser seca , límite , líquida y dinámica de gas . Sin embargo, incluso los rodamientos con fricción fluida pasan por una etapa de fricción límite en el arranque.

La lubricación es una de las principales condiciones para el funcionamiento fiable del rodamiento y proporciona baja fricción, separación de las piezas móviles, disipación de calor y protección contra los efectos nocivos del medio ambiente.

La lubricación puede ser:

líquido ( aceites minerales y sintéticos , agua para cojinetes no metálicos),
plástico (a base de jabón de litio y sulfonato de calcio , etc.),
sólido ( grafito , disulfuro de molibdeno , etc.) y
gaseosos (varios gases inertes , nitrógeno , etc.).

Las mejores propiedades de desempeño muestran cojinetes porosos autolubricantes hechos por pulvimetalurgia . Durante el funcionamiento, un cojinete poroso autolubricante impregnado con aceite se calienta y libera lubricante de los poros a la superficie deslizante de trabajo, y se enfría en reposo y absorbe el lubricante de nuevo en los poros.

Los materiales antifricción están hechos de aleaciones duras ( carburo de tungsteno o carburo de cromo mediante pulvimetalurgia o rociado con llama de alta velocidad ), babbits y bronces , materiales poliméricos , cerámica , maderas duras ( madera de hierro ).

factor PV

El factor PV es la principal característica (criterio) para evaluar el rendimiento de un cojinete liso. Es el producto de la carga específica P (MPa) y la velocidad circunferencial V (m/s). Se determina experimentalmente para cada material antifricción durante la prueba o durante la operación. Muchos datos sobre el cumplimiento del factor PV óptimo se encuentran en libros de referencia.

Clasificación

La clasificación se basa en el análisis de los modos de funcionamiento de los rodamientos según el diagrama de Gersey-Striebeck .

Los cojinetes lisos comparten:

dependiendo de la forma del agujero del rodamiento:
- simple o multisuperficie,
- con superficies desplazadas (en la dirección de rotación) o sin (para preservar la posibilidad de rotación inversa),
- con o sin desplazamiento central (para la instalación final de los ejes después del montaje);
en la dirección de la percepción de la carga:
- radial
- axial (empuje, cojinetes de empuje),
- empuje radial;
por diseño:
- de una sola pieza (manga; principalmente para I-1),
- desmontable (formado por un cuerpo y una tapa; básicamente, para todos excepto I-1),
- empotrado (bastidor, formando uno con el cárter, bastidor o bancada de la máquina);
por el número de válvulas de aceite:
- con una válvula
- con múltiples válvulas;
posible regulación:
- no regulado,
- ajustable.

A continuación se muestra una tabla de grupos y clases de cojinetes lisos (ejemplos de designación: I-1, II-5) .

Grupo	Clase	método de lubricación	tipo de fricción	Coeficiente de fricción aproximado	Objetivo	Área de aplicación
I (lubricación imperfecta)
	una	Pequeña cantidad, suministro intermitente	Perímetro	0,1…0,3	Velocidades de deslizamiento bajas y presiones específicas bajas	Rodillos de soporte de transportadores , ruedas móviles de puentes grúa
	2	Usualmente continuo	semi-liquido	0,02…0,1	Operación a corto plazo con dirección de rotación del eje constante o variable, bajas velocidades y altas cargas específicas	Máquinas lineales y de moldeo Equipos de forja y prensado laminadores máquinas de elevación
	3	Baño de aceite o anillos		0,001…0,02	Ligeramente cambiante en magnitud y dirección del esfuerzo, cargas grandes y medianas	cajas de vagones maquinas pesadas Potentes maquinas electricas Cajas de cambios pesadas Máquinas textiles
	3	Bajo presión		0,001…0,02	carga variable	motores de gasolina Motores lentos y marinos
II
	cuatro	Anillos, combinados o bajo presión	Líquido	0,0005…0,005	Bajas velocidades circunferenciales de los ejes, condiciones de operación especialmente difíciles con cargas que son variables en magnitud y dirección	Máquinas eléctricas de mediana y pequeña potencia Marchas ligeras y medias Bombas centrífugas y compresores laminadores
	5	Bajo presión	Líquido	0,005…0,05	Rodamientos ligeramente cargados con altas velocidades de deslizamiento	Turbinas de vapor turbinas de agua turbinas de gas ventiladores axiales Turbocompresores

Ventajas

Fiabilidad en accionamientos de alta velocidad
Capaz de absorber cargas significativas de impacto y vibración
Dimensiones radiales relativamente pequeñas
Permiten la instalación de cojinetes partidos en los muñones del cigüeñal y no requieren el desmontaje de otras piezas durante la reparación.
Diseño simple en máquinas de baja velocidad
Dejar trabajar en agua.
Permitir el ajuste de la holgura y garantizar la instalación exacta del eje geométrico del eje
Económico para diámetros de eje grandes

Desventajas

Durante su funcionamiento, requieren una supervisión constante de la lubricación.
Dimensiones axiales relativamente grandes
Altas pérdidas por fricción durante el arranque y lubricación imperfecta
Alto consumo de lubricante
Altas exigencias de temperatura y limpieza del lubricante.
Eficiencia reducida
Desgaste desigual de cojinetes y muñones
Uso de materiales más caros.

Véase también

ABEC - clase de precisión de rodamiento

Notas

↑ RODAMIENTO | Enciclopedia en línea alrededor del mundo . Consultado el 13 de noviembre de 2010. Archivado desde el original el 11 de agosto de 2010. (indefinido)
↑ Rendimiento de los rodamientos | rodamientos _ Fecha de acceso: 17 de octubre de 2022. (indefinido)
↑ Lubricante para rodamientos . (indefinido)

Literatura

Anuryev VI Manual del diseñador-constructor de máquinas: en 3 volúmenes / ed. I. N. Zhestkovoy. - 8ª ed., revisada. y adicional - M . : Mashinostroenie, 2001. - T. 2. - 912 p. -BBK 34.42ya2. - CDU 621.001.66 (035) . — ISBN 5-217-02964-1 .
Cojinetes lisos // Piezas de máquinas en ejemplos y tareas: [proc. asignación] / Nichiporchik S. N., Korzhentsevsky M. I., Kalachev V. F. y otros; bajo total edición S. N. Nichiporchika. - 2ª ed. - Mn. : Alto escuela, 1981. - Cap. 13. - 432 pág. - BBK 34.44 I 73. - UDC 621.81 (075.8) .
Lelikov O.P. Fundamentos de cálculo y diseño de piezas y unidades de máquinas. Apuntes de clase para el curso "Piezas de máquinas". - M. : Mashinostroenie, 2002. - 440 p. - LBC 34,42. - CDU 621.81.001.66 . - ISBN 5-217-03077-1 .
Iosilevich G. B. Partes de la máquina: libro de texto. para semental Ingeniería Mecánica especialista. universidades - M. : Mashinostroenie, 1988. - 368 p. - LBC 34,44. - CDU 62-2 (075.8) . — ISBN 5-217-00217-4 .

Llevando

Principales tipos de rodamientos

Rodamientos

Clasificación

Teoría mecánica

Designación convencional de rodamientos en la URSS y Rusia

Cojinetes lisos

Definición

Clasificación

Ventajas

Desventajas

Véase también

Notas

Literatura

Enlaces