I.U.P.S.M .EXTENSIN COL SEDE CIUDAD OJEDAANLISIS CRTICOMAHOLY LEAL C.I. 17.825.664 Las exigencias del mercado en cuanto a rodamientos se refiere, hacen que da a da las empresas encargadas de hacerlos, incrementen los mtodos para la produccin de estos, con el fin de brindar un mayor rendimiento mecnico y una mayor movilidad interna en las maquinas herramientas. A la hora de hablar de rodamientos lo primero que nos imaginamos es un esfera metlica la cual obtiene su movimiento por medio de balines, este concepto algo vago, debemos complementarlo con la de funcin que nos dice que, rodamiento es el conjunto de esferas que se encuentran unidasporun anillo interior y uno exterior, el rodamiento producemovimientoal objeto que se coloque sobreeste y se mueve sobre el cual se apoya. Un rodamiento se define es la denominacin de unapiezaque, en algunos pases, se conoce comorodaje,rolinera,balero,bolilleroorulemn. Se trata de uncojinete: un elemento que sirve como apoyo a un eje y sobre el cual ste gira. El rodamiento es el cojinete queminimiza la friccinque se produce entre elejey las piezas que estn conectadas a l. Esta pieza est formada por un par de cilindros concntricos, separados por una corona de rodillos o bolas que giran de manera libre. Existen diferentes clases de rodamientos de acuerdo al tipo de esfuerzo que deben soportar en su funcionamiento. Hayrodamientos axiales,radialesyaxiales-radialessegn ladireccindel esfuerzo. La composicin especfica de los rodamientos tambin vara de acuerdo a las necesidades. Hayrodamientos de rodillos, debolasy deagujas, e incluso distintos tipos de rodamientos adentro de cadagrupo. Losrodamientos de rodillos cilndricosse componen de una hilera de rodillos, guiados por aros que, en ciertos casos, tienen pestaas. Tambin existen losrodamientos de rodillos cnicos, que pueden resistir cargas axiales y radiales de forma simultnea; losrodamientos axiales de rodillos a rtula; y losrodamientos de rodillos a rtula.

Losrodamientos rgidos de bolas(de diseo sencillo), losrodamientos de bolas a rtula, losrodamientos de una hilera de bolas, losrodamientos de agujasy losrodamientos de agujas de empujeson otros de los rodamientos que se emplean con frecuencia en diferentesmquinas, como los motores, lasturbinasy los ventiladores. En el estudio de las mquinas es importante elegir correctamente el tipo de rodamiento a utilizar, ya que hay factores que los hacen ms adecuados segn sus condiciones de trabajo. Los factores que influyen en la eleccin del tipo de rodamiento son principalmente la temperatura de trabajo, la velocidad, los tipos de fuerzas que soportan (radial, axial, dos, etc.)

Dependiendo del tipo de contacto que existe con el eje el rodamiento puede ser de deslizamiento lineal o rotativo. La principal ventaja de los cojinetes de rodamiento con relacin a los dedeslizamiento (bujes), estriba en que elcoeficiente de friccin dentrode las cargas a que estn sometidos en la prctica, es casi independiente de estas, de lavelocidad ydeltiempo. Es por esto que este tipo de cojinete se recomienda para lograr servicios intermitentes y velocidades alternativas, y sobre todo, en mquinas diseadas para el logro de grandes esfuerzos, debido esto a que estos cojinetes dan lugar a una resistencia de arranque diez veces menor que los cojinetes de deslizamiento.Otras ventajas son: Pequealongitud Bajo consumo delubricantes Siempre listos para funcionar Bajas temperaturas de trabajo No son sensibles a las deformaciones del rbol Estn disponibles en el mercado para cualquier tipo de trabajoA la hora de llevar a cabo un montaje de rodamientos se debe tener cuenta ciertos criterios: Los rodamientos deben coincidir exactamente en forma y dimensiones. Deben quedar colocados entre los dos caminos concntricos de rodadura, de manera que los dos ejes de giro de los rodillos, coincidan todos en un punto comn sobre el eje del rbol. En los cojinetes de bolas, o en el de rodillos cilndricos, los ejes de giro de los rodamientos son paralelos y se cortan en el infinito. Al elegir un cojinete de rodamiento, se debe tener en cuenta: Magnitud y variacin de las cargas estticas y dinmicas, as como su direccin o cambios de direccin Valor y oscilaciones de la velocidad angular Condiciones de temperatura de funcionamiento, para poder elegir el lubricante.Es importante mencionar que los rodamientos tienen ciertas desventajas: Sensibilidad a choques y sobrecargas Sensibilidad a los defectos en el montaje y suciedad Imposibilidad de construirlos "partidos", por lo que no se pueden instalar axialmente.Ejemplo 1: Vida nominal bsica y vida nominal SKF Un rodamiento rgido de bolas SKF Explorer6309 debe funcionar a 3000rpm bajo una carga radial constanteFr= 10kN. Se debe usar lubricacin con aceite; el aceite tiene una viscosidad cinemtica real = 20mm2/s a una temperatura de funcionamiento normal. La confiabilidad deseada es de90% y se supone que las condiciones de funcionamiento son muy limpias. Cul sera la vida nominal bsica y la vida nominal SKF?a) La vida nominal bsica para una confiabilidad de90% es

De la tabla de productos para los rodamientos6309, C = 55,3kN. Debido a que la carga es puramente radial, P = Fr= 10kN (carga dinmica equivalente). Por lo tanto, en millones de revoluciones o en horas de funcionamiento

b) La vida nominal SKF para una confiabilidad de90% es

Debido a que es necesario contar con una confiabilidad de90%, se debe calcular la vida L10my a1=1(tabla1). De la tabla de productos para los rodamientos6309, dm= 0,5 (d + D) = 0,5 (45 + 100) = 72,5mm Deldiagrama1, la viscosidad nominal del aceite a una temperatura de funcionamiento para una velocidad de 3000rpm, 1= 8,15mm2/s. Por lo tanto, = /1= 20/8,15 = 2,45 De la tabla de productosPu= 1,34 kN y Pu/P = 1,34/10 = 0,134. Como las condiciones son muy limpias, c= 0,8 (tabla2) y c(Pu/P) = 0,107. Con = 2,45 y usando la escala SKF Explorer en eldiagrama2, se obtiene el valor deaSKF= 8. Luego, segn la ecuacin de la vida nominal SKF, en millones de revolucioneso en horas de funcionamiento utilizando

Ejemplo 2: Control de las condiciones de contaminacin Se debe revisar la aplicacin existente. Un rodamiento rgido de bolas SKF Explorer6309-2RS1 con sellado integral y relleno de grasa estndar funciona bajo las mismas condiciones que se describen en el ejemplo1 ( = 2,45). Las condiciones de contaminacin de esta aplicacin se deben controlar para determinar si es posible utilizar un rodamiento ms rentable que cumpla con el requisito de vida til mnima de3000 horas de funcionamiento. Si se tiene en cuenta la lubricacin con garsa y el sello integral, el nivel de contaminacin se puede caracterizar como alta limpieza y de latabla2, c= 0,8. ConPu/P = 0,134, c(Pu/P) = 0,107, utilizando la escala SKF Explorer en eldiagrama1y = 2,45, aSKF= 8.En horas de funcionamiento.

Una disposicin de rodamientos ms rentable usara un rodamiento con placa SKF Explorer6309-2Z. El nivel de contaminacin se puede caracterizar como limpieza normal; luego, de latabla2, c= 0,5. Con Pu/P = 0,134, c(Pu/P) = 0,067, utilizando la escala SKF Explorer en eldiagrama2y =2,45, aSKF 3,5.En horas de funcionamiento.

Ejemplo 3: Verificacin de las condiciones de carga dinmica y esttica El ciclo de trabajo de un rodamiento de rodillos a rtula sellado SKF Explorer24026-2CS2/VT143 utilizado en equipos de transporte de gran porte de una planta siderrgica cuenta con las condiciones de funcionamiento enumeradas en latabla3. La carga esttica de esta aplicacin se determina con suficiente precisin teniendo en cuenta las cargas de inercia que actan durante la carga y las cargas de choque que pueden ocurrir si algo se cae accidentalmente. Es necesario verificar las condiciones de carga dinmica y esttica de esta aplicacin si se supone una vida tilL10mhnecesaria de 60.000horas y un factor de seguridad esttico mnimo de1,5.De la tabla de productos y texto introductorio:Capacidades de carga:C = 540 kN; C0= 815 kN; Pu= 81,5 kNDimensiones:d = 130 mm; D = 200 mm,por lo tanto, dm= 0,5 (130 + 200) = 165mm

Llenado de grasa:Grasa de presin extrema con espesante ltico y aceite de base mineral, de clase de consistenciaNLGI2, para una temperatura de entre 20 y +110C(5 a +230F)y una viscosidad del aceite base a 40 y 100C(105 y 210F)de200 y 16mm2/s, respectivamente.

Se realizan los siguientes clculos o se determinan los siguientes valores(tabla4):1. 1= viscosidad nominal [mm2/s] (diagrama1) entrada: dmy velocidad2. = viscosidad de funcionamiento real [mm2/s] (diagrama3) entrada: viscosidad del lubricante a 40C(105F)y temperatura de funcionamiento3. = relacin de viscosidad calculada (/1)4. c= factor para el nivel de contaminacin (tabla 2) Limpieza elevada, rodamiento sellado: c= 0,85. L10h= vida nominal bsica segn la ecuacin (Vida nominal bsica) entrada: C, P y n6. aSKF= deldiagrama 4 entrada: rodamiento SKF Explorer, c, Pu, P y 7. L10mh1, 2,= vida nominal SKF segn la ecuacin (vida nominal SKF) entrada: aSKFy L10h1, 28. L10mh= vida nominal SKF segn la ecuacin (Clculo de la vida con condiciones de funcionamiento variables) entrada: L10mh1, L10mh2, y U1, U2,La vida nominal SKF de84.300 horas supera la vida til requerida; por lo tanto, se verifican las condiciones de carga dinmica del rodamiento.Finalmente, se verifica el factor de seguridad esttico de esta aplicacin utilizando lo siguiente

Lo anterior demuestra que se verifica la seguridad esttica de esta aplicacin. Dado que la carga esttica se determina de modo preciso, el margen relativamente pequeo entra la seguridad esttica calculada y la recomendada no es importante.

Tabla1 - Factor de ajuste de la vida a1ConfiabilidadProbabilidadde fallaVida nominal SKFFactor

nLnma1

%%millones de revoluciones

9010L10m1

955L5m0,64

964L4m0,55

973L3m0,47

982L2m0,37

991L1m0,25

Tabla2 - Valores orientativos del factor cpara diferentes niveles de contaminacin

Tabla-3 Condiciones de funcionamiento