Rodamientos

El elemento rotativo que puede emplearse en la fabricación del rodamiento, pueden ser: de bolas, de rodillos o de agujas.

En los rodamientos el movimiento rotativo, según el sentido del esfuerzo que soporta, pueden ser axiales, radiales y axiales-radiales.

Un rodamiento radial es el que soporta esfuerzos radiales, que son esfuerzos de dirección normal a la dirección que pasa por el centro de su eje, como por ejemplo una rueda, es axial si soporta esfuerzos en la dirección de su eje, ejemplo en quicio, y axial-radial si los puede soportar en los dos, de forma alternativa o combinada.

La fabricación de los cojinetes de bolas o rodamientos es la que ocupa en tecnología un lugar muy especial, dados los procedimientos para conseguir la esfericidad perfecta de la bola. Los mayores fabricantes de ese tipo de rodamientos emplean el vacío para tal fin. El material es sometido a un tratamiento abrasivo en cámaras de vacío absoluto. El producto final no es casi perfecto, también es atribuida la gravedad como efecto adverso.

Tipos de rodamientos

Cada clase de rodamientos muestra propiedades características, que dependen de su diseño y que lo hace más o menos apropiado para una aplicación dada. Por ejemplo, los rodamientos rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas así como cargas axiales pequeñas. Tienen baja fricción y pueden ser producidos con gran precisión. Por lo tanto, son preferidos para motores eléctricos de medio y pequeño tamaño. Los rodamientos de rodillos cilíndricos pueden soportar cargas radiales muy pesadas y son oscilantes, lo que les permite asumir flexiones del eje, entre dos rodamientos, que soportan un mismo eje. Estas propiedades los hacen muy populares para aplicaciones por ejemplo en ingeniería pesada, donde las cargas son fuertes, así como las deformaciones producidas por las cargas, en máquinas grandes es también habitual cierta desalineación entre apoyos de los rodamientos.

Rodamientos rígido de bolas

Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atención o mantenimiento en servicio. Estas características, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los más populares de todos los rodamientos.

Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular

El rodamiento de una hilera de bolas con contacto angular tiene dispuestos sus caminos de rodadura de forma que la presión ejercida por las bolas es aplicada oblicuamente con respecto al eje. Como consecuencia de esta disposición, el rodamiento es especialmente apropiado para soportar no solamente cargas radiales, sino también grandes cargas axiales, debiendo montarse el mismo en contraposición con otro rodamiento que pueda recibir carga axial en sentido contrario.

Rodamientos de agujas

Son rodamientos con rodillos cilíndricos muy delgados y largos en relación con su menor diámetro. A pesar de su pequeña sección, estos rodamientos tienen una gran capacidad de carga y son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado.

Rodamientos de rodillos cónicos

El rodamiento de rodillos cónicos, debido a la posición oblicua de los rodillos y caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultáneas. Para casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ángulo es muy abierto. Este rodamiento debe montarse en oposición con otro rodamiento capaz de soportar los esfuerzos axiales en sentido contrario. El rodamiento es desmontable; el aro interior con sus rodillos y el aro exterior se montan cada uno separadamente.

Rodamientos de rodillos cilíndricos de empuje

Son apropiados para aplicaciones que deben soportar pesadas cargas axiales. Además, son insensibles a los choques, son fuertes y requieren poco espacio axial. Son rodamientos de una sola dirección y solamente pueden aceptar cargas axiales en una dirección. Su uso principal es en aplicaciones donde la capacidad de carga de los rodamientos de bolas de empuje es inadecuada. Tienen diversos usos industriales, y su extracción es segura.

Rodamientos axiales de rodillos a rótula

El rodamiento axial de rodillos a rótula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaña del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esférica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineación automática. Debido a la especial ejecución de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaña de guía, los rodillos giran separados de la pestaña por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales, éste puede resistir también cargas radiales.

Rodamientos de bolas a rótula

Los rodamientos de bolas a rótula tienen dos hileras de bolas que apoyan sobre un camino de rodadura esférico en el aro exterior, permitiendo desalineaciones angulares del eje respecto al soporte. Son utilizados en aplicaciones donde pueden producirse desalineaciones considerables, por ejemplo, por efecto de las dilataciones, de flexiones en el eje o por el modo de construcción. De esta forma, liberan dos grados de libertad correspondientes al giro del aro interior respecto a los dos ejes geométricos perpendiculares al eje del aro exterior.

Este tipo de rodamientos tienen menor fricción que otros tipos de rodamientos, por lo que se calientan menos en las mismas condiciones de carga y velocidad, siendo aptos para mayores velocidades.

Rodamientos de rodillos cilíndricos

Un rodamiento de rodillos cilíndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestañas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestañas o no.

Según sea la disposición de las pestañas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilíndricos:

§  Tipo NU: con dos pestañas en el aro exterior y sin pestañas en el aro interior. Sólo admiten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos.

§  Tipo N: con dos pestañas en el aro interior y sin pestañas en el aro exterior. Sus características similares al anterior tipo.

§  Tipo NJ: con dos pestañas en el aro exterior y una pestaña en el aro interior. Puede utilizarse para la fijación axial del eje en un sentido.

§  Tipo NUP: con dos pestañas integrales en el aro exterior y con una pestaña integral y dos pestañas en el aro interior. Una de las pestañas del aro interior no es integral, es decir, es similar a una arandela para permitir el montaje y el desmontaje. Se utilizan para fijar axialmente un eje en ambos sentidos.

Los rodamientos de rodillos son más rígidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran diámetro.

Rodamientos de rodillos a rótula

El rodamiento de rodillos a rótula tiene dos hileras de rodillos con camino esférico común en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineación automática. El número y tamaño de sus rodillos le dan una capacidad de carga muy grande. La mayoría de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino también cargas axiales considerables en ambas direcciones. Pueden ser reemplazados por rodamientos de la misma designación que se dará por medio de letras y números según corresponda a la normalización determinada.

Rodamientos axiales de bolas de simple efecto

El rodamiento axial de bolas de simple efecto consta de una hilera de bolas entre dos aros, uno de los cuales, el aro fijo al eje, es de asiento plano, mientras que el otro, el aro apoyado en el soporte, puede tener asiento plano o esférico. En este último caso, el rodamiento se apoya en una contraplaca. Los rodamientos con asiento plano deberían, sin duda, preferirse para la mayoría de las aplicaciones, pero los de asiento esférico son muy útiles en ciertos casos, para compensar pequeñas inexactitudes de fabricación de los soportes. El rodamiento está destinado a resistir solamente carga axial en una dirección.

Rodamientos de aguja de empuje

Pueden soportar pesadas cargas axiales, son insensibles a las cargas de choque y proveen aplicaciones de rodamientos duras requiriendo un mínimo de espacio axial.

Principales fallas de los rodamientos y cómo prevenirlas
Síntoma	Causa	Solución
Descascarillado	1. Carga excesiva 2. Precarga excesiva 3. Sobrecarga debido a dilatación por calentamiento	1. Revisión del diseño de la máquina y la selección del rodamiento. 2. Cuidado en la instalación. 3. Analizar el diseño de la máquina y la aplicación del rodamiento.
En las pistas	Presencia de basura, impurezas	Reemplazo del rodamiento considerado una mejor protección para evitar la entrada de impurezas.
Circunferencia sobre las pistas	Oxidación y ralladuras	Reemplazo del rodamiento considerado una mejor protección para evitar la entrada de impurezas.
Areas descascarillado fuera del centro	1- Desalineamiento de la flecha o de los alojamientos del rodamiento 2. Instalación inadecuada 3. Desgaste	Corregir el desalineamiento, instalar el rodamiento de reemplazo correctamente.
Descascarillado fuera del centro	Excesiva carga axial	Corregir el desalineamiento o la instalación inadecuada.
Descascarillado diagonal de las pistas	1. Flexión de la flecha 2. Desalineamiento de los anillos interior y exterior	Seleccionar un rodamiento más adecuado a la aplicación.
Areas descascarilladas en los intervalos de los elementos rodantes	1. Vibración sin rotación 2. Oxidación	Suprimir la vibración; mejorar protección de los rodamientos.
Atascamiento o frenado
Cambio de color o reblandecimiento de los elementos rodantes o de las pistas	1. Sobrecarga. 2. Lubricación inadecuada. 3. Lubricante incorrecto.	Precarga correcta. Chequeo del método de lubricación y selección del lubricante. Reconsiderar la aplicación del rodamiento.
Daño visible	Sobrecarga	Revisar la aplicación del rodamiento.
Fractura o agrietamiento
a. Fracturado b. Agrietado	1. Descascarillado bajo impacto o durante la instalación. 2. Excesivo juego o radio grande en las esquinas.	1.- Cuidado en el manejo e instalación. 2.- Inspección el montaje y la precarga. 3.- Verificar la exactitud de la flecha y alojamiento.
Daño en la jaula
a. Daño b. Desgaste	Carga angular Alta velocidad de rotación	Cuidado en la operación y reevaluación de la aplicación.
c. Desgaste de los alvéolos de la jaula d. Ralladuras	Lubricación inadecuada. Presencia de impurezas.	Revisar el método de lubricación o selección del lubricante.
Oxidación
a. Oxidación en todo el rodamiento	1. Almacenaje inadecuado. 2. Dejarlos sin protección o sea desempacarlos antes de su uso. 3. Limpieza pobre. 4. Insuficiente protección contra la oxidación	Correcto almacenaje y protección contra la corrosión.
b. Oxidación localizada.	1. Empaque inadecuado. 2. Montaje holgado.	Mejorar el almacenaje y la práctica de mantenimiento.
c. Corrosión en las superficies de montaje	1. Montaje holgado. 2. Protección pobre.	Insistir en que las flechas y los alojamientos tengan las tolerancias  correctas. Protección contra la humedad.
Desgaste
a. Desgaste rápido de las pistas o de los elementos rodantes.	1. Presencia de impurezas en el lubricante. 2. Oxidación	Revisar lubricantes y sistema de lubricación.
b. Desgaste de la jaula.	Lubricación inadecuada.	Revisar lubricantes y sistema de lubricación.
Erosión eléctrica
Cráteres semejantes a picaduras.	Descarga eléctrica	Desviación de la corriente a tierra o un aislante más efectivo.
Asperezas
a. Rugosidad b. Superficies picadas.	Impurezas prensadas entre los elementos rodantes y las pistas.	Mejorar las prácticas de mantenimiento.
c. Golpes durante el manejo.	Descuido en el manejo	Mejorar las prácticas de mantenimiento.
d. Daños durante el montaje.	Descuido en la instalación.	Mejorar las prácticas de mantenimiento.
Embarradura
Ralladura de los elementos rodantes o de las pistas.	1. Lubricación inadecuada 2. Inclinación de los elementos rodantes. 3. Lubricante impropio.	Verificar el lubricante y método de lubricación.
Deslizamiento
a. Desgaste de la pista en su superficie de montaje. b. Deslizamiento, decoloración.	1. Excesivo juego interno en el montaje. 2. Holgura de la jaula. Abrasión.	Verificar los asientos y la exactitud del maquinado de la flecha y alojamientos o revaluación del diseño.

Montaje y desmontaje de rodamientos

Es necesario usar el método correcto en el montaje y observar las reglas de limpieza para que el rodamiento funcione satisfactoriamente y alcance la vida calculada. El montaje debe ser realizado preferiblemente en local seco y limpio. Máquinas que produzcan partículas metálicas, limaduras de fierro no deberán estar cercases importante antes de iniciar el montaje seleccionar las herramientas correctas para la tarea. Inspeccionar cuidadosamente los componentes que posesionarán los rodamientos. Luego remover las partes sobresalientes del material y limpiar el eje y los costados. Verificar la precisión de forma y dimensiones de los asientos del eje y de la caja, pues los mismos pueden haber sido dañados durante el desmontaje. Verificar los selladores y cambiar los que están gastados o dañados. En caso de que el rodamiento necesite ser substituido, no sacar el rodamiento nuevo de su embalaje original antes del momento de su montaje. No retirar el protector antioxidante del rodamiento, excepto sobre las superficies del diámetro externo y del hueco del rodamiento. Es necesario limpiar esas superficies con queroseno o aguarrás y secaron un paño limpio.

 Ajuste con interferencia en la caja 

Se debe proteger el asiento con una leve capa de aceite. Es recomendable usar una “caneca” aun pedazo de tubo limpio, pero colocarlo contra la cara del anillo externo. Certificar que el rodamiento no entra torcido en la caja. Una prensa mecánica o hidráulica podrá ser usada también, para facilitar. Las mismas reglas para montaje de rodamientos con ajuste con interferencia en el eje son válidas cuando se debe tener un ajuste con interferencia en la caja. Podrá, a veces, ser necesario calentar la caja para montar el rodamiento. Una lámpara eléctrica, una herramienta de calentamiento SDK, aceite caliente o una llama directa, pueden ser usadas para calentar la caja. Si fuese usada una llama directa, debe ser tomar un gran cuidado, caso contrario la caja podrá partirse o deformarse. Verificar las dimensiones del asiento después caliéntelo y no se olvide de limpiar el mismo antes de montar el rodamiento. Presionar fuertemente el rodamiento contra la cara del encosto, hasta que la caja se enfríe suficientemente para que el rodamiento tenga ajuste interferente.

 Ajuste con interferencia en el eje 

 Antes del montaje se debe proteger ligeramente los asientos del rodamiento con una capa desaceite fino. Esto es hecho a fin de impedir averías en el eje durante el montaje.

Nunca aplicar golpes directos en los rodamientos siempre usar un pedazo de tubo o una herramienta similar. Caso contrario, los anillos se pueden partir, la jaula se daña, o partículas de metal pueden destacarse y causar averías en el rodamiento cuando este colocado en operación. Los rodamientos pequeños pueden ser montados con ayuda de una “caneca” o un pedazo detuvo. El tubo debe estar bien limpio y tener extremidades planas, paralelas y sin partes sobresalientes. Colocar la herramienta contra el anillo interno y aplicar golpes, siempre distribuidos alrededor de la cara en la extremidad del tubo, con un martillo común (los martillos de chumbo u otro metal macizo no son indicados, puesto que algunos fragmentos pueden soltarse y penetrar el rodamiento). Verificar si el rodamiento no entra torcido en el eje. Nunca debe aplicarse una fuerza contra el anillo externo cuando el rodamiento fuera montado en el eje. Las pistas y los cuerpos rodantes pueden dañarse fácilmente y, en consecuencia, la vida del rodamiento será considerablemente reducida. Si el eje posee roscas internas o externas, estas pueden ser usadas en el montaje del rodamiento. Cuando se dispone de una prensa mecánica o hidráulica, ésta podrá ser usada en el montaje delos rodamientos pequeños y medios. Puede usarse una “caneca” o un pedazo de tubo limpio entre la prensa y el anillo interno. Los rodamientos grandes son montados con mayor facilidad si fuesen primeramente calentados a una temperatura de 80 a 90ºC encima de la temperatura ambiente. Los rodamientos nunca deberán tener una temperatura encima de 120ºC. Un método adecuado para calentar es el baño de aceite. El aceite debe ser limpio y tener un punto de vaporización encima de 250ºC. Limpiar un recipiente adecuado y vacíe una cantidad desaceite suficiente para cubrir completamente el rodamiento. El rodamiento no debe estar en contacto directo con la base del recipiente, debiendo ser colocado en una plataforma o calza adecuado para evitar un calentamiento directo. Un rodamiento nunca debe ser calentado utilizando una llama directa. Usar paños limpios para agarrar el rodamiento caliente. Debe escurrirse el exceso de aceite del anillo externo y enjuagar el hueco del rodamiento. El rodamiento debe colocarse rápidamente para su posición. Presionando el rodamiento con fuerza contra el resalto hasta que este enfriado los suficiente para que el anillo interno quede bien apegado.

Rodamientos montados sobre bujes 

El anillo interno de los rodamientos con hueco cónico es siempre montado con un ajuste interferente, generalmente en un buje de fijación o de desmontaje. El grado de interferencia depende de la distancia que el rodamiento es dislocado sobre la superficie cónica. La holgura interna radial original del rodamiento es gradualmente reducida, a medida que el rodamiento es dislocado. Esta reducción de holgura es, por tanto, una medida del grado de interferencia.

 Alojamientos 

Para evitar la entrada de polvo y materias extrañas y retener el lubricante, el montaje de un cojinete debe incluir un sello. Los tres tipos principales de sellado son con sello de fieltro, con sello comercial y con sello de laberinto. Los sellos de fieltro pueden usarse en la lubricación por grasa cuando las velocidades son bajas. Las superficies en roce o frotamiento deben tener un alto pulimento. Los sellos de fieltro deben protegerse contra el polvo y la suciedad colocándolos en ranuras maquinadas o utilizando piezas estampadas de metal como broqueles o cubiertas.

Fotografías Anexadas

Conclusión:

La utilización de los rodamientos en maquinas alivian la fricción en los puntos de movimientos rotacionales. Los rodamientos se denominan también cojinetes no hidrodinámicos. De acuerdo al uso a dar a los rodamientos se clasifican en varios tipos los cuales se utilizan dependiendo a su aplicación dada. Para una mejor identificación se da una nomenclatura; la cual nos indica el tipo de rodamiento y en general sus especificaciones. Algunas fallas producidas se deben a la mala utilización o poco mantenimiento de los rodamientos. Es muy importante el mantenimiento preventivo en los rodamientos, ya que si estos llegan a fallar nos pueden llegar a producir consecuencias mayores, tanto económicas como un aumento de las mismas.