Rodamientos, Soportes y Accesorios

Introducción Técnica y Generalidades

Índice

  1. Introducción
  2. Constitución de los Rodamientos
  3. Clasificación de los Rodamientos
  4. Rodamientos Rígidos de Bola
  5. Rodamientos de Bolas con Contacto Angular
  6. Rodamientos de Bolas a Rótula
  7. Rodamientos de Rodillos Cilíndricos
  8. Rodamientos Radiales de Agujas
  9. Rodamientos de Rodillos a Rótula
  10. Rodamientos de Rodillos Cónicos
  11. Rodamientos Axiales de Bolas de Simple Efecto
  12. Rodamientos Axiales de Rodillos Cilíndricos
  1. Rodamientos Axiales de Agujas
  2. Rodamientos Axiales de Bolas de Doble Efecto
  3. Rodamientos Axiales de Rodillos Esféricos
  4. Accesorios Principales
  5. Tolerancias y Ajustes de los Rodamientos
  6. Selección de Rodamientos
  7. Designación de Rodamientos
  8. Lubricación de Rodamientos
  9. Manejo y Montaje de Rodamientos
  10. Recomendaciones Generales en la Manipulación de Rodamientos
  11. Soportes
  12. Otros Elementos Articuladores y Transmisores de Movimiento

1. Introducción∆ Índice

En las máquinas y mecanismos por lo general se utilizan elementos de transmisión de movimiento y potencia, y muy especialmente, de movimiento de rotación, entre los cuales se destacan los ejes. Un eje es un elemento dinámico de sección circular que transmite un par motor mediante los elementos que lleva montados solidariamente, girando comúnmente apoyado en soportes. Estos últimos se encuentran por lo general dispuestos en los extremos del eje, debiendo estar suficientemente dimensionados para poder resistir los esfuerzos que les transmitan aquellos.

Ahora bien, los ejes no giran directamente sobre los soportes, sino que entre ambos se sitúa un elemento intermedio denominado cojinete. En este cojinete, el rozamiento que se produce como consecuencia del giro del eje no debe sobrepasar los límites admisibles, reduciéndose éste por medio de una lubricación adecuada.

Los arriba mencionados cojinetes pueden ser de dos tipos:

  1. Cojinetes de deslizamiento (llamados casquillos), y
  2. Cojinetes de rodadura (llamados rodamientos).

El rozamiento por rodadura que presentan los rodamientos es mucho más reducido que el rozamiento por deslizamiento de los casquillos. De esto último se derivan una serie de ventajas al utilizar rodamientos frente a la utilización de casquillos, entre las que se pueden señalar:

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

Por lo anterior, en la actualidad las máquinas rotativas utilizan mayoritariamente rodamientos.

2. Constitución de los Rodamientos∆ Índice

Los rodamientos son elementos normalizados en dimensiones y tolerancias. Esta normalización facilita la intercambiabilidad, pudiéndose así disponer de repuestos de diferentes fabricantes, y asegurando un correcto montaje sin necesidad de un ajuste posterior de los mismos.

Están constituidos por dos o más aros concéntricos, uno de los cuales va alojado en el soporte (aro exterior) y el otro va montado en el eje (aro interior).

Entre los dos aros se disponen los elementos rodantes (bolas, rodillos cilíndricos, rodillos cónicos, rodillos esféricos, 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 sí, los elementos rodantes van alojados en una pieza de chapa estampada, denominada jaula portabolas o portarrodillos.

En la siguiente figura se puede apreciar la disposición de los distintos elementos constituyentes arriba mencionados.

Composición Rodamiento

Los rodamientos se construyen en acero de adecuadas características de dureza y resistencia, permitiendo soportar, con muy poco desgaste, millones de revoluciones aun cuando sometidos a cargas y esfuerzos a veces concentrados y localizados.

La lubricación varía con la velocidad y el tamaño de los rodamientos, efectuándose con aceite o grasa de adecuadas características.

A continuación se presenta una clasificación básica de los distintos tipos de rodamientos.

3. Clasificación de los Rodamientos∆ Índice

Desde un punto de vista cinemático, esto es, de acuerdo a las características del movimiento relativo de sus partes conformantes, los rodamientos pueden clasificarse en las siguientes tres categorías:

  1. Rodamientos para cargas radiales. Pueden soportar preferentemente cargas dirigidas en la dirección perpendicular al eje de rotación.
  2. Rodamientos para cargas axiales. Pueden soportar cargas que actúen únicamente en la dirección del eje de rotación. A su vez pueden ser subclasificados como 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.

Rodamientos Radiales

Rodamientos Axiales

Rodamientos Cargas Mixtas

Los rodamientos también son comúnmente clasificados de acuerdo al tipo de elementos rodantes constituyentes, ya sea bolas o rodillos de acero.

  1. Rodamientos de bolas. Son adecuados para altas velocidades, alta precisión, bajo par torsional, y baja vibración.
  2. Rodamientos de rodillos. Los rodillos pueden ser de diferentes formas, ya sea cilíndricos, cónicos, forma de tonel (la generatriz es un arco de circunferencia), o de agujas (cilindros de gran longitud y pequeño diámetro). 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

Otros aspectos relativos a la clasificación de los rodamientos pueden ser el número de hileras de bolitas o rodillos, el número de elementos rodantes, si son o no desmontables, si disponen o no de orificio de engrase, entre otros.

A continuación se proporciona una breve descripción de los tipos más elementales de rodamientos.

4. Rodamientos Rígidos de Bola∆ Índice

Estos rodamientos son de uso general, ya que pueden absorber cargas radiales y axiales en ambos sentidos, así como las fuerzas resultantes de estas cargas combinadas. Pueden a su vez operar a velocidades elevadas.

Existen varios y muy variados tipos de ellos, entre los que pueden ser mencionados los desmontables, con ranura circunferencial en el anillo exterior para poder fijarlos axialmente mediante arandelas de retención, con agujero interior cónico, de una o dos hileras de bolas, etc.

Se fabrican también prelubricados con tapas de obturación que impiden la entrada de elementos extraños y previenen la salida de la grasa lubricante. El sello de estos rodamientos consiste por lo general en un anillo de caucho sintético moldeado a una platina de acero, incorporado al anillo exterior. Los hay también con sellos metálicos.

Hay dos tipos principales de rodamientos sellados. Por un lado están aquellos en los que los sellos se encuentran en contacto con el anillo interior (llamados también sellos de contacto), presentando así una excelente y efectiva protección contra la entrada de polvo e impurezas. Por otro, están aquellos en los que los sellos no se encuentran en contacto con el anillo interior, siendo así apropiados para las aplicaciones que requieren un bajo par de operación.

5. Rodamientos de Bolas con Contacto Angular∆ Índice

En este tipo de rodamientos, la línea que une los puntos de contacto de las bolas de acero con los anillos interior y exterior, forma un ángulo con la línea que define la dirección radial, llamado ángulo de contacto. Este ángulo es por lo general de 30º, existiendo también rodamientos que presentan un ángulo de contacto de 15° y 40º. (Los de 15° favorecen su aplicación en circunstancias de velocidades elevadas.)

En adición a las cargas radiales, una de las principales características de este tipo de rodamientos es que pueden soportar grandes cargas axiales en un sentido (debido a la pestaña generada por el ángulo presente en sus aros interior e exterior y la consecuente disposición de sus bolitas).

Este tipo de rodamientos suelen ser dispuestos en pares y en posición simétrica para soportar cargas axiales en ambos sentidos, disposición que puede ser espalda a espalda ó cara a cara, como se aprecia en la figura más abajo. También pueden ser dispuestos en serie, cara a espalda o viceversa, para situaciones de cargas axiales elevadas pero en un solo sentido.

Montaje Espalda a Espalda

Montaje Cara a Cara

Montaje Tandem

Por último, es importante mencionar que existen así también 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.

6. Rodamientos de Bolas a Rótula∆ Índice

Este tipo de rodamientos dispone de dos hileras de bolas. La pista de rodadura del anillo exterior forma una superficie esférica común 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.

De esta forma, el anillo interior junto con las bolas de acero y la jaula portabolas pueden oscilar sobre el anillo exterior, adaptándose automáticamente a un posible desalineamiento que pudiera presentar el eje central.

Según lo anterior, este tipo de rodamientos es de utilidad cuando se prevén flexiones o desalineaciones del eje central con respecto al alojamiento del soporte.

Su capacidad de carga axial es limitada, no siendo en consecuencia apropiados para aplicaciones con dichas cargas elevadas.

7. Rodamientos de Rodillos Cilíndricos∆ Índice

Este tipo de rodamientos son por lo general desmontables (esto es, sus partes componentes pueden ser separadas), lo que facilita su montaje y desmontaje desde su alojamiento.

Dado que los rodillos están en contacto lineal con las pistas de rodadura, pueden soportar grandes cargas radiales, siendo su capacidad de carga axial más bien limitada.

Sus rodillos pueden ser guiados por los rebordes del anillo exterior o del anillo interior. Existen también rodamientos de rodillos cilíndricos con rebordes en los dos anillos, por lo que pueden ser cargados con cargas radiales y axiales combinadas.

También se construyen con doble hilera de rodillos.

8. Rodamientos Radiales de Agujas∆ Índice

Estos rodamientos reciben su nombre por tener como elementos rodantes cilindros muy largos con respecto a su diámetro, denominados agujas.

En general, tienen las mismas aplicaciones que los rodamientos radiales de rodillos cilíndricos normales, es decir, grandes cargas radiales, pero siendo además adecuados para montajes con reducido espacio y gran precisión en el centrado.

También se fabrican rodamientos con doble hilera de agujas, resultando apropiados para operar con grandes cargas o donde se requiere una gran superficie de apoyo. Así mismo, los hay sin aro interior, caso en el que las agujas ruedan directamente sobre la superficie del eje, debidamente rectificado y cementado. Este tipo requiere de un espacio radial mucho más reducido que en el caso de los con aro interior. Además, como no influye la precisión del aro interior, se puede obtiene una alta precisión de rodaje.

Otro tipo de rodamientos de agujas más simplificados aún son los formados únicamente por una jaula de agujas. Estos no disponen de los aros interior ni exterior, por lo que las agujas ruedan directamente sobre el mismo eje, debidamente cementado, y sobre el alojamiento del soporte.

9. Rodamientos de Rodillos a Rótula∆ Índice

Están constituidos por dos hileras de rodillos en forma de tonel. Al igual que los rodamientos de bolas a rótulas, la pista de rodadura del anillo exterior forma una superficie esférica común 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.

Así, el anillo interior junto con los rodillos y la jaula portarrodillos pueden oscilar libremente sobre el anillo exterior, adaptándose automáticamente a un posible desalineamiento que pudiera presentar el eje central.

10. Rodamientos de Rodillos Cónicos∆ Índice

En este tipo de rodamientos, los rodillos y las pistas de rodadura tienen forma cónica. 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, resistiendo, a su vez, velocidades de operación relativamente elevadas también.

Se caracterizan por su alta capacidad para soportar cargas radiales, cargas axiales en una dirección y cargas combinadas. Cuanto más grande es el ángulo de contacto, más grande es la capacidad de carga axial.

Cuando una carga radial pura es colocada sobre el rodamiento, es inducida una carga en la dirección axial, y, en consecuencia, suelen montarse generalmente en pares, opuestos el uno al otro.

Se caracterizan también por ser desmontables, es decir, cada anillo puede ser montado individualmente, permitiendo así utilizar ajustes fijos en ambos anillos.

Se encuentran disponibles también con dos hileras de rodillos cónicos, los que permiten soportar esfuerzos axiales en ambos sentidos.

11. Rodamientos Axiales de Bolas de Simple Efecto∆ Índice

En este tipo de rodamientos, las bolas están alojadas en una jaula portabolas dispuesta entre una arandela ajustada en el alojamiento del soporte y una arandela ajustada al eje, imitando una estructura de “sándwich”. El ángulo de contacto es de 90º, debiendo ser así el plano de rodadura perfectamente perpendicular al eje de rotación.

Se caracterizan por ser desmontables, siendo así su montaje muy simple, dado que los componentes pueden ser ensamblados por separado.

Por su diseño, este tipo de rodamientos puede soportar cargas axiales en un sentido, no siendo apropiados a su vez para operar a velocidades elevadas.

Para asegurar el guiado de las bolas en sus caminos de rodadura, deben estar sometidos permanentemente a una carga axial mínima, o precarga.

12. Rodamientos Axiales de Rodillos Cilíndricos∆ Índice

Similares en su composición a los rodamientos axiales de bolas de simple efecto, pero en que los elementos rodantes son rodillos cilíndricos en vez de bolas, esto es, están constituidos por dos aros, uno ajustado al eje y otro al alojamiento del soporte, y rodillos cilíndricos alojados en una jaula portarrodillos.

Se puede conseguir así también un diseño compacto, utilizando únicamente los rodillos y jaula portarrodillos, empleando el eje y el alojamiento del soporte como pistas de rodadura.

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 últimos es inadecuada.

13. Rodamientos Axiales de Agujas∆ Índice

Similares a los axiales de rodillos cilíndricos, pero con elementos rodantes constituidos por agujas. Pueden soportar grandes cargas axiales en un sentido, requiriendo de un espacio axial mínimo.

14. Rodamientos Axiales de Bolas de Doble Efecto∆ Índice

Están constituidos por una arandela ajustada al eje dotada de dos caminos de rodadura, uno en cada una de sus caras, dos conjuntos de bolas alojadas en sus respectivas jaulas portabolas, y dos arandelas extremas ajustadas en el alojamiento del soporte.

Su diseño admite grandes cargas axiales en los dos sentidos, no debiendo estar sometidos a grandes esfuerzos radiales. Por lo general, no admiten grandes velocidades de operación. El plano de rodamiento debe ser perfectamente perpendicular al eje de rotación.

Para asegurar el guiado de las bolas en sus respectivos caminos de rodadura, deben estar sometidos permanentemente a una carga axial mínima, o precarga.

15. Rodamientos Axiales de Rodillos Esféricos∆ Índice

Disponen de una hilera de rodillos en forma de tonel como elementos rodantes, con un elevado ángulo de contacto con sus pistas de rodadura.

Al utilizar rodillos en forma de tonel como elementos rodantes, son de naturaleza oscilante, permitiendo así algún error de alineación o flexión del eje.

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

16. Accesorios Principales∆ Índice

Dentro de los accesorios principales relacionados con los rodamientos, destacan los elementos utilizados para la fijación axial de ellos. Para esto se utiliza una tuerca ranurada y una arandela de retención con lengüeta interior. En determinados casos es conveniente además utilizar una contratuerca como elemento de seguridad.

Dentro de este tipo de elementos, destacan los llamados manguitos cónicos elásticos, utilizados ampliamente para la fijación axial de rodamientos de agujero cónico en ejes cilíndricos, esto es, en los cuales su eje interior no es cilíndrico como el eje sino que cónico, presentando así una leve pendiente en la cara de su aro interior que enfrenta al eje a modo de cuña.

Los hay de dos tipos principales, manguitos elásticos de compresión y de tracción.

En los de compresión, el aro interior del rodamiento debe montarse contra un tope, pudiendo ser éste un resalte del eje o bien un anillo separador. El manguito se fija axialmente por medio de una tuerca ranurada, de una arandela de seguridad con lengüeta interior y la contratuerca.

Por su parte, los de tracción permiten la fijación axial de un rodamiento cuando el eje carece de resaltes. El rodamiento es inmovilizado en relación al manguito por medio de la tuerca ranurada, de la arandela de seguridad con lengüeta interior y la contratuerca.

Por último, es interesante mencionar que también existen manguitos de desmontaje, utilizados, cuando así es necesario y como su nombre lo indica, en el correspondiente proceso de desmontaje de rodamientos.

A continuación se describen algunas generalidades relacionadas a los rodamientos, como tolerancias y ajustes, selección, designación, lubricación y manejo/manipulación de ellos.

17. Tolerancias y Ajustes de los Rodamientos∆ Índice

Para la precisión dimensional, ISO prescribe tolerancias y límites de errores permisibles para las dimensiones principales, a saber, diámetros interior y exterior, anchos y radios de rebordes redondeados, necesarias para el montaje de rodamientos sobre ejes y alojamientos de soportes.

El ajuste del rodamiento exige tolerancias estrechas para garantizar un correcto funcionamiento. Las tolerancias del eje sobre el cual va montado el rodamiento, así como la del alojamiento cilíndrico en el soporte, son determinadas en función de criterios tales como naturaleza, magnitud y dirección de la carga, condiciones de temperatura, diámetro y velocidad del rodamiento, y método de montaje y reglaje.

La norma ISO 286 presenta una guía para el establecimiento de ajustes de rodamientos. En general, el aro en contacto con el mecanismo móvil 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.

18. Selección de Rodamientos∆ Índice

Los rodamientos se encuentran disponibles en una gran variedad de tipos, formas y dimensiones. Cada tipo de rodamiento presenta propiedades y características que dependen de su diseño y que lo hacen más o menos adecuado para una determinada aplicación.

La consideración más importante en la selección de un rodamiento es escoger aquel que permita a la máquina o mecanismo en la cual se instala un funcionamiento satisfactorio.

Para facilitar el proceso de selección, y lograr la especificación del rodamiento más apropiado para una determinada aplicación o tarea, se deben considerar diversos factores, que además deben ser contrastarlos entre sí, tales como:

  1. Espacio disponible.
  2. Magnitud, dirección y sentido de la carga.
  3. Desalineación.
  4. Velocidad.
  5. Nivel de ruido.
  6. Rigidez.
  7. Montaje y desmontaje.

19. Designación de Rodamientos∆ Índice

La identificación de rodamientos hace referencia a su diseño, dimensiones, precisión, y constitución interna, entre otros. Esta identificación está formada por el nombre del rodamiento, seguida de la denominación abreviada del mismo, la cual se compone de una serie de números y códigos de letras, agrupados en un código numérico básico y un código suplementario.

El código numérico básico se compone de una serie de cifras, cuyo significado incorpora elementos tales como el tipo de rodamiento, su serie dimensional (serie de diámetro exterior, serie de ancho, serie de ángulo de contacto, etc.) y su diámetro interior.

De así requerirse, y si las condiciones de la aplicación en cuestión exigen una versión especial del rodamiento, se añaden caracteres adicionales a la denominación abreviada, constituyendo un código suplementario.

Este código viene fijado por cada fabricante, y designa aspectos tales como tratamiento térmico, precisión, juego interno y demás factores relacionados con las especificaciones y la constitución interna del rodamiento.

Por supuesto, todos los códigos involucrados en la descripción precisa y unívoca de una pieza se encuentran tabulados en los catálogos suministrados por los fabricantes de rodamientos.

A modo de ejemplo, un rodamiento rígido de bolas de la conocida serie 6000 puede ser descrito como sigue:

6306 2RS C3

Donde, de izquierda a derecha:

  • 6=Código de tipo de rodamiento correspondiente a los rodamientos rígidos de una hilera de bolas.
  • 3=Serie de diámetro exterior.
  • 06=Código de diámetro interior (el diámetro interior en milímetros se obtiene de multiplicar este código por 5,
  •   en este caso, 30 milímetros, o sea 3 centímetros).
  • 2RS=Código de sellos laterales de contacto correspondientes a tapas de obturación de caucho.
  • C3=Código de juego radial interno mayor que lo normal.

Respecto a este último código (C3), cabe mencionar que el juego radial interno corresponde al intersticio creado entre las bolitas y sus correspondientes caminos de rodadura en los aros exterior e interior. Cuando este juego radial es distinto al estándar (C0), se denomina como CX, siendo el caso con X = 3 el más usual, y correspondiendo a un juego radial mayor, requerido para un adecuado funcionamiento generalmente a altas velocidades (producto de la expansión térmica de los metales en general). En general, se tiene la siguiente clasificación,

  • C0=Juego radial normal,
  • C2=Juego radial < C0,
  • C3=Juego radial > C0,
  • C4=Juego radial > C3,
  • C5=Juego radial > C4,

encontrándose cada uno de estos juegos definidos con precisión en las normas DIN 620-4, ISO 5 753.

20. Lubricación de Rodamientos∆ Índice

Para un adecuado funcionamiento y vida útil de los rodamientos, es condición indispensable una buena y correcta lubricación. Esta reduce el rozamiento por rodadura, protege las distintas partes del rodamiento de la herrumbre y el polvo, absorbe el calor que se genera producto del movimiento relativo de sus partes (aros v/s bolas o cilindros), y atenúa las vibraciones sufridas por el rodamiento durante su operación.

Existe una amplia gama de grasas y aceites para la lubricación de rodamientos. La selección del lubricante depende fundamentalmente de las condiciones de funcionamiento, en especial de la gama de velocidades y temperaturas.

La grasa es el lubricante más utilizado en rodamientos, ya que es de fácil manejo y requiere además de un dispositivo de obturación muy simple. Su empleo está recomendado cuando existe la posibilidad de que el lubricante pueda escapar por los soportes, y se quiera precisamente evitar goteras peligrosas para los materiales de trabajo involucrados (textiles, alimentos, etc.), cuando la forma de los rodamientos permite una fácil afluencia de la grasa a las hendiduras, y cuando se requiera de una protección segura contra toda suerte de agentes corrosivos, humedad, o polvo.

La lubricación por aceite se utiliza en caso de altas velocidades de giro y elevadas temperaturas, cuando la forma o disposición de o los rodamientos no permita regular la afluencia de grasa, o cuando sea preciso enfriar los soportes por circulación de lubricante.

21. Manejo y Montaje de Rodamientos∆ Índice

Los rodamientos son elementos de alta precisión. Un manejo inadecuado provocará su falla prematura y un mal funcionamiento de la maquinaria. Para evitar que esto ocurra, se deben tomar precauciones básicas en su manipulación. Por ejemplo, éstos deben ser montados en un ambiente de trabajo limpio, libre de contaminantes que se filtren a su interior, y evitando por supuesto que reciban golpes innecesarios.

Los rodamientos manejados adecuadamente pueden responder fiablemente a una amplia gama de condiciones de trabajo. Por otro lado, al constituir un elemento de precisión de una maquinaria, un manejo inadecuado puede dañarlos aún antes de empezar a trabajar.

Algunos principios generales a tener en consideración en su manipulación son los siguientes:

  • Conservar limpio el rodamiento y el ambiente que lo rodea, esperando hasta el último momento para la extracción de su caja o envoltorio original.
  • El rodamiento está tratado térmicamente para alcanzar determinados niveles de dureza. Se puede considerar frágil ante impactos o fuerzas excesivas realizadas durante montajes o desmontajes poco cuidadosos.
  • No calentar los rodamientos a temperaturas superiores a 120º C, ya que podría llegar a reducirse su dureza y por tanto a acortar su vida útil.

El montaje de un rodamiento en su aplicación específica constituye una de las etapas más críticas y vulnerables de su manipulación. Algunas precauciones generales a tener en consideración en esta etapa son las siguientes:

  1. Elegir un lugar limpio.
  2. Revisar el eje, el alojamiento y los radios (dimensiones, acabado y formas geométricas).
  3. Verificar las dimensiones del eje y alojamiento.
  4. Usar herramientas de montaje adecuadas que no tengan desgaste.
  5. Limpiar el eje, alojamiento y radios.
  6. Tener cuidado al tocar las superficies rectificadas del rodamiento para impedir posibles rastros de óxido.
  7. Al montar los anillos interior y exterior por separado, aplicar la fuerza también a cada uno por separado evitando montar, por ejemplo, el aro exterior golpeando el aro interior montado.
  8. Evitar impactos. ¡No golpear con MARTILLO directamente al rodamiento!
  9. Los rodamientos de rodillos cónicos se montan ajustándolos contra otro rodamiento, generalmente del mismo tipo. Este ajuste se realiza con tuercas de apriete o discos de compensación, entre otros métodos. Estos ajustes suponen una precarga para los rodamientos, que deberá considerar la carga a soportar una vez alcanzada la temperatura de funcionamiento deseada. Este factor de temperatura en trabajo es fundamental de considerar, ya que al calentarse el mecanismo, es diferente la disipación de calor en los ejes, los soportes y los componentes del rodamiento, y por tanto el juego inicial puede verse muy reducido, pudiendo incluso llegar a bloquear al mecanismo en su totalidad.

Dentro de los procedimientos de montaje de un rodamiento, destacan los montajes por presión o por calor, descritos brevemente a continuación.

Montaje por Presión

Como su nombre lo indica, este tipo de montaje se basa en la aplicación de la fuerza, idealmente mediante una prensa hidráulica. Tratándose de rodamientos pequeños, se puede emplear un martillo con cabeza de caucho, recordando que, como se ha indicado anteriormente, nunca se debe golpear un rodamiento directamente con un martillo metálico.

Montaje por Calor

El montaje por calor se puede llevar a cabo de múltiple formas. Usando un horno, plancha caliente, calentador por inducción, o baño de aceite a la temperatura prescrita.

Al montar un rodamiento por calor se deben tomar las siguientes precauciones:

  • Limpiar el equipo de montaje y el área de trabajo antes de comenzar.
  • No exceder los 120ºC (248ºF).
  • La temperatura necesaria para el montaje de un rodamiento viene dada por la relación:
    ∆T = ∆L / α d
    donde ΔT es la variación de temperatura en °C, ΔL es la variación de longitud en mm,
    α es el coeficiente de dilatación lineal del acero (12 x 10^-6) 1/°C, y d es el diámetro interior del rodamiento.
  • Normalmente los rodamientos se calientan entre 30°C y 40ºC por encima de la temperatura ambiental.
  • Después del montaje, durante el enfriamiento, los rodamientos se contraerán en dirección axial y radial. Consecuentemente, se debe presionar el rodamiento firmemente contra el chaflán del eje.

Por lo general, la manera más idónea de montar un rodamiento es mediante un calentador por inducción. Con este tipo de montaje, se obtiene un calentamiento uniforme en un corto período de tiempo, sin necesidad de aceite o llamas, y consiguiéndose un ajuste limpio y eficiente.

Finalmente se discuten algunas recomendaciones generales respecto al almacenaje, manipulación, y montaje de los rodamientos.

22. Recomendaciones Generales en la Manipulación de Rodamientos∆ Índice

  • Almacenar los rodamientos en su embalaje original, en ambientes completamente secos y libres de productos químicos corrosivos, tales como ácidos, amoníaco o cloruro de cal.
  • Almacenar los rodamientos grandes en posición horizontal, quedando así apoyada su superficie frontal.
  • Mantener el lugar de montaje limpio y seco.
  • Procurar que los alojamientos, ejes y otras piezas relacionadas con el montaje estén completamente limpios, libres de anticorrosivos y residuos de pinturas.
  • Utilizar herramientas adecuadas para el montaje. No utilizar herramientas de uso general.
  • Manejar los rodamientos cuidadosamente. Los golpes fuertes pueden producir ralladuras o roturas.
  • Utilizar únicamente los lubricantes recomendados por el fabricante. La cantidad de grasa a utilizar se viene dada por la relación:
    G = 0,005 D B
    donde G es la cantidad de grasa en gramos, D es el diámetro exterior del rodamiento en mm, y B es el ancho total del rodamiento en mm.
  • No calentar ni lavar durante el montaje los rodamientos que poseen sellos laterales de protección u obturación.
  • No utilizar soldaduras autógenas ni de arco en sitios cercanos donde se hallen instalados o almacenados rodamientos.

23. Soportes∆ Índice

Como fue mencionado en la sección Introducción, en las máquinas y mecanismos por lo general se utilizan elementos de transmisión de movimiento y potencia, y muy especialmente, de movimiento de rotación. Esto por lo general se logra a través de ejes, soportes y rodamientos.

Los soportes con rodamientos son elementos ampliamente usados en toda la industria, maquinaria agrícola, etc. Ellos están esencialmente constituidos por un soporte, generalmente de fierro fundido, y un rodamiento inserto en dicho soporte (o descanso), llamados rodamientos de inserción, o simplemente insertos. Este tipo de rodamientos corresponde a los de una hilera de bolitas, con la particularidad de poseer su aro externo rectificado en forma esférica, al igual que el alojamiento del soporte, permitiendo así el proceso de armado o inserción. Dicha forma esférica del aro exterior del rodamiento y del alojamiento del soporte permite a su vez la autoalineación del conjunto frente a desviaciones del eje motor. El conjunto puede además trabajar con cargas radiales, con cargas axiales, o con una combinación de las mismas.

Este tipo de rodamientos está provisto de un retén resistente al calor y al aceite, consistente en una goma sintética recubierta de una junta de acero, lo cual proporciona una excelente protección contra los elementos extraños contenidos en la atmósfera, protegiendo así de la suciedad y la humedad, y reteniendo además el lubricante del rodamiento.

El rodamiento inserto puede estar provisto de dos mecanismos de fijación al eje. El más común de ellos consiste en dos tornillos prisioneros situados en una prolongación del anillo interno del rodamiento. El otro mecanismo consiste en cambio de un collar excéntrico, el cual proporciona una fijación muy eficiente.

El cuerpo del soporte consiste de una sola pieza, lo que lo hace muy sólido y resistente. Por lo general está hecho de fierro fundido, encontrándose también disponibles en material termoplástico para su uso con insertos de acero inoxidable. Estos conjuntos, vale decir un soporte de material termoplástico con un rodamiento inserto de acero inoxidable, se han vuelto muy populares en la actualidad en diversas industrias, tales como la alimenticia y agrícola, entre otras.

La rotación relativa entre el rodamiento inserto y el soporte se consigue mediante un pivote de bloqueo situado en el aro externo del rodamiento.

Dada la separabilidad del rodamiento y soporte, se hace muy simple la intercambiabilidad de cualquiera de ellos en caso de ser así requerido.

Existe una gama muy amplia de soportes con rodamientos, involucrando distintos materiales de construcción, así como también una gran variedad de métodos de fijación del soporte per se a su pivote de operación (soportes de 4 pernos con inserto paralelo a los pernos, de 2 pernos con inserto perpendicular a los pernos, etc.).

Finalmente, es importante mencionar que existe también otra clase de soportes usados in extenso en la industria, cuales son los soportes de dos partes, o también llamados comúnmente “cajas partidas”. Como su nombre lo indica, constan de dos secciones, una superior y otra inferior, simplificando el montaje y el mantenimiento. Los rodamientos pueden así ser previamente montados en el eje, para ser con posterioridad insertados en la sección inferior del soporte, agregándose la sección superior de este al final de la operación. Al igual que en el caso anterior, las hay disponibles en una amplia gama de diseños, pudiendo operar tanto con rodamientos de bolas a rótula como de rodillos a rótula.

24. Otros Elementos Articuladores y Transmisores de Movimiento∆ Índice

Existen otro tipo de elementos articuladores y transmisores de movimiento, entre los cuales es interesante mencionar las rótulas radiales, las cabezas articuladas y los carros lineales, entre otros.

Las rótulas radiales constan de un aro interior cuya superficie exterior es de perfil convexo, y de un aro exterior cuya superficie interior es de perfil cóncavo, lográndose así su capacidad de movimiento y alineación. Su diseño las hace particularmente adecuadas para aquellas disposiciones en las que se debe absorber movimientos de alineación entre el eje y el soporte, o en situaciones en que se tienden a producir movimientos de oscilación o de inclinación a velocidades relativamente bajas.

Por su parte, las cabezas articuladas constan de una cabeza de biela con vástago integral, formando un soporte, y de una rótula radial, o un aro interior de rótula, con una capa de deslizamiento entre el orificio de la cabeza y el aro interior. Se encuentran disponibles con vástago macho o hembra, e hilos derecho o izquierdo.

Las superficies de deslizamiento son del tipo acero/bronce, lo que las hace muy resistentes al desgaste, así como también adecuadas para operar bajo condiciones de lubricación deficientes. Pueden soportar fuertes cargas de dirección alternante.

Finalmente, los carros lineales consisten de una unidad guía deslizante de movimiento lineal, de alta capacidad, y de su respectivo riel, circulando las primeras a través del riel mediante un mecanismo de bolas de acero recirculantes en dicha unidad. Poseen una gran capacidad y balance de carga, una alta precisión en su movimiento, además de ser altamente durables y fiables, operando con suavidad y bajo nivel de ruido.

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